水资源的日益短缺是当今世界的主要难题，这一问题在很大程度上限制了人类社会的可持续发展，因此在注重节约用水的同时，加大对污染水的治理至关重要。随着工业的发展，污水成分逐渐复杂，传统的工艺已不能满足去除此类污染物的需求，尤其是重金属污染、石油污染等。
人工湿地最为一种原位污水净化系统，有投资小、能耗低等优点。大量研究表明湿地系统对重金属工业废水的去除有较好的作用。人工湿地系统通过基质、植物、微生物对重金属进行去除。业内人士研究5种由水平潜流、垂直潜流、表面流3种不同工艺组合成的复合人工湿地系统对Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的去除效果。结果表明：系列1~系列4复合型人工湿地对5中重金属都有去除效果。
人工湿地主要是由基质、植物、水体、微生物等4部分组成。基质、植物、微生物是去除污染物的关键。湿地系统是由物理-化学-生物过程构成一个完整的污水处理系统。湿地系统对重金属的去除机理主要包括基质的吸附、过滤、共沉淀以及植物吸收和微生物降解作用。诸多研究表明：人工湿地处理系统中，基质表面黏土颗粒和有机质对重金属的吸附、沉淀起主要作用，植物体的吸收和根部吸附作用对重金属去除的贡献不大。
重金属在基质和水体之间的迁移转化是指重金属被固体基质颗粒吸附、释放，以及此过程中伴随发生的物理、化学、生物共同过程。其中物理过程主要方式为吸附、过滤、沉积作用。人工湿地系统的基质具备活性过滤器的性质。重金属废水进入湿地系统后，悬浮物会被截留、过滤使之沉积在基质中，废水中的重金属会与基质中表面黏土颗粒相互作用，达到吸附富集重金属的目的。此种转移处于动态平衡状态，重金属可以由水体向基质中转移，同时基质中的重金属也可能在一定条件下转移到水体中。因此表层基质即是重金属汇集的场所，同时也是潜在的重金属污染源，对于表层基质的妥善处置尤为关键。化学过程主要有吸附、沉淀、离子交换、氧化、水解等作用。化学过程对重金属的去除也有很重要的作用。
