20世纪90年代后，人工湿地在水处理方面取得的显著成效使其逐渐被公认为是处理农药面源污染的“最佳管理措施(BMPs)”之一。以美国加州Central Valley、加拿大曼尼托巴省Grand Marais和南非Lourens河流域等地为研究区，进行了人工湿地去除农药面源污染的相关研究，探讨了农药在人工湿地内部的分布与归趋、人工湿地对农药的去除效率以及不同湿地要素组成对农药的去除效果；以上研究结果都表明，在下游受纳水体前方构建人工湿地，不仅能显著减少甚至可以完全去除污染水体中的农药，人工湿地作为生态景观还能起到美化环境的作用。 从整体来看，人工湿地去除非持久性农药的效果显著，具有运营成本低廉，维护管理简便，耐负荷冲击等优点，因此值得应用与推广。
非持久性农药是指能够在环境中快速降解的农药，主要包括有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类和真菌剂等。1962年，世界各国相继宣布停产和禁用有机氯和有机汞类等高毒性、高残留性农药，非持久性农药因半衰期短、降解迅速和残毒低等特点受到广泛使用。然而，非持久性农药的大量使用也会导致其在土壤环境中聚积，当其在环境中的残留剂量高于生物毒性阈值时，其将对原位非靶标生物产生高毒性风险，长期暴露于非持久性农药的人群容易出现激素分泌紊乱、免疫和神经系统失调等症状，甚至可能引发帕金森症和阿尔茨海默症。
通过研究，可以发现人工湿地去除非持久性农药的机制是多方面的：
（1）农药从土壤、植物和大气中转移至人工湿地后，首先发生的是化学水解。发生水解反应时，亲核基团(H2O或OH-)攻击农药分子的亲电基团(氮、磷和硫等的原子)，并且取代离去基团(Cl-、苯酚盐等)。一般情况下，杀虫剂比杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂更易水解，水解反应的速率受农药分子结构和湿地内部环境因素影响。
（2）农药在人工湿地内部会发生蒸发和光降解作用。农药的挥发性受蒸汽压、浓度、扩散系数和水溶性以及基质吸附作用、气候条件等因素影响。研究表明，可挥发性农药(25 ℃时蒸汽压大于 2.7hPa)的浓度越高，挥发性越强。光降解作用是农药分子中的C—C、C—H、C—O、C—N等键，在吸收光子后变成激发态的分子，分裂成不稳定的游离基，与溶剂和其他反应物发生连锁反应。表面流人工湿地水相中的农药能够与大气直接接触，而潜流人工湿地的基质阻隔了水和大气之间的交换作用，因此，农药蒸发和光降解作用多发生于表面流人工湿地中。
（3）农药在迁移过程中会与水体中的颗粒有机物结合进行物理沉降，这种沉降作用在富含颗粒有机物的污染水体中尤为重要，是该类水体中农药最有效的去除途径。农药的固液分离系数Kd越高，越利于与颗粒有机物结合，Kd值与农药的疏水性紧密相关。拟除虫菊酯类农药的Kd值较高，其中，以苄氯菊酯的Kd值最高，达2.32×105。延长农药在湿地内部的停留时间将有利于农药与颗粒有机物的充分结合。另外，湿地基质中不同粒径的颗粒物所携带的农药量显示，粒径小于2 µm的颗粒物最易吸附农药。
（4）基质对农药的吸附作用表现为农药分子和基质表面发生物理、化学结合，或溶解态的农药分子从水相转移至基质后，与有机质结合。用于表征基质对农药吸附能力的有机化学物质的吸收常数(Koc)可应用经验公式(即Kow计算式)粗略求得。同一种农药的Koc可能因为基质中有机质的吸附性能差异而有所不同，因此基质的吸附容量取决于农药的疏水性、基质中有机质含量和化学结构。
基质是人工湿地的重要组成部分，能够为水生植物的生长提供营养物质，并为生物膜提供附着生长表面。基质、水生植物和微生物所构成的系统具有过滤、沉淀、吸附和絮凝等作用，能够截留污染水体中的悬浮物、氮、磷和有机污染物。人工湿地系统中的基质性能关系着湿地的净化能力和使用寿命。潜流人工湿地的运行初期，基质填料的吸附性能较高。基质吸附和解吸附达到平衡之前，湿地系统是农药的贮存库，吸附和解吸附达到平衡之后，农药分子将更多地暴露于基质生物膜上，其中的降解菌对农药分子进行生物降解。农药与颗粒有机物结合，沉降、滞留于表面流人工湿地的基质上，滞留于基质中的农药在完全降解之前往往会因基质受到扰动，而重新释放到水体，造成出水的农药负荷升高。因此，基质中的农药发生生物和非生物降解的程度关系着表面流人工湿地对农药的去除效率。
基质填料与土壤具有类似的理化性质，农药在湿地基质和土壤中的降解途径及影响其降解效率的因素存在共同点。已经对农药在土壤中的降解途径进行了广泛研究，这些结果为探讨基质去除农药的机制奠定了理论依据。土壤有机质含量是决定其吸附能力的主要因素，有机质含量越高，土壤的吸附饱和容量越大，越有利于农药被表层土壤吸附，阻止农药向深层土壤渗透和迁移。
