在城市化和工業化進程加快的過程中，由于水污染控制與治理措施與先進水平比，明顯滯后低下，一些城市河由于水源短缺、偷排漏排，河道接成為工業、農業及生活廢水的主要排放通道和場所，加上沒有清水補給，導致城市水體受污染的范圍和程度不斷加劇，引起水體富營養化，形成黑臭水體。
所謂 “黑臭”，主要屬于環境景觀、物理指標范疇。是指在視覺上河流水體呈現因污染而產生的明顯異常顏色(通常是黑色或泛黑色)，同時產生在嗅覺上引起人們感覺不適甚至厭惡的氣味，是水體感官性污染比較常見的一種現象。本身水體黑臭是大自然通過厭氧反應進行自然降解的反映，無需人為參與，但在城市中出現黑臭，無論在景觀、安全、規劃等方面都給城市管理者帶來新的挑戰。
缺氧與富營養為水體黑臭主因
黑臭水體的根本原因是河道湖泊過量納污導致水體耗氧速度遠大于復氧速度，同時也與水體富營養化和底泥沉積有關。國家重大水專項相關研究結果表明，當溶解氧低于2.0 mg/L時，水體將處于缺氧狀態。當溶解氧大于6 mg/L 時，水體處于有氧狀態，有機物降解和氨氧化速率顯著增加，水體開始具有自凈能力。
具體來說，水體發生黑臭的主因有如下幾方面：
一是外源有機物和氨氮消耗水中氧氣。城市水體一旦超量受納外源性有機物以及一些動植物的腐殖質，如居民生活污水、畜禽糞便、農產品加工污染物等，水中的溶解氧就會被快速消耗。當溶解氧下降到一個過低水平時，大量有機物在厭氧菌的作用下進一步分解，產生硫化氫、氨和其他帶異味易揮發的小分子化合物，從而散發出臭味。同時，厭氧條件下，沉積物中產生的甲烷、氮氣、硫化氫等難溶于水的氣體，在上升過程中攜帶污泥進入水相，使水體發黑。
二是內源底泥中釋放污染。當水體被污染后，部分污染物日積月累，通過沉降作用或隨顆粒物吸附作用進入到水體底泥中。在酸性、還原條件下，污染物和氨氮從底泥中釋放，厭氧發酵產生的甲烷及氮氣導致底泥上浮也是水體黑臭的重要原因之一。有研究指出，在一些污染水體中，底泥中污染物的釋放量與外源污染的總量相當。此外，由于城市河道中有大量營養物質，導致河道中藻類過量繁殖。這些藻類在生長初期給水體補充氧氣，在死亡后分解礦化形成耗氧有機物和氨氮，導致季節性水體黑臭現象并產生極其強烈的腥臭味道。
三是不流動和水溫升高的影響。水體流動性降低或完全消失，直接導致水體復氧能力衰退，局部水域或水層虧氧問題嚴重，形成適宜藍綠藻快速繁殖的水動力條件，增加水華暴發風險，引發水體水質惡化。此外，水溫的升高將加快水體中的微生物和藻類殘體分解有機物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，加劇水體黑臭。
針對黑臭的主要成因(即水體缺氧)，治理技術路線也要以建立以溶解氧為核心。黑臭水體治理的關鍵是改善水體的溶解氧狀態，使水體由低氧/厭氧恢復到正常的好氧狀態。國家重大水專項相關研究成果，建議以溶解氧為核心，建立包括臭閾值、透明度、色度等4項指標黑臭水體評價體系。
微生態活水(HDP)直接凈化工藝治理黑臭實例：
微生態活水(HDP)直接凈化工藝起源于日本，核心是利用微生物的新陳代謝活動，以天然存在的本土微生物為基礎，經過原位培育，結合流水不腐、超大流量曝氣增氧等技術手段，增加微生物活性能力，對水中污染物進行轉移、轉化及降解，比較大程度地恢復水體的自凈能力，重建并恢復適宜多種生物生息繁衍的水生生態系統。
工藝原理類似于在河道建立一個隱形的污水處理廠，其獨特的地方在于無土建，無管網，全自動管理，運營成本低。
工藝用例：
項目位于白沙河位于海口市海甸島四東路，屬斷頭浜感潮河道，全長約696m，寬20-30m，自然狀態下水深受潮汐在0.3-1.2m，自然軟地質，土壤屬砂質土。
污染成因分析：
● 污水管網設施不健全，生活污水直排入河
● 河道內部底泥釋放污染
● 盲腸河段，水體不流動，直接導致水體復氧能力衰退
● 河道水體周邊垃圾、護坡草皮等，帶來面源污染
● 持續高溫，加快生物殘體分解，加速氧消耗，加劇黑臭
● 感潮河道納污水體往來回蕩，延長污染物滯留時間
治理工藝：
治理目標：
消除黑臭;顯著提升水體清澈度;提升水域景觀效果;考核斷面為河道現狀的親水平臺處。水體主要理化因子：透明度≥60cm(塞氏盤法)、溶解氧≥2.0mg/L、葉綠素≤50mg/m3。
治理效果：
調試期間，海口當地遭受連續暴雨，由于截污不徹底，河道全部灌滿污水
暴雨沖擊后，微生態活水(HDP)直接凈化工藝運行10小時恢復清澈見底
項目總結：
黑臭淤泥嚴重，清淤不便，為種水草覆土更不便，HDP藝不受影響。
感潮河道鹽度高，水草不宜種活，HDP工藝不受影響。
感潮河道鹽度高，外部投撒微生物不易存活，HDP工藝采用土著微生物不受影響。
暴雨、污水沖擊不會帶來生態崩潰，HDP工藝10小時就能恢復清澈
