【分析】城市黑臭水体形成机理与评价方法-第3页-北极星水处理网

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图3. 硫在河道水体中的转化过程

2.3.2 致臭机理根据不同产臭途径和致臭物质，致臭机理大致分为以下3种：1)H2S、NH3等小分子气体。当水体遭受严重有机物质污染时，有机物好氧分解使得水体中耗氧速率>复氧速率，造成水体缺氧。在缺氧水体中，产臭过程会与致黑同步，有机物厌氧分解产生甲烷(CH4)、硫化氢(H2S)、氨(NH3)等具有异味易挥发的小分子化合物溢出水面进入大气，因而散发出臭味。丁琦等通过试验研究发现，水体发臭主要为含硫、氮等有机物分解时逸出的H2S和NH3等所致。此外，有机物在分解过程中还产生低碳脂肪酸及胺类等。H2S、NH3 等在水体中发生的反应如下：

HCOOC(NH2)HCH2SH+2H2O →CH3CHOOH+HCOOH +NH3 +H2S

C6H12O6 →2CH3COCOOH+4H →2CH3CHOHCOOH

2)硫醚类化合物。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，在产生大量的游离氨臭气的同时，也产生大量具有相当臭味的硫醚类化合物等导致水体发臭。

挥发性有机硫化物(VOSCs)被证实为主要的致臭物质。试验研究发现，甲硫醇(MeSH)、二甲基硫醚(DMS)、二甲基二硫醚( DMDS)、二甲基三硫醚(DMTS)以及二甲基四硫醚(DMTeS)是黑臭水体的主要致臭物质。卢信等通过试验研究认为，只有含硫有机物才具有致臭作用，并确定蛋氨酸为VOSCs的主要前驱物。

3)乔司脒和2-二甲基异莰醇。当水体处于厌氧状态或营养盐相对较高时，水体中存在大量放线菌、藻类和真菌，其新陈代谢过程中会分泌多种醇类异臭物质。土臭素，包括乔司脒(Geosmin, C12H20O)和2-二甲基异莰醇(2-MBI，C11H20O )，是国内外研究中普遍认为导致水体发臭的主要物质之一(图4)。Gerber于20 世纪40年代先后从放线菌的发酵液中提取到乔司脒和2-二甲基异莰醇，因此，放线菌最初被认为是臭味化合物的主要来源。随后，人们的注意力转向藻类，主要是蓝藻，如颤藻(Oscillatoria)、旋藻(Lyngbya)、席藻(Phorium)和鱼腥藻(Anabaena)，随后不断有学者证实一些真核藻类，如硅藻也是乔司脒和2-二甲基异莰醇的重要来源。乔司脒和2-MBI在较低浓度情况下就能导致天然水体发臭，其发臭阈值分别是4和9ng˙L-1 。

3. 城市黑臭水体评价方法

3.1 黑臭评价指标与确定方法

在城市黑臭水体评价指标研究中，主要包括了物理指标和化学指标两种。在物理指标方面，方宇翘等从物理表观角度，基于人的感官体验，提出将水体划分为黄(灰)绿无臭、灰褐微臭、黑臭、深黑恶臭4个等级，指出臭味感觉级别以距离划分，微臭为贴近水面有感觉，黑臭为站在河旁有感觉，恶臭为距离河流1m以外有感觉。但由于人的视觉和嗅觉受主观影响较大，此种表观划分方法并没有形成统一标准，如何准确运用人的感觉表述黑臭水体是未来实践工作中亟需开展的工作。

在化学指标方面，单一指标，国内学者普遍以溶解氧(DO)指标作为界定水体是否黑臭的基本标准。认为水体中当DO<2.0 mg˙L-1 时，表示出现黑臭。另外部分学者通过测定直接表征水体黑臭程度的色度(CH)、黑度(BI)以及臭阈值等指标，用以表征黑臭水体的程度。戴树桂等通过模式试验得出CH=21.5可作为水体黑臭与否的临界指标。俞欣等通过论证氧化还原电位(ORP) 与部分黑臭因子DO、S2-、pH、SO42-之间具有较好的相关性，通过现场快速监测ORP评价水体黑臭状况，当ORP>-50mg˙L-1时，水体不黑臭，ORP<-100 mg˙L-1 时，水体出现黑臭，ORP<-200mg˙L-1，水体处于严重黑臭状态。依靠单一临界指标判断水体黑臭在实际应用中具有简单、快捷等优点，但有时候往往无法准确描述现状，且不同的研究者对同一指标参考的临界值也不尽相同，从整体上看，单一指标法可靠性相对较低。

综合化学指标方面，主要建立了以DO、BOD5、CODCr、NH4+-N、总磷(TP)等为常规指标的表征方法，设置各项指标浓度阈值，通过各指标对比表征黑臭水体。胡国臣等利用自配水样研究提出水体黑臭与不黑臭的临界指标为：CH=21.5、DO =1.8mg˙L-1、BOD5=14mg˙L-1;产生H2S细菌数N=2000 个˙L-1。程江等提出适合中小河道水体预测和评价黑臭的关键指标为：DO≤2mg˙L-1、CODCr≥15mg˙L-1、BOD5≥14mg˙L-1、NH4+-N≥8mg˙L-1、TP≥0.8mg˙L-1。吕佳佳等通过自制典型黑臭水，从水质参数与环境条件两方面分析黑臭水体形成的阈值条件：总有机碳≥150mg˙L-1，总氮≥50mg˙L-1，e2+ ≥0.2mg˙L-1，温度≥25 ℃，水深≥0.9m及厌氧条件时，高污染水体发生黑臭。综合化学临界指标法在实际应用中与单一法类似，均较为快捷，但往往全部指标都符合临界值要求时，仍无法准确得出研究水体是否黑臭，可靠性并不高。

3.2 黑臭指数(I)法

原标题：城市黑臭水体形成机理与评价方法

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