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A DQO se baseia no fato de alguns compostos orgânicos, são oxidados por agentes químicos oxidantes considerados fortes, como por exemplo, o K2Cr2O7 (bicromato de potássio) em meio ácido, sendo o resultado final desta oxidação o dióxido de carbono e água. É quantidade de O2 necessária para a oxidação da matéria orgânica através de um agente químico.