آب منشأ حیات است و زندگی بدون آن برای موجودات زنده امکان‌پذیر نمی‌باشد. نیاز انسان به آب، موضوعی کاملاً روشن و واضح می‌باشد که از قدیم مورد توجه انسانها بوده است. آبها مستقیم و غیرمستقیم، توسط فعالیتهای حیاتی انسان در معرض شدیدترین آلودگی‌ها قرار دارند. آلودگی عبارت است از وارد کردن مواد توسط انسان در محیط زیست، به طوری که در نتیجه این عمل منابع حیاتی یا سلامتی انسان، حیوانات و نباتات در معرض خطر قرار گیرند. وجود مواد در محیطهای مختلف در محدوده‌های خاصی مجاز و گاهی مطلوب است. آلودگی زمانی اتفاق می‌افتد که این مقادیر به طور ناگهانی افزایش قابل توجهی یابند و این افزایش موجب اختلال و ایجاد مشکلات در روند طبیعی و معمول پدیده‌ها شود. امروزه فاضلابهای صنعتی به عنوان یکی از معضلات اساسی، علی‌الخصوص در کشورهای در حال توسعه درآمده است. شاید بتوان گفت که این آلاینده‌های ناشی از صنایع، جزء سمی‌ترین مواد آلوده کننده محیط زیست می‌باشند[1]. در فاضلابهای صنعتی مواد مختلفی وجود دارند که مهمترین آنها فلزات سنگین می‌باشند. فلزات سنگین در صنایع مختلف، از جمله معدنی، صنایع تولید تجهیزات الکتریکی، آبکاری فلزات[2]، کشاورزی، شیشه سازی، پالایشگاههای نفت و مواد حفاظت چوب وارد محیط زیست می‌شوند[3].
فلزات سنگین عناصری سنگین‌تر از سدیم می‌باشند که وزن مخصوص آنها بیش از 2+ Pbاست. وزن مخصوص بزرگتر از 6 گرم بر سانتی‌متر مکعب و یا جرم اتمی بیش از 50 دارند. فلزات سنگین به دو دسته ضروری[1]و غیر ضروری[2] تقسیم می‌شوند. فلزات ضروری، در مقادیر جزئی به عنوان عناصر اصلی تلقی شده و در واقع مقادیر جزئی آنها در جیره انسان و سایر موجودات لازم است. حضور این عناصر در غلظتهای بیش از حد مجاز، عوارض سوء متعددی هم برای انسان و هم برای دیگر موجودات ایجاد می‌کند. فلزات غیر ضروری، فلزاتی هستند که در غلظتهای پایین برای انسان و اغلب موجودات زنده مضر و خطرناکند. فلزات سنگین ضروری مانند (کبالت، مس، آهن، روی، سلنیوم) و غیر ضروری از قبیل (جیوه، کادمیوم، سرب) می‌باشند[4].
نقاط ذوب و جوش بسیار متفاوتی دارند. در جدول تناوبی، هر چه به طرف گازهای نادر پیش رویم، اکسید فلزات سنگین در طبیعت پایدارتر است و در سیستم بیولوژیکی با مولکولهای آلی ایجاد کمپلکس پایدار می‌نمایند[2]. فلزات سنگین نظیر آهن، روی، مس، برای تعدادی از آنزیمها در حکم یک مرکز فعال می‌باشند. با این که این فلزات در غلظتهای کمی در بدن یافت می‌شوند، ولی اثرات فوق العاده‌ای در بدن دارند. آنزیمها توسط فلزات متلاشی شده و قدرت آنزیمی خود را از دست می‌دهند. فلزات در عمل سوخت و ساز بدن وارد شده و عمل متابولیسم را مختل می‌کنند. درجه سمی بودن فلزات سنگین را از سوی الکترونگاتیوتیه آنها می‌توان طبقه‌بندی کرد[4].
این فلزات به علت حلالیت در آب، منجر به آلودگی منابع آبهای سطحی و زیرزمینی و نهایتاً خاک می‌شوند[1]. تمامی فلزات سنگین، بسیار سمی و برگشت ناپذیر به محیط زیست می‌باشند. مکانیزم اثر سمیت فلزات سنگین، ناشی از تمایل شدید کاتیونهای این فلزات به گوگرد بوده و بدین طریق سبب مختل کردن فعالیت آنزیمهای حیاتی در موجودات زنده می‌شوند[6،5]. این فلزات با توجه به خاصیت تجمعی و توانایی در ورود به زنجیره غذایی تدریجاً خود را به راس هرم رسانده و مخاطرات زیست محیطی را سبب می‌شوند[8،7]. آبیاری مزارع سبزیکاری و سایر گیاهان آلوده به این فلزات، زندگی آبزیان در اینگونه آبها و در نهایت مصرف فراورده‌های حاصل، توسط جانوران و انسان زمینه ابتلاء به انواع بیماریهای شناخته شده و یا ناشناخته را فراهم می‌آورد[9]. بنابراین فلزات سنگین در محلول آبی، موضوع مهمی در بهداشت عمومی جامعه محسوب می‌شود که از دو جنبه اهمیت دارد:[10]
1-جداسازی فلزات سنگین از پسابهای صنعتی، زهاب کشاورزی و معادن و خنثی کردن اثرات آنها.
2-احیا و بازیافت فلزات که با کاهش تدریجی منابع معدنی امری ضروری است.
جداسازی فلزات سنگین از جمله سرب و کادمیوم از محیط آبی با استفاده از پلی‌پیرول و کامپوزیتهای آن و مقایسه با جاذبهای متداول