人工湿地作为一种生态友好型废水处理技术，已在全球范围内得到学者们的广泛关注，并在废水治理中发挥了重要的作用。但随着我国经济的发展，水环境中的污染物越来越复杂，在双碳战略驱动下，通过人工湿地进行复杂废水的高效处理，对于实现“治污、降碳、增能”三重价值具有重要意义。

近五年来，王惠教授团队在人工湿地对废水中污染物去除性能提升和生物电产生等方面开展了系统性的研究。主要的研究内容和成果包括：（1）针对污染物去除性能差的瓶颈问题，从优化基质配置、调节入水碳氮比和调控曝气周期与强度入手，构建了人工湿地高效运行模式。明确了不同污染负荷下的最优COD/N配比，新运行模式下的人工湿地对总氮和COD的去除率分别稳定在90%以上和85%以上，为低C/N农业径流及生活污水的脱氮处理提供了技术支撑。（2）针对当前水环境污染物的复杂性和废水中大量新污染物的出现，团队开展了抗生素与氮同步去除、草甘膦与氮同步去除以及新污染物（抗生素、微塑料等）对废水中污染物去除的影响研究，发现磺胺甲恶唑（SMX）及其代谢产物N—乙酰磺胺甲恶唑（N-SMX）会短期抑制反硝化速率，但长期暴露下系统可通过微生物群落适应性调整恢复去除性能，最终实现80%以上的抗生素去除率和90%以上的氮素去除率，明确了抗生素抗性基因的动态变化特征。同时，团队系统探究了纳米银、纳米氧化锌、纳米聚苯乙烯等典型纳米颗粒的生态效应，发现纳米银对湿地微生物群落结构的影响显著，抑制脱氢酶、脲酶等关键酶活性，但人工湿地可通过基质截留、植物解毒等机制降低其生态风险。而且针对纳米聚苯乙烯与纳米银的复合污染，团队发现二者存在协同抑制效应，会加剧对氮转化功能微生物的影响，但通过优化湿地基质配置和运行模式可有效缓解这种抑制作用，保障湿地系统的处理效能。（3）对不同基质配置、运行模式和多种污染物共存对人工湿地废水处理性能影响的微生物机制进行研究。研究表明，潮汐流人工湿地中，10/2 h的淹排时间下对草甘膦的去除率最高，达到95%左右。草甘膦与活性铝表面的Al³ 形成稳定配合物的方式是活性铝填充潮汐流人工湿地中草甘膦去除的主要途径。草甘膦的暴露促进了潮汐流湿地中胞外聚合物的总分泌量，TB-EPS作为胞外聚合物的主要组成部分，在抵御草甘膦胁迫、介导毒性抑制方面发挥重要潜在作用。草甘膦的暴露增加了微生物群落丰度和多样性指数，改变了门和属水平的群落组成，草甘膦还驱动了群落组装的主要驱动力由随机性过程（扩散限制主导）转变为确定性过程（异质性选择主导）。

以上研究成果在Bioresource Technology、Journal of Environmental Management、Journal of Water Process Engineering和Science of the Total Environment等环境科学期刊发表。获得授权国家发明专利5项，指导的研究生获得博士研究生国家奖学金、山东省研究生创新成果奖、丰博拔尖奖学金等奖励。研究获得了国家自然科学基金面上项目和企业委托项目的资助。

“十五五”期间，王恵教授团队将继续聚焦人工湿地长效运行机制、极端环境下人工湿地的适应性训化等方向，进一步优化功能基质与微生物调控技术，拓展其在高盐、低温等复杂工况下的应用，为水污染控制与生态修复提供重要的理论与技术支撑。