Η κύρια πηγή βαρέων μετάλλων στο νερό είναι η ανθρώπινη δραστηριότητα και η αστικοποίηση κοντά στα υδάτινα σώματα. Περιλαμβάνει βιομηχανίες εξόρυξης, ηλεκτρολυτικής, μαυρίσματος, κλωστοϋφαντουργίας και ρεγιόν, καθώς και επιχειρήσεις που κατασκευάζουν μπαταρίες, μεταλλικό ξεπλύματα, βιοαντιδραστήρες και χαρτί. Επιπλέον, σχεδόν όλα τα εργοστάσια και οι βιομηχανίες παράγουν λύματα που περιλαμβάνουν βαριά μέταλλα σε συγκεκριμένη μορφή. Η μόλυνση των πηγών πόσιμου νερού με βαριά μέταλλα έχει επιβλαβές αντίκτυπο στο περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Περίπου 50 στοιχεία στον περιοδικό πίνακα ταξινομούνται ως βαριά μέταλλα, από τα οποία 15 είναι πολύ επικίνδυνα. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα βαριά μέταλλα είναι ο ψευδάργυρος (Zn), ο χαλκός (Cu), το νικέλιο (NI), ο μόλυβδος (PB), το κάδμιο (CD), το χρωμίου (CR), το αρσενικό (AS), ο υδράργυρος (Hg), κλπ. Τα βαρέα μέταλλα που βρίσκονται σε ιχνοστοιχεία μπορεί να είναι επικίνδυνα για τα άτομα και το περιβάλλον. Η τοξικότητα ενός βαρέα μέταλλο και η επίδρασή του στους ζωντανούς οργανισμούς καθορίζεται από τον τύπο, τη συγκέντρωση και τους οργανισμούς που εκτίθενται σε αυτό. Τα ιόντα βαρέων μετάλλων απορροφώνται εύκολα από τα ζωντανά πράγματα μέσω του νερού και εξαπλώνονται σε όλη την τροφική αλυσίδα, θέτοντας απειλή για τον άνθρωπο, τα φυτά και τα ζώα. 

Έχουν αναφερθεί αρκετές τεχνικές που περιλαμβάνουν φωτοκατάλυση, προηγμένη διαδικασία οξείδωσης, βιοαποικοδόμηση, ηλεκτροπήξη, ηλεκτροοξείδωση και προσρόφηση για την απομάκρυνση των βαρέων μετάλλων από υδατικά διαλύματα και λύματα. 

Ο στόχος είναι να επιστήσουμε την προσοχή στα πιο τοξικά για το περιβάλλον βαρέα μέταλλα και να προωθήσουμε τη συζήτηση για τη διαδικασία αποδόμησης/απομάκρυνσης χρησιμοποιώντας νανοϋλικά ημιαγωγών με βάση το οξείδιο του μαγνησίου (MgO).