近年来,随着纳米科技的迅速发展,大量的纳米颗粒在生产、使用和处置过程中进入到环境,对生态系统甚至人类健康造成威胁。已有研究表明,纳米颗粒在迁移的过程中会进入污水处理系统,导致活性污泥法处理效能的降低。人工湿地作为一种生态污水处理技术,被广泛应用于生活污水和工业废水处理。然而,纳米颗粒对人工湿地系统的影响目前还不清楚。因此,本文以污水中的典型纳米颗粒—纳米二氧化铈（CeO₂ NPs）为研究对象,考察了CeO₂ NPs对潜流人工湿地系统污水处理效能的影响,并从湿地微生物和植物两方面着重探究了该影响机制。主要研究结果如下:（1）通过模拟潜流人工湿地系统暴露于不同浓度（0 mg/L、1 mg/L和50 mg/L）的CeO₂ NPs中,分别考察了短期（5天）和长期（60天）暴露对湿地污水处理效能的影响。短期暴露实验表明,CeO₂ NPs的暴露对COD和TP的去除没有显著影响,却明显地抑制了TN和NH₄⁺-N的去除,在1 mg/L和50 mg/L的CeO₂ NPs的暴露下,去除率分别降低了28.66%、33.73%和23.22%、21.76%。长期暴露实验表明,CeO₂ NPs的暴露对TP的去除仍没有显著影响,却轻微地抑制了COD的去除,明显地抑制了TN和NH₄⁺-N的去除,在1 mg/L和50 mg/L的CeO₂ NPs的暴露下,去除率分别降低了5.24%、60.74%、67.38%和6.75%、51.17%、59.07%。（2）通过扫描电镜（SEM）的观察以及乳酸脱氢酶（LDH）活性的检测,发现大量的CeO₂ NPs吸附在生物膜的表面,使得生物膜的表面变得粗糙以及细胞膜完整性受到破坏。通过对微生物群落在门和属水平上进行分类,发现CeO₂ NPs的暴露明显改变了功能微生物的菌群丰度。通过对微生物关键酶活性的检测,发现微生物关键酶（脱氢酶、脲酶、氨单加氧酶、磷酸酶）活性在CeO₂ NPs的胁迫下受到了不同程度的抑制。短期胁迫明显抑制了脲酶、磷酸酶活性,在1 mg/L和50 mg/L的CeO₂ NPs的暴露下分别降低了13.6%、16.6%和20.7%、28.7%;长期胁迫下,四种关键酶活性受到了明显的抑制,在1 mg/L和50 mg/L的CeO₂ NPs的暴露下分别降低了16.2%、23.8%、55.6%、52.9%和23.5%、40.1%、71.0%、70.5%,因而影响湿地系统的污水处理效能。（3）通过对植物生物量的检测,发现低浓度CeO₂ NPs对植物的生长有轻微的促进作用,高浓度CeO₂ NPs明显地抑制了植物的生长。通过对光合色素含量以及光合作用参数的测定发现,CeO₂ NPs的短期胁迫对光合色素的合成没有明显影响,净光合作用速率、气孔导度、蒸腾速率在1 mg/L和50 mg/L CeO₂ NPs的胁迫下分别升高了53%、168%、119%和36%、63%、47%;长期胁迫下,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量在1 mg/L CeO₂ NPs的胁迫下分别升高了12.4%、42.3%、19.6%和23.7%,50 mg/L CeO₂ NPs在一定程度上降低了光合色素含量,净光合作用速率、气孔导度、蒸腾速率在1 mg/L CeO₂ NPs的胁迫下分别升高了16%、26%、35%,而净光合作用速率和胞间二氧化碳浓度在50 mg/L CeO₂ NPs的胁迫下分别降低和升高了45%和27%。通过对湿地植物抗氧化防御系统相关指标的测定发现,在1 mg/L和50 mg/L的CeO₂ NPs的短期胁迫下,丙二醛（MDA）的含量升高了27%和57%,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性分别降低和升高了38%、56%和54%、219%,表明CeO₂ NPs对湿地植物产生了氧化胁迫;长期胁迫下,MDA的含量没有发生明显变化,SOD、POD酶活性在1 mg/L和50 mg/L的CeO₂ NPs的胁迫下分别降低和升高了21%、160%和34%、40%,过氧化氢酶（CAT）酶活性在1 mg/LCeO₂ NPs的胁迫下升高了21%,说明在SOD、POD、CAT等抗氧化酶的作用下,湿地植物的氧化胁迫得以解除。综上所述,在CeO₂ NPs的暴露下,湿地微生物的活性受到明显的抑制,低浓度和高浓度CeO₂ NPs分别促进和抑制了植物的生长和生理活性。然而,由于湿地植物对污染物的去除作用远小于微生物的作用,从而导致CeO₂ NPs的暴露抑制了湿地系统的污水处理效能。