水資源的日益短缺是當今世界的主要難題，這一問題在很大程度上限制了人類社會的可持續發展，因此在注重節約用水的同時，加大對污染水的治理至關重要。隨著工業的發展，污水成分逐漸復雜，傳統的工藝已不能滿足去除此類污染物的需求，尤其是重金屬污染、石油污染等。

人工濕地最為一種原位污水凈化系統，有投資小、能耗低等優點。大量研究表明濕地系統對重金屬工業廢水的去除有較好的作用。人工濕地系統通過基質、植物、微生物對重金屬進行去除。業內人士研究5種由水平潛流、垂直潛流、表面流3種不同工藝組合成的復合人工濕地系統對Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的去除效果。結果表明：系列1~系列4復合型人工濕地對5中重金屬都有去除效果。

人工濕地主要是由基質、植物、水體、微生物等4部分組成。基質、植物、微生物是去除污染物的關鍵。濕地系統是由物理-化學-生物過程構成一個完整的污水處理系統。濕地系統對重金屬的去除機理主要包括基質的吸附、過濾、共沉淀以及植物吸收和微生物降解作用。諸多研究表明：人工濕地處理系統中，基質表面黏土顆粒和有機質對重金屬的吸附、沉淀起主要作用，植物體的吸收和根部吸附作用對重金屬去除的貢獻不大。

重金屬在基質和水體之間的遷移轉化是指重金屬被固體基質顆粒吸附、釋放，以及此過程中伴隨發生的物理、化學、生物共同過程。其中物理過程主要方式為吸附、過濾、沉積作用。人工濕地系統的基質具備活性過濾器的性質。重金屬廢水進入濕地系統后，懸浮物會被截留、過濾使之沉積在基質中，廢水中的重金屬會與基質中表面黏土顆粒相互作用，達到吸附富集重金屬的目的。此種轉移處于動態平衡狀態，重金屬可以由水體向基質中轉移，同時基質中的重金屬也可能在一定條件下轉移到水體中。因此表層基質即是重金屬匯集的場所，同時也是潛在的重金屬污染源，對于表層基質的妥善處置尤為關鍵。化學過程主要有吸附、沉淀、離子交換、氧化、水解等作用。化學過程對重金屬的去除也有很重要的作用。