本文主要选取沸石、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、砾石、钢渣、生物陶粒八种填料，进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验。研究并比较了这些基质对三种环境卫生学指示菌的去除效果和不同基质中微生物群落结构和酶活性，以及去除污染物过程中的微生物作用，探讨了基质去除污染物和指示菌的机理。主要研究结果如下：　　 1.八种填料中对三种环境卫生学指示菌(异养细菌、大肠菌群和粪链球菌)去除率较高的为钢渣(99.9％)和无烟煤(95.9％)，推测主要因其出水分别呈碱性(pH11-12)和酸性(pH3.5-6.5)造成；除钢渣和无烟煤外去除率较高的为沸石和蛭石，去除率较低的为陶瓷滤料和生物陶粒，相关分析表明这六种填料对指示菌去除率与填料的渗透系数间存在相关性，说明它们主要以过滤吸附的机制去除指示菌。　　 2.用磷脂脂肪酸为生物标志物研究微生物群落结构表明：在不同基质中共检出20种脂肪酸，在钢渣中的种类数最少，只有13种。这些脂肪酸包括饱和脂肪酸、支链脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。各种脂肪酸的相对含量在不同基质中有差异。各种基质中都以好氧原核微生物占优势(27.4％-45.7％)。Turkeys HSD检验结果显示钢渣中的微生物群落结构与其他基质不一样，可能是因为钢渣出水呈碱性，从这一点上说单独使用钢渣作为湿地基质并不是太好。主成份分析显示沸石和生物陶粒，页岩和蛭石有相似的微生物群落结构而钢渣和陶瓷滤料与其他的基质大为不同。　　 3.从微生物作用与COD和氮的去除相关性可以得到：随着停留时间的延长，基质对COD、氨氮的去除效率增加。对照组和灭菌组也存在差异，说明微生物在去除过程中起到一定的作用，蛭石中微生物作用的贡献率最大，其次是砾石，最后是沸石和生物陶粒。对COD的去除是在停留时间相对较长的情况下微生物的作用达到最大(24.2％)，而对氨氮的去除是在停留时间相对较短的情况下微生物的作用达到最大(23.5％)。总氮的去除效率不随停留时间的延长而增加，对照组和灭菌组也不存在差异，可能是由于本系统中主要存在的是硝化作用，反硝化作用比较弱。　　 4.对不同基质中脱氢酶、磷酸酶和脲酶研究发现：不同基质中磷酸酶的变化规律与脱氢酶基本一致，但脲酶的变化规律却与脱氢酶和磷酸酶并不一致。蛭石、砾石中有相对较大的微生物生物量，生物量大小与基质表面的疏水性有一定的关系。高pH值环境抑制基质中微生物的酶活性，验证了之前对钢渣的推测。