随着纳米科技的发展，纳米颗粒不可避免地暴露于环境中，对生态环境存在风险。本项目研究了典型纳米颗粒的暴露对人工湿地生态系统中湿地植物、微生物群落及微环境特征的生态效应，解明了典型纳米颗粒在人工湿地生态系统中的迁移归趋，探讨了人工湿地生态技术去除典型纳米颗粒的可行性。研究表明，典型纳米颗粒对湿地植物生理生态指标产生影响，植物抗逆性标指标也发生明显变化；对参与地球化学循环的关键酶活性（脱氢酶、脲酶、芳基硫酸酯酶等）产生不同程度的抑制；明显改变生态系统中土壤微生物丰度及群落结构。相比于纳米氧化锌(ZnONPs)和富勒烯(nC60)，纳米银(AgNPs)对微生物群落结构的影响更为显著。人工湿地在长期运行过程中对纳米颗粒表现出高效的去除能力。进入生态系统的AgNPs绝大部分被拦截去除(92%~98%)；量化模型分析表明，AgNPs一部分滞留于土壤表层，一部分截留于下层基质，一部分被植物吸收富集，其余随出水从系统逃脱；其中，土壤表层是纳米颗粒的主要归趋。湿地植物虽然吸收富集有限，但植物的存在可明显降低纳米颗粒的生态毒性，具有解毒效应。AgNPs长期暴露下，人工湿地生态系统表现出先抑制后稳定的生态过程。暴露初期，人工湿地系统立即表现出明显的急性毒性效应，常规污染物的去除效果明显降低，尤其对含氮污染物的去除产生明显抑制，且其影响具有显著的浓度效应；随着暴露时间延长，毒性效应逐渐减弱，长期暴露450天后人工湿地运行重新趋于稳定。测序结果表明，湿地微生物群落结构及优势种群随暴露时间表现出明显变迁，同时对湿地脱氮功能基因（amoA、nxrA、nirS、nirK、nosZ和anammox bacterial 16S rRNA）产生影响，进而改变了湿地氮转化途径。为进一步强化纳米颗粒胁迫下人工湿地的稳定运行，对湿地植物进行比选发现黄菖蒲在纳米颗粒长期胁迫下表现出良好的抗逆性；通过对湿地运行方式的对比研究发现上行流运行方式明显优于下行流。人工湿地深度处理单元仍具有高效去除纳米颗粒的潜力，同时保障湿地出水水质达到一级A标准。