一片湿地，怎样让污水变得更干净？

如果水流变慢、系统堵塞，又该从哪里寻找原因？

高中阶段，就参与一项面向前沿环境问题的真实研究，是怎样的体验？

今年，杭州娃哈哈双语学校与西湖大学的合作项目正式开始，同学们围绕着“人工湿地”，走近水环境治理，尝试用科学的方法研究真实问题。

在西湖大学环境工程博士后康佩颖的带领下，同学们借助由西湖大学生态环境实验室设计和打造的人工湿地模拟系统，从理解湿地如何净水开始，逐步学习搭建实验装置、设计实验方案，并通过测试与分析探索改进方法。

他们探索的“低碳型模块化抗堵塞人工湿地污水处理技术”（MMB-CWs），回应着现实中的一道难题：怎样让人工湿地保持水流通畅，同时实现有效净水？

01｜走进长桥湿地公园，看见真实的净水系统

认识人工湿地的第一步，从走近一片真实的湿地开始。

在杭州长桥湿地公园，同学们跟随康佩颖博士实地考察，将目光投向植物、水体与它们共同构成的环境。

平日里，湿地或许是一处供人漫步的绿色空间；当它成为研究对象，观察的角度也随之改变：水从哪里来，又流向哪里？植物为什么种在这里？看似普通的沙石，在水处理过程中承担着什么任务？

考察过程中，康博结合眼前的植物、水体与基质，向同学们讲解人工湿地如何借鉴自然湿地的结构与功能，实现污水净化。

沙石等基质可以截留部分悬浮物，并参与污染物的吸附；植物吸收生长所需的营养物质，根系也会影响周围的环境；生活在基质和根系附近的微生物，则参与许多重要的污染物转化过程。

一片看似安静的湿地，内部始终进行着复杂的物理、化学与生物过程。

02｜搭建微型湿地，让科学原理落地

带着在长桥湿地公园的观察与发现，同学们开始亲手搭建微型湿地，将对净水原理的理解，一步步转化为看得见的模型。

在老师们的指导下，同学们完成了湿地模型的搭建。基质、植物与水流不再只是课件中的名词，而成为需要放进同一个系统中考虑的具体要素。

材料怎样组合，才能兼顾水流通畅与污染物去除？水经过模型时，会与哪些部分接触？植物又会怎样影响这个小小的环境？搭建过程，让人工湿地的结构变得可见，也让后续研究有了可以观察和测试的对象。

随着项目推进，这些模型也将成为同学们持续观察、比较和分析的起点，帮助他们逐步建立用数据判断效果、用证据解释现象的意识。

03｜走近科研前沿，探索水环境治理新解

杭州娃哈哈双语学校与西湖大学合作开展的人工湿地研究，是一项长期项目。

项目开始后，同学们每周都会有一堂正式合作课程，从基础原理出发，逐步学习实验设计、数据分析与方案优化，深入探索湿地科学问题。

在第一堂课上，康佩颖博士结合研究经历与实际案例，进一步拆解人工湿地内部的工作机制。

例如，为什么有些湿地表面看不到水，却仍在处理污水？植物根系周围的含氧条件，又如何影响微生物的活动？植物根系能够向周围释放氧气，形成局部的含氧环境，为部分微生物及其参与的反应创造条件。

这让同学们进一步理解：人工湿地的净水效果，与植物、基质、微生物及水流条件之间的相互作用密切相关。

理解这些机制之后，课堂进一步触及实际运行中的难题：颗粒物不断积累、生物膜逐渐增厚，都可能堵塞孔隙，让水流变得不畅；而调整材料的粒径和孔隙结构，又可能改变水的停留时间，以及污染物与材料接触的机会。

康佩颖博士分享的科研案例，也为同学们打开了新的思路：

调整基质材料，改善污染物去除效果；将人工湿地与微生物燃料电池结合，探索水处理与能量转化；利用电信号监测水质，或借助机器学习预测处理效果。

从湿地净水到海绵城市建设，同学们逐渐看见，一个环境问题如何连接材料、生物、工程与计算等多个领域。

随着每周课程的推进，同学们将在科研人员的指导下，学习把问题转化为可验证的假设，通过实验、记录与分析寻找答案，逐步形成自己的研究思路。

人工湿地里的科学探索仍在继续。

通过这一长期合作，西湖大学的科研资源与前沿课题走进WBS高中课堂。科研人员的持续指导、专业实验系统的支持，以及每周开展的课程，让同学们有时间深入一个问题，经历从理解原理、提出假设，到实验验证与反复改进的过程。

当高中生的学习与真实的水环境问题相连，知识也有了更具体的意义。

一片微型湿地，连接起高中课堂与大学科研，也让同学们开始探索：今天所学，能够怎样回应身边的环境问题，并为未来的改变贡献一份力量。