經過大量研究表明發生黑臭的機理基本一樣,它是由于水體缺氧，有機物腐壞而造成的。當大量的有機污染物進入水體，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水體中大量的氧氣，使水體轉化成缺氧狀態,致使厭氧細菌大量繁殖，有機物腐化、分解、發酵使水體變黑、變臭。
水體致黑
水體的致黑物質可以分為2部分：①以固態或吸附于懸浮顆粒上的形式存在于水體中的不溶性物質，②是溶于水的帶色有機化合物（主要是腐殖質類有機物）。在不同厭氧微生物的參與下會發生反應，生成FeS。
Fe的微生物還原導致還原態鐵向上覆水體擴散時，在硫酸鹽還原菌等還原下，Fe2+和H2S多反應生成FeS。FeS是黑色沉積物，水體中微小的懸浮物質會吸附一部分FeS，而部分沉積于水底的FeS 沉積物還會在厭氧分解產生的氣體或氣泡托浮作用下重新進人水體，再加上其他因素的協同作用，使水體呈現黑色。
微生物分解底泥中的有機物產生臭氣,同時,黑色底泥顆粒也被產生的氣體形成的氣泡托浮到達水體表面，對水體也起著致黑的作用。
國內學者對河流黑臭問題也進行了一些比較深入的研究。在致黑方面也有諸多研究。如羅紀旦認為河流水體的黑臭與存在的腐殖質有關，硫化亞鐵是其中的主要致黑物質。1997年應太林等在《蘇州河水體黑臭機理及底質再懸浮對水體的影響》文章中，探討了蘇州河水體黑臭現象，證實了水體發黑主要與存在吸附了的帶負電膠體懸浮顆粒有關，且腐殖質是吸附物或絡合物的主要組成。劑治嚴等用Ⅲ類地面水對典型污染斷面的底質進行了反復攪拌清洗試驗。結果表明，隨著清洗次數的增加，水體的黑臭指數下降終可不黑臭。底泥再懸浮對水質的影響試驗表明，攪拌速度增加，各項指標惡化，黑臭加劇。
水體致臭
發黑水體中產生臭味的途徑很多，但以下2種比較突出：①大量有機物在厭氧菌作用下發生分解，其中間產物和終產物中有一系列的硫化氫、氨、硫醇等發臭物質產生，引起水體發臭。②通過對腐殖物質的分析，從腐殖酸、富里酸的酸水解產物中得到的近20種氨基酸和大量游離氨，這些氨基酸在水體中以脫氨基作用、脫羧酸作用以及某些細菌如變形桿菌分解含硫氨基酸等3種分解方式，產生了大量的游離氨臭氣和具有相當臭味的胺類、硫化氫以及具有特殊惡臭的硫醇類物質。③厭氧條件下由厭氧放線菌分泌產生的土臭素和異茨醇。這類發臭物質的嗅閾值為0.05～0.1μg/L，極低濃度就容易引起強烈的臭味效應。CH4，H2S，NH3等發臭氣體被認為是水體黑臭中的發臭物質。
國內學者對河流惡臭問題也進行了一些研究。李梓君等對渾河主要惡臭物質及發臭特性的研究，說明了發臭物質的特性及其主要相關因子：水況因子（涇污比和污水滯留時間）、氣象因子（水溫、風向、風速和氣溫）、底泥因子（底泥量與分布）和化學因子（COD和DO）。
唐秀云對佛山汾江水體惡臭的化學因素特性研究，初步測定了汾江河水質中pH值，氧化-還原電位(V)，DO，COD，TN，NH3-N，硫化物(S2-)，H2S，BOD5，嗅閾值，有機酸，有機堿等與水質黑臭有關的項目分析了DO與河水發生惡臭的組合關系,提出惡臭指數為客觀衡量惡臭程度和狀況提供了一個定量依據。
惡臭監測
河流黑臭水體對于沿河兩岸的居民小區造成了嚴重影響，為了預防河流黑臭水體的氣味擴散，有必要對黑臭水體進行生物化學治理。同時配合氣象參數，對擴散氣體進行預警式監測。易瞻/EZHAN惡臭測定儀可以對黑臭水體進行24小時跟蹤監測。并且取得了良好的效果。
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