Численность микроорганизмов в реках изменяется на целые порядки в зависимости от гидрологического режима и доли участия антропогенных стоков.
В реках, не загрязняемых стоками, их количество в воде увеличивается в периоды половодий и паводков, когда в реки поступают с водосборных площадей терригенные частицы, органический детрит с обильной микрофлорой. Например, годовой сток бактериальной массы р. Волги у Куйбышева — 484 тыс. т/год, а на долю паводков приходится более 90% стока (Варламова, 1957). Количество микроорганизмов в воде растет с повышением температуры, что особенно четко проявляется в водах и донных отложениях горных рек, пересекающих несколько высотных ландшафтных зон, например в Средней Азии от нивальной до лесостепной.
Для большинства рек имеется два пика увеличения численности микрофлоры — весенне-летний и осенний; в ледостав она уменьшается. Неодинаково распределены бактерии в поверхностном и придонном слоях воды: на фарватере их больше в поверхностном горизонте, а на менее глубоких участках — в придонном. При небольших глубинах их количество от поверхности до дна изменяется слабо, но в самой поверхностной пленке воды толщиной 20 мкм — в 50—100 раз больше, чем в водной толще (Романенко, 1971). Наличие населенных пунктов резко увеличивает численность микроорганизмов — в 50—100 раз. Так, по данным Коульмэна (1974), на р. Северный Саскачеван влияние крупных населенных пунктов сказывается на расстоянии до 300 миль.
Численность микроорганизмов в донных грунтах в руслах рек зависит от гранулометрического состава рыхлых отложений и петрографии скальных пород. Наиболее богаты ими заиленные участки дна, где повышенное содержание органического вещества, наименее — перекаты, песчаные отложения. Интенсивны микробиальные процессы в песчаных, хорошо аэрируемых грунтах, где быстро происходит минерализация органического вещества (Мессинёва, 1961).
Карбонатные скальные породы, слагающие ложе реки, менее заселены микроорганизмами, чем изверженные кристаллические породы — граниты (Добровольская, 1977). В целом содержание микроорганизмов в грунтах рек на 1—2 порядка выше, чем в воде. Разнообразные и неспецифические группы микроорганизмов, широко распространенные в почвах окружающих ландшафтов, населяют реки. В среднем течении р. Лены основную массу бактериального населения образуют кокковые формы рода Mycococcus, колонии которых имеют ярко-красную, розовую, желтую окраску (Добровольская, 1977).
В равнинных реках европейской части СССР постоянно присутствует азотобактер (A. agile, A. chroococcum), встречается анаэробный фиксатор азота — Clostridium Past. (Роднина, 1940; 1960), обнаружены Pseudomonas и кокки, имеются палочки, спириллы, вибрионы. Грибная флора в донных отложениях рек не обнаружена.