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经过大量研究表明发生黑臭的机理基本一样,它是由于水体缺氧，有机物腐坏而造成的。当大量的有机污染物进入水体，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水体中大量的氧气，使水体转化成缺氧状态,致使厌氧细菌大量繁殖，有机物腐化、分解、发酵使水体变黑、变臭。
水体致黑
水体的致黑物质可以分为2部分：①以固态或吸附于悬浮颗粒上的形式存在于水体中的不溶性物质，②是溶于水的带色有机化合物（主要是腐殖质类有机物）。在不同厌氧微生物的参与下会发生反应，生成FeS。
Fe的微生物还原导致还原态铁向上覆水体扩散时，在硫酸盐还原菌等还原下，Fe2+和H2S多反应生成FeS。FeS是黑色沉积物，水体中微小的悬浮物质会吸附一部分FeS，而部分沉积于水底的FeS 沉积物还会在厌氧分解产生的气体或气泡托浮作用下重新进人水体，再加上其他因素的协同作用，使水体呈现黑色。
微生物分解底泥中的有机物产生臭气,同时,黑色底泥颗粒也被产生的气体形成的气泡托浮到达水体表面，对水体也起着致黑的作用。
国内学者对河流黑臭问题也进行了一些比较深入的研究。在致黑方面也有诸多研究。如罗纪旦认为河流水体的黑臭与存在的腐殖质有关，硫化亚铁是其中的主要致黑物质。1997年应太林等在《苏州河水体黑臭机理及底质再悬浮对水体的影响》文章中，探讨了苏州河水体黑臭现象，证实了水体发黑主要与存在吸附了的带负电胶体悬浮颗粒有关，且腐殖质是吸附物或络合物的主要组成。剂治严等用Ⅲ类地面水对典型污染断面的底质进行了反复搅拌清洗试验。结果表明，随着清洗次数的增加，水体的黑臭指数下降终可不黑臭。底泥再悬浮对水质的影响试验表明，搅拌速度增加，各项指标恶化，黑臭加剧。
水体致臭
发黑水体中产生臭味的途径很多，但以下2种比较突出：①大量有机物在厌氧菌作用下发生分解，其中间产物和终产物中有一系列的硫化氢、氨、硫醇等发臭物质产生，引起水体发臭。②通过对腐殖物质的分析，从腐殖酸、富里酸的酸水解产物中得到的近20种氨基酸和大量游离氨，这些氨基酸在水体中以脱氨基作用、脱羧酸作用以及某些细菌如变形杆菌分解含硫氨基酸等3种分解方式，产生了大量的游离氨臭气和具有相当臭味的胺类、硫化氢以及具有特殊恶臭的硫醇类物质。③厌氧条件下由厌氧放线菌分泌产生的土臭素和异茨醇。这类发臭物质的嗅阈值为0.05～0.1μg/L，极低浓度就容易引起强烈的臭味效应。CH4，H2S，NH3等发臭气体被认为是水体黑臭中的发臭物质。
国内学者对河流恶臭问题也进行了一些研究。李梓君等对浑河主要恶臭物质及发臭特性的研究，说明了发臭物质的特性及其主要相关因子：水况因子（泾污比和污水滞留时间）、气象因子（水温、风向、风速和气温）、底泥因子（底泥量与分布）和化学因子（COD和DO）。
唐秀云对佛山汾江水体恶臭的化学因素特性研究，初步测定了汾江河水质中pH值，氧化-还原电位(V)，DO，COD，TN，NH3-N，硫化物(S2-)，H2S，BOD5，嗅阈值，有机酸，有机碱等与水质黑臭有关的项目分析了DO与河水发生恶臭的组合关系,提出恶臭指数为客观衡量恶臭程度和状况提供了一个定量依据。
恶臭监测
河流黑臭水体对于沿河两岸的居民小区造成了严重影响，为了预防河流黑臭水体的气味扩散，有必要对黑臭水体进行生物化学治理。同时配合气象参数，对扩散气体进行预警式监测。易瞻/EZHAN恶臭测定仪可以对黑臭水体进行24小时跟踪监测。并且取得了良好的效果。
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