Trong nhiều năm, tác nhân oxy hóa mạnh là pemanganat kali (KMnO4) đã được sử dụng để đo nhu cầu oxy hóa học. Các phép đo đã được gọi là oxy bị tiêu thụ từ pemanganat, hơn là nhu cầu oxy của các chất hữu cơ. Tính hiệu quả của pemanaganat kali trong việc oxy hóa các hợp chất hữu cơ bị dao động khá lớn, và trong nhiều trường hợp thì giá trị các phép đo nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD) lại lớn hơn cả các giá trị thu được từ các phép đo theo COD. Điều này chỉ ra rằng pemanganat kali không thể có hiệu quả trong việc oxy hóa tất cả các chất hữu cơ có trong dung dịch nước, làm cho nó trở thành một tác nhân tương đối kém trong việc xác định chỉ số COD.

Kể từ đó, các tác nhân oxy hóa khác như sulfat xêri, iodat kali hay dicromat kali đã được sử dụng để xác định COD. Trong số này, dicromat kali (K2Cr2O7) đã thể hiện là có hiệu quả nhất: nó tương đối rẻ, dế dàng tinh chế và có khả năng gần như oxy hóa hoàn toàn mọi chất hữu cơ.