近年来,人们越来越重视对水资源的保护,然而还有部分城市和大部分农村存在水体和底质黑臭现象,黑臭水体及底质作为水体污染的极端现象,既影响了水体周边区域景观形象与居民生活质量,也对生态环境造成了严重破坏,因此需要寻找一种更高效、低能耗的处理技术。本研究探究了沉水植物苦草净化黑臭水体的最优种植密度,并构建了苦草-微生物电化学耦合系统,强化了苦草的净化效能,为沉水植物在黑臭水体治理中的应用提供了新思路。本研究考察了不同苦草种植密度系统在间歇流和半连续流运行下的净化效果,在间歇流运行下确定半连续流的水力停留时间为4 d,在半连续流运行下,考察了不同苦草初始种植密度对水体和底质中污染物的去除效果、产氧能力和苦草生长势指标,综合考虑确定了最优的初始苦草种植密度为150株/m~2。种植密度150株/m~2的系统对水中的COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为84.38%、88.56%、65.75%和59.36%,傍晚18:00时DO平均值分别为12.36 mg/L。系统内苦草鲜重增长率、叶片数增长率、平均分次根数和平均分株数分别为106.25%、61.11%、4.80个和11.40株。本研究构建了沉水植物苦草和生物电化学的耦合系统,分别在间歇流和连续流运行下考察对污染物的去除效能和产电效能。在间歇流系统运行下苦草-闭路生物电化学耦合系统对COD的去除率最高为78%。在连续流运行下苦草-闭路生物电化学耦合系统对COD的去除率最高为85.4%。苦草-闭路微生物电化学系统的最大功率密度247.10 m V/m~3,分别是苦草-开路生物电化学系统、闭路生物电化学系统的10.60倍和1.26倍,耦合系统的生物阴极在-27 m V（vs.Hg/Hg Cl2）下的峰电流密度1.87 A/m~3,分别是同条件下闭路生物电化学系统和苦草-开路生物电化学系统的1.36倍和1.78倍。苦草-闭路BES系统对底泥中TOC和TN的去除率最高分别为14.10%和14.80%。本研究同时考察了各系统中生物量与群落结构。苦草-闭路BES系统中苦草的鲜重、叶长、叶片数增长和分株数均高于其他系统,增长率分别为227.0%、80.8%、104.1%和5.5株。苦草-闭路BES中苦草叶片、根系、底泥和阴阳极系统中有关有机物降解和利于反硝化作用的菌属相对丰度均为各系统最高,如假单胞菌属（Pseudomonas）和不动杆菌属（Acinetobacter）。说明苦草和电化学系统耦合后有利于系统中功能微生物的富集,对系统的污染物有着更强的处理效果。本研究基于最优的苦草初始种植密度,在面积为1万平方米的某池塘进行了苦草原位修复水体和底泥工程验证实验,考察了苦草对受污染水体净化和底质生态重塑作用,结果表明种植苦草后,系统内的藻类明显减少,后期逐渐消失。系统运行稳定后,COD和TN、TP出水平均浓度分别为11.23 mg/L、0.63 mg/L和0.12 mg/L,达到地表Ⅲ类标准。水中的DO整体呈升高趋势,最高可达15.01 mg/L,底泥中的TC整体呈下降趋势,最大去除率为28.6%。底泥中的微生物丰度有所增加。