河流黑臭的原因及机理（13清楚明了）

1、河流黑臭的原因及机理所谓黑臭是是水体有有机污染染的一种种极端现现象，是是由于水水体缺氧氧，有机物物腐败而而造成的的。水体体黑臭的的直接原原因是由由于DOO不足造造成的，而污染染物的排排放是造造成水体体黑臭的的根源。有关河流黑黑臭的原原因，LAZZAROO指出河河流黑臭臭现象其其实是一一种生物物化学现现象，水水体中有有机物质质的厌气气分解。认为水水体中的的有机物物质在分分解过程程中耗氧氧大于复复氧，造造成缺氧氧环境，厌氧微生物分解有机物产生大量的臭味气体逸出水面进入大气，致使水体黑臭。ROMMANO在1963年指出表征水体黑臭的指示物质是由放线菌在有机污染物存在下所产生的乔司脒、萘烷醇类和2-M

2、IB，而乔司脒的浓度可以定量描述水体黑臭的程度。1黑臭的原原因1.1水体体有机污污染城市河流不不仅供水水，同时也也已成为为城市工工业废水水、居民生生活污水水的主要要排放场场所。随随着工业业废水和和生活污污水的大大量排放放，河流流中有机机碳污染染物(CCOD、BODD)、有有机氮污污染物(NH33-N)以及含含磷化合合物负荷荷不断加加大。有有机污染染物在分分解过程程中耗氧氧大于复复氧，造成水水体缺氧氧，厌氧微微生物大大量繁殖殖并分解解有机物物产生大大量有臭臭气体如如甲烷（CH4）、硫化氢(H2S）、氨(NH3)等逸出水面进入大气使水体发臭。有机物主要是指糖类、蛋白质、油脂、氨基酸、酯类等。这些物

3、质以以悬浮态态或溶解解态存在在于污废废水中。排入水水体后能能在微生生物作用用下分解解成COO2和水水等简单单无机物物，同时消消耗大量量的氧。除除此之外外，当水体体中受到到有机碳碳与有机机氮以及及有机磷磷污染物物污染时时，无论其其中是否否有充分分的DOO，在适合合的水温温下都将将受到好好氧放线线菌或厌厌氧微生生物的降降解，排放出出不同种种类发臭臭物质，引起水水体不同同程度的的黑臭。在黄浦江江水体黑黑臭的由由来一一文中，认认为造成成水体黑黑臭的根根本原因因是有机机污染日日益严重重，黄浦江江水体稀稀释自净净能力的的差距越越来越大大。1.2氨氮氮、总磷磷污染生活污水中中各种有有机还原原氮磷物物质在水水

4、体中缓缓慢的好好氧降解解，导致致水体DDO降低低。含氮氮有机物物降解的的耗氧远远大于碳碳有机物物降解的的耗氧，氮磷物物质与一一般的碳碳水化合合物一起起参与耗耗氧过程程，使水体体中DOO降低，导致水水质恶化化，发黑黑发臭。影响珠江江广州河河段局部部水体黑黑臭的主主要原因因剖析一一文中，从从污染物物耗氧、污污染物降降解能力力、水体体氧平衡衡和水文文条件等等方面剖剖析这种种水质污污染的原原因，进进而提出出解决广广州河段段水污染染控制的的有效途途径。指指出珠江江广州河河段DOO低，局局部水体体发黑发发臭的主主要原因因是水体体中NHH3-N太多多，大量量消耗水水中的DDO所致致。据NNH3-N耗氧氧实验

5、结结果，广广州河段段研究断断面NHH3-NN平均耗耗氧系数数为3.3。因因此，目目前的河河水要增增加1mgDDO，就就必须减减少0.3033mgNNH3-N,可见降降低NHH3-N的浓浓度对提提高河水水的DOO至关重重要。1.3底泥泥以及底底质的再再悬浮城市河流污污染的特特点就是是不仅是是其水质质受到严严重污染染，而其其底泥的的污染也也非常严严重。水水体中的的大量污污染物沉沉淀并累累积在河河流底泥泥中，某某种意义义上，底泥是是排入河河流中各各种污染染的主要要归属之之一。大大量的污污染严重重的底泥泥在物理理、化学学和生物物等一系系列作用用下，吸吸附在底底泥颗粒粒上的污污染物与与孔隙水水发生交交换

6、，从从而向水水中释放放污染物物，造成成水体二二次污染染，导致致河道水水体常年年黑臭；大量的的底泥也也为微生生物提供供了繁殖殖的温床床,在这些些微生物物中，放放线菌和和蓝藻类类对水体体黑臭贡贡献最大大。沉积积在河床床底部的的污泥，由由于水流流的冲刷刷、人为为扰动，大大型工程程的建设设以及生生物活动动均能引引起底泥泥再悬浮浮。悬浮浮于水流流中的底底泥颗粒粒本身对对水体也也起着致致黑的作作用，应应太林等研研究得出出悬浮颗颗粒物中中主要致致黑成分分为易被被氧化的的硫化亚亚铁和硫硫化亚锰锰，即本本身有颜颜色的则则参与致致黑。119977年应太林等还还对不同同扰动下下底泥再再悬浮对对苏州河河黑臭的的影响研

7、研究中，得出随随着扰动动速度的的增加可可以加剧剧河流水水质的黑黑臭程度度。1.4水体体热污染染城市河流的的热污染染是指河河流两岸岸工厂向向水体排排放的高高温废水水，如电电站的冷冷却水，它它不仅能能威胁到到河流中中水生生生物的繁繁殖和生生存，同同时它使使局部甚甚至整个个河流的的水温上上升，而而水温是是促进水水体发臭臭的一个个重要因因素。WOOD指指出水体体温度低低于8和高高于355时，河河流一般般不产生生黑臭，因因为在这这个温度度段内放放线菌分分解有机机污染物物，产生生乔司眯眯的活动动受到抑抑制。而而在255时放放线菌的的繁殖达达到最高高，河流流的黑臭臭也达到到最大。因因此当河河流受到到有机物物

8、污染且且水温适适宜的情情况下，微微生物强强烈的活活动会使使水体中中的有机机物质大大量分解解，生成成各种发发臭物质质，从而而引起河河流出现现不同程程度的黑黑臭。1.5其他他因素(1)重金金属污染染：重金金属污染染也是城城市河流流污染类类型的一一种，对对河流黑黑臭的贡贡献主要要在于水水体中铁铁、锰的浓浓度，而而悬浮物物质中的的铁、锰是重重要的致致黑因子子之一。(2)航运运：城市市河流的的主要功功能之一一就是航航运。船船舶污染染是一种种综合性性的污染染，但总总体来说说主要和和运输货货物的性性质、船船上的生生活污水水、垃圾圾、粪便便以及废废油的排排放有关关。而航航运对河河流产生生黑臭还还有一大大贡献,

9、就是它它会导致致河流沉沉积物发发生再悬悬浮。此外，生活活、工业业垃圾的的随意堆堆放、城城市暴雨雨径流、支支流泄水水或上游游的污水水等对河河流的黑黑臭均具具有不同同程度的的贡献。2.2水体体黑臭的的形成机机理大量研究表表明发生生黑臭的的机理基基本一样样,它是由由于水体体缺氧，有有机物腐腐败而造造成的。当当大量的的有机污污染物进进入水体体，在好好氧微生生物的生生化作用用下，消消耗了水水体中大大量的氧氧气，使使水体转转化成缺缺氧状态态,致使厌厌氧细菌菌大量繁繁殖，有有机物腐腐败、分分解、发发酵使水水体变黑黑、变臭臭。2.1 致致黑水体的致黑黑物质可可以分为为2部分：以固固态或吸吸附于悬悬浮颗粒粒上的

10、形形式存在在于水体体中的不不溶性物物质，是溶于于水的带带色有机机化合物物（主要要是腐殖殖质类有有机物）。在在不同厌厌氧微生生物的参参与下会会发生反反应，生成FeeS。Fe的微生生物还原原导致还还原态铁铁向上覆覆水体扩扩散时，在在硫酸盐盐还原菌菌等还原原下，FFe2+和H2S多反应应生成FFeS。FeSS是黑色色沉积物物，水体体中微小小的悬浮浮物质会会吸附一一部分FFeS，而而部分沉沉积于水水底的FFeS沉沉积物还还会在厌厌氧分解解产生的的气体或或气泡托托浮作用用下重新新进人水水体，再再加上其其他因素素的协同同作用，使使水体呈呈现黑色色。微生物分解解底泥中中的有机机物产生生臭气,同时,黑色底底泥

11、颗粒粒也被产产生的气气体形成成的气泡泡托浮到到达水体体表面，对水体体也起着着致黑的的作用。国内学者对对河流黑黑臭问题题也进行行了一些些比较深深入的研研究。在在致黑方方面也有有诸多研研究。如如罗纪旦旦认为河河流水体体的黑臭臭与存在在的腐殖殖质有关关，硫化化亚铁是是其中的的主要致致黑物质质。19997年年应太林等在在苏州州河水体体黑臭机机理及底底质再悬悬浮对水水体的影影响文文章中，探探讨了苏苏州河水水体黑臭臭现象，证证实了水水体发黑黑主要与与存在吸吸附了的的带负电电胶体悬悬浮颗粒粒有关，且且腐殖质质是吸附附物或络络合物的的主要组组成。剂剂治严等等用类类地面水水对典型型污染断断面的底底质进行行了反复

12、复搅拌清清洗试验验。结果果表明，随随着清洗洗次数的的增加，水水体的黑黑臭指数数下降最最终可不不黑臭。底底泥再悬悬浮对水水质的影影响试验验表明，搅搅拌速度度增加，各各项指标标恶化，黑黑臭加剧剧。2.2致臭臭发黑水体中中产生臭臭味的途途径很多多，但以以下2种比较较突出：大量量有机物物在厌氧氧菌作用用下发生生分解，其其中间产产物和最最终产物物中有一一系列的的硫化氢氢、氨、硫硫醇等发发臭物质质产生，引引起水体体发臭。通过对对腐殖物物质的分分析，从从腐殖酸酸、富里里酸的酸酸水解产产物中得得到的近近20种氨氨基酸和和大量游游离氨，这这些氨基基酸在水水体中以以脱氨基基作用、脱脱羧酸作作用以及及某些细细菌如变

13、变形杆菌菌分解含含硫氨基基酸等33种分解解方式，产产生了大大量的游游离氨臭臭气和具具有相当当臭味的的胺类、硫硫化氢以以及具有有特殊恶恶臭的硫硫醇类物物质。厌氧条条件下由由厌氧放放线菌分分泌产生生的土臭臭素和异茨醇。这这类发臭臭物质的的嗅阈值值为0.050.11g/LL，极低低浓度就就容易引引起强烈烈的臭味味效应。CH4，H2S，NH3等发臭气体被认为是水体黑臭中的发臭物质。国内学者对对河流恶恶臭问题题也进行行了一些些研究。李李梓君等等对浑河河主要恶恶臭物质质及发臭臭特性的的研究，说说明了发发臭物质质的特性性及其主主要相关关因子：水况因因子（泾泾污比和和污水滞滞留时间间）、气气象因子子（水温温、

14、风向向、风速速和气温温）、底底泥因子子（底泥泥量与分分布）和和化学因因子（CCOD和和DO）。唐秀云对佛佛山汾江水体体恶臭的的化学因因素特性性研究，初初步测定定了汾江河水水质中ppH值，氧氧化-还原电电位(VV)，DO，CODD，TN，NH33-N，硫硫化物(S2-)，H2SS，BODD5，嗅嗅阈值，有有机酸，有有机碱等等与水质质黑臭有有关的项项目分析析了DOO与河水水发生恶恶臭的组组合关系系,提出恶恶臭指数数为客观观衡量恶恶臭程度度和状况况提供了了一个定定量依据据。3结语近年来，国国内外学学者在水水体黑臭臭研究领领域内做做了不少少的工作作，在研研究范围围与深度度方面均均有所拓拓展，目目前国外

15、外的研究究偏重于于机理方方面，尤尤其对致致黑微生生物进行行了大量量的研究究，而国国内的研研究则更更偏重于于分析引引起黑臭臭的污染染物和治治理技术术方面，并并建立适适合当地地河流的的黑臭模模型对黑黑臭程度度进行定定量化的的研究，但但总的看看来，对对黑臭原原因机理理的深层层次研究究极少见见。关于于城市河河流的黑黑臭现象象到底是是一个渐渐变过程程，还是是一个突突发过程程；在一一个具备备了黑臭臭的基本本条件(DO0）的水水体中，是是哪些环环境因素素、什么么样的变变化趋势势会增大大黑臭发发生的可可能；黑黑臭过程程是一个个在相当当大范围围水域内内整体同同步发生生、演化化的，还还是由局局部发生生后逐渐渐扩散

16、，影影响到大大范围水水域的；又是哪哪些因素素会抑制制其发生生；在黑黑臭现象象发生后后,具备什什么条件件，施加加什么影影响，才才会导致致其缓解解乃至消消失等一一系列问问题,现有理理论尚不不能给出出系统、合合理的解解释。总总之，随随着我国国城市化化的进程程不断加加快，城城市人口口的增加加，工业业的发展展，生活活和社会会活动模模式的变变化，使使城市河河道受到到日益严严重的污污染，出出现水体体黑臭的的现象将将更加频频繁，更更多关于于黑臭的的问题急急待科学学合理的的解释，黑黑臭原因因机理的的研究必必将有更更大的发发展。水体黑臭的的原因水体黑臭是是各种因因素综合合作用的的结果,下面就就主要因因素进行行分析

17、。有机污染导导致黑臭臭水体黑臭现现象是一一种生物物化学现现象水水体中有有机物的的厌氧分分解，有机物物在分解解过程中中耗氧大大于复氧氧,造成水水体缺氧氧，厌氧微微生物大大量繁殖殖并分解解有机物物产生大大量有臭臭气体如如甲烷、硫硫化氢、氨氨等逸出出水面进进入大气气，使水体体发臭。有机物物主要是是指糖类类、蛋白白质、油油脂、氨氨基酸、酯酯类等，这些物物质以悬悬浮态或或溶解态态存在于于污废水水中，排入水水体后能能在微生生物作用用下分解解成二氧氧化碳和和水等简简单无机机物，同时消消耗大量量的氧。在标准准情况下下，水中溶溶解氧为为9mgg/L，溶解氧氧降至44mg/L以下下时，将严重重影响鱼鱼类和水水生生

18、物物的生存存，当溶解解氧降至至1mgg/L时时，大部分分鱼类会会窒息死死亡,当溶解氧氧降至00mg/L时，水中厌养生物物占据优优势，有有机物进进行厌养分，造造成水体体黑臭。现在滏阳河河衡水段段溶解氧氧的平均均值是22.622mg/L。除此之之外，当水体体中受到到有机碳碳与有机机氮以及及有机磷磷污染物物污染时时，无论其其中是否否有充分分的溶解解氧，在适合合的水温温下都将将受到好好氧放线线菌或厌厌氧微生生物的降降解，排放出出不同种种类发臭臭物质，引起水水体不同同程度的的黑臭。氨氮、总磷磷导致黑黑臭滏阳河氨氮氮的平均均值是221.882mgg/L，总磷的的平均值值是1.13mmg/LL。由此可可见，

19、氨氮、总总磷是滏滏阳河的的重要污污染物，各种有有机还原原氮磷物物质在水水体中缓缓慢的好好氧降解解是滏阳河溶溶解氧低低的主要要原因。含氮有有机物降降解的耗耗氧远大大于碳有有机物降降解的耗耗氧，氮磷物物质与一一般的碳碳水化合合物一起起参与耗耗氧过程程，使水体体中溶解解氧降低低，导致水水质恶化化,发黑发发臭,所以应应提倡使使用无磷磷洗涤用用品。重金属污染染导致黑黑臭水体缺氧导导致水中中铁、锰锰等重金金属还原原，与水中中的硫形形成硫化化亚铁等等，在水体体致黑作作用中占占主导作作用，并且悬悬浮物质质中的锰锰粒子是是重要的的致黑因因子之一一。目前滏阳河河高锰酸酸盐指数数平均值值是322.3mmg/LL(正

20、常常为115mgg/L),硫化化物的平平均值是是1.442mgg/L(正常为为1.0mgg/L)。垃圾污染导导致黑臭臭滏阳河是相相对静止止的水系系，两岸居居民向河河道倾倒倒各种废废弃物和和生活垃垃圾及禽禽畜粪便便的现象象十分严严重，郊区居居民更是是将田中中杂草、秸杆随便扔入河道，河道作为“天然垃圾箱”，越扔越脏、越脏越扔，恶性循环，极大影响了河道水质，垃圾腐烂也导致水体出现黑臭。工业废水和和生活污污水导致致黑臭目前衡水市市区段有有13个排排污口，有的排排出的污污水为豆豆青色，而且较较为浓稠稠.较低的的污水纳纳管率，其中还还有部分分纳管后后直排河河道，河道成成为各种种废水特特别是生生活污水水的纳

21、污污之地。另外，上游来来水大部部分为污污水.众多污污水的排排入是引引起河道道黑臭的的根本原原因。底泥污染导导致黑臭臭由于其水流流缓慢，大量的的污染物物沉淀并并累积在在底泥中中，而且滏阳河近近年来一一直没有有清淤,底泥的的数量和和污染程程度都非非常大，吸附在在底泥颗颗粒上的的污染物物与孔隙隙水发生生交换，从而向向外释放放污染物物，造成水水体二次次污染，导致滏阳河水水体常年年黑臭；大量的的底泥也也为微生生物提供供了繁殖殖的温床床。在这些些微生物物中，放线菌菌和蓝藻藻类对水水体黑臭臭贡献最最大.微生物物分解底底泥中的的有机物物产生臭臭气，同时，黑色底底泥也被被产生的的气体形形成的气气泡托浮浮到达水水体表面面，导致黑黑臭。水体中常见见处于氧氧化态（直直接点就就是溶氧氧充足的的状态）的的物质有有： OO2（氧气气当然是是）；SSO42（硫硫酸根）、NNO3（硝酸酸根）、PPO43（磷磷酸根）和和Fe33+（铁铁离子）、MMn4+（锰离离子）、CCu2+（铜离离子）、ZZn2+（锌离离子）等等；常见处于还还原态（简简单说就就是缺氧氧状态纯纯在的）的的物质：cl-（氯离离子）、NN2（氮气气）、