黑臭水体是指呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适气味的水体的统称。随着中国城市化水平的不断提高,黑臭水体存在于中国众多城市地区,成为最亟需解决的城市水环境问题。由于实际黑臭水体成因较复杂,在实际治理中存在着诸多问题。因此,有必要探究黑臭水体形成的关键水质条件及机制,为黑臭水体的精准治理提供科学依据。本研究以某实际黑臭水体左干渠为期一年的水质监测数据为依据配置模拟水样,添加该黑臭水体水样作为菌液,研究黑臭水样的形成过程。实验探究了有机碳、总氮（TN）、总磷（TP）、亚铁(Fe2+)、硫酸盐(SO42–)等单因素对黑臭水样形成的影响,运用响应曲面法探究了有机碳、TN和TP的交互作用,采用16S r DNA高通量测序技术研究了黑臭水样形成过程中微生物群落的演替,初步分析了黑臭水体的形成机制。本论文主要得到了以下结论:（1）实际黑臭水体左干渠中溶解氧（DO）、氧化还原电位（ORP）、氨氮（NH3-N）、TP、化学需氧量(CODCr)的年均值分别为2.93 mg/L、–21 m V、5.35 mg/L、0.63 mg/L、53.71 mg/L,属于轻度黑臭水体和地表水劣V类。在门水平上的优势菌门为:Proteobacteria（25.3%～56.7%）、Firmicutes（11.6%～31.4%）、Bacteroidota（6.2%～23.0%）、Epsilonbacteraeota（0.7%～41.9%）和Actinobacteria（0.3%～9.7%）。模拟黑臭水样形成适宜的温度为28℃,适宜的菌液比为1:250,与未添加菌液的对照组相比,添加菌液的所有模拟水样均出现黑臭现象,说明水样黑臭现象的形成受微生物驱动。（2）在本研究体系中,有机碳源、TN和TP是黑臭水样形成的关键水质条件,Fe2+和SO42–是黑臭水样形成的必需条件。形成黑臭水样的水质条件阈值分别为:有机碳源（以TOC计）≥100 mg/L,TN≥0 mg/L,TP≥0.1 mg/L,Fe2+≥0.5 mg/L,SO42–≥10 mg/L。有机碳源和TP对黑臭水样形成过程中ORP的变化交互作用显著,而水体沉积物中含有大量铁化合物和硫酸盐导致Fe2+和SO42–难在天然水体中浓度较高,因此在黑臭水体治理中可以优先考虑关键水质条件中有机污染物和总磷的去除。（3）在本研究体系中,随着黑臭水样的形成,在门水平上Proteobacteria相对丰度下降,Bacteroidota、Firmicutes和Desulfobacterota的相对丰度显著增加;在属水平上Macellibacteroides、Lentimicrobium、Paludibacter、Bacteroides、Desulfovibrio等厌氧菌属成为优势菌属。通过典型关联分析结果可知,环境因子在黑臭水体形成中的好氧分解阶段、缺氧还原阶段和营养物质消耗殆尽阶段三个不同阶段对微生物群落的影响大小依次为:NH3-N、TOC、臭阈值、Fe2+、色度、p H、ORP、S2–、PO43–和DO。（4）根据实验数据初步分析黑臭水体的形成机制为:好氧微生物在好氧分解阶段分解有机物中消耗DO,使水样逐步呈现缺氧还原状态;Fe3+和SO42–在缺氧还原阶段被还原生成Fe2+和H2S,H2S使水样发臭并与Fe2+生成Fe S导致水样发黑。