由大规模蓝藻消亡引发的富营养化湖泊局部黑臭水体已多次发生于太湖梅梁湾、贡湖湾、竺山湾以及其他太湖西岸水域,而局部黑臭水体的发生条件、特征致臭致黑污染物、内源外源影响因素等,目前还缺乏系统、定量的分析研究,制约了针对局部黑臭水体提出更加科学合理的预警与防治应急方案。本研究在太湖局部黑臭水体的现场调研与其易发区水体水质监测的的基础上,通过模拟黑臭水体的发生,从水体水质的变化及致臭致黑物质的产生等方面定量分析了黑臭水体发生的条件,研究了受内源及外源的污染、不同的水文水动力条件下,高密度蓝藻堆积消亡对局部黑臭水体形成的影响,解析了藻源性局部黑臭水体的发生机制,通过试验研究,得出如下结论：(1)太湖局部黑臭水体易发区的调查研究。2011年对局部黑臭水体易发区——竺山湾沙塘港近岸区域进行了全年的藻种群与水质的监测分析。结果表明,夏秋季节易发区的藻密度处于极高水平,蓝藻门的微囊藻属占绝对优势,平均优势度达到0.91。微囊藻在夏秋季节的快速增长对浮游藻类在易发区的大规模堆积起到了重要作用。易发区CODMn、NH4+-N、TN、TP全年平均浓度分别为10.81 mg/L、1.62mg/L、5.37mg/L.0.32 mg/L,远高于非易发区,分别为全湖CODMn、NH4+N、TN、TP全年平均浓度的2.6倍、7.4倍、2.7倍、4.6倍。(2)蓝藻消亡对黑臭水体形成的影响。设置不同密度的藻水模拟黑臭水体的发生,监测致臭物质、理化指标、有机物及营养盐等水质指标的变化,分析藻密度与致臭物质产生的相关关系,从水体水质的变化及水体发生的黑臭情况定量分析黑臭水体发生的条件。结果表明,在无底泥及无外源污染物输入的藻水中,静态恒温遮光条件下,藻密度达到1.0×107cells/L时,将会产生强烈的臭味,藻密度达到1.0×108cells/L及以上时水体会发生黑臭。二甲基三硫醚(DMTS)是模拟水体发臭的主要贡献者,其次为β-紫罗兰酮(p-Ionone)。‘黑”与“臭”并非同时发生,存在时间差异。水体先发臭后发黑,发黑过程中伴随着发臭,但发臭不一定会发黑。硫元素在臭与黑形成的过程中起到了关键作用,ORP为-50～-250mV时,硫醚等致臭有机硫化物大量产生,随着还原环境的进一步加剧,ORP为-300～-400mV时,有机硫化物进一步转化为无机硫化物,进而引起水体发黑。DMTS的浓度最大值与水体中初始蓝藻藻密度表现出明显的相关性,蓝藻密度越高,其产生的DMTS浓度越高,拟合模型符合线性模型与二次模型。高密度蓝藻的堆积消亡直接影响水体中有机物及氮磷的变化。随着藻类的死亡分解,当藻密度达到1.0×10gcells/L时,水体中CODMn、NH4+-N、TN、TP浓度最大值分别达到19.8mg/L、8.5mg/L、10.7mg/L、1.1mg/L,水质严重恶化。(3)底泥对黑臭水体形成的影响。在设置底泥与不设置底泥两种条件下模拟黑臭水体的发生,通过分析水体中致臭致黑物质的产生情况,底泥中微生物的分布,以及水体中常规水质指标的变化,研究底泥对局部黑臭水体形成的影响。结果表明,大规模蓝藻堆积是局部黑臭水体形成的主要基础,底泥并非黑臭水体形成的决定因素。在同样的高藻密度条件下,底泥加速了黑臭水体的发生。一方面底泥的存在加速了蓝藻消亡过程中致臭物的形成,另一方面,蓝藻堆积消亡形成的厌氧环境,使得底泥中硫酸盐还原细菌数量增加,促使底泥中硫与铁的还原,从而加剧了水体的黑臭。与无底泥的藻水相比,水体发黑期间有底泥的藻水中无机硫化物浓度与Fe2+浓度分别增加0.63mg/L、0.10mg/L。(4)水流流速对黑臭水体形成的影响。分别设置水流流速为1～2cm/s、5～6cm/s时,模拟黑臭水体的形成。以静态组为对照,研究水流流速对黑臭水体形成的影响。结果表明,流速的增加对水体致黑致臭方面表现出不同的影响作用,随着流速的增大,水体中致臭有机物DMTS浓度减小,而在致黑方面,相对于流速5～6cm/s,水体流速1～2cm/s无法改变水体的厌氧还原环境,促进了硫化物的生成及Fe2+的溶出,进而加速了致黑物质的形成,加剧了水体的发黑程度。(5)温度对藻类消亡及黑臭水体形成的影响。在不同的温度下设置不同的初始藻密度,研究温度对藻类消亡的影响。结果表明,温度的升高对微囊藻的消亡有明显的促进作用,随着温度的升高,高密度堆积的藻类衰亡率增大,在试验前期即衰亡60%以上的生物量,这也从另一个角度解释了与藻类消亡密切相关的致臭有机物主要产生于试验前期。不同环境温度对黑臭水体形成影响的试验结果表明,温度的升高会明显促进致臭有机物DMTS的产生。(6)外源污染对黑臭水体形成的影响。研究生活污水和工业废水两种不同性质的外源污染条件下藻源性局部黑臭水体的形成情况。结果表明,生活污水和以化工为主的废水对局部黑臭水体的形成均有促进作用,且化工废水的作用较生活污水更加明显。一方面加速了黑臭水体的发生,另一方面增加了致臭有机物DMTS的浓度。综上所述,本研究探寻了太湖藻源性局部黑臭水体的形成机制、发生条件、内外源污染及水文水动力影响因素,为太湖蓝藻暴发时期局部黑臭水体发生的预警与防治系统的建立提供了数据支撑和理论依据。