Nanotehnologija se može primjenjivati za obradu i pročišćivanje vode, primjerice dobivanje slatke vode iz morske vode, sprječavanje zagađenja okoliša i razvoj tehnika uklanjanja štete za smanjivanje onečišćenja vode i tla.

Iako su primjene sintetiziranih nanomaterijala u obradi vode trenutačno ograničene uglavnom na njihovu uporabu u svojstvu adsorbenata, filtra, dezinficijensa i reaktivnih tvari, oni pokazuju sve veći potencijal za potpunu obradu vode i otklanjanje štete u okolišu.

Jedan od primjera mogućnosti nanomaterijala u tom području jest razvoj željeza nulte valencije u nanoveličini. Taj se materijal može upotrebljavati za obradu podzemnih voda i opasnog otpada. Uporaba sintetiziranih nanomaterijala za čišćenje okoliša započela je kad su istraživači otkrili da mala količina čestica željeza u nanoveličini može ukloniti zagađivače podzemnih voda, kao što su poliklorirani bifenili (PCB-ovi), za koje je poznato da su toksični za ljude i okoliš i da mogu uzrokovati rak. Za nanočestice željeza, kao što je željezo nulte valencije u nanoveličini, također je utvrđeno da su učinkovite u obradi različitih zagađivača vode, kao što su pesticidi, usporivači plamena, antibiotici, krom, arsen i teški metali.

Nanomaterijal kao što je željezo nulte valencije u nanoveličini ima brojna svojstva koja ga čine idealnim adsorbentom teških metala u zagađenoj vodi, uključujući:

• veliku relativnu površinu i malu veličinu
• visoku reaktivnost
• sposobnost izolacije teških metala
• sposobnost brzog djelovanja
• sposobnost dobrog vezivanja metala, i
• strukturne značajke koje omogućuju regeneraciju i ponovnu uporabu nanomaterijala.
   

Primjer: Uklanjanje arsena iz vode

Arsen je toksični polumetal koji se povezuje s brojnim oblicima raka, kao i drugim zdravstvenim problemima. Do zagađenja podzemne vode arsenom dolazi prirodnim putem, a prijavljeno je u brojnim zemljama, uključujući Argentinu, Bangladeš, Čile, Kinu, Indiju, Tajvan i Tajland, kao i neke zemlje EU-a i SAD. Arsen može ući u podzemnu vodu na različite načine, primjerice kroz prirodne naslage ili kao posljedica rudarenja, poljoprivrede ili industrijskih aktivnosti.

Uklanjanje arsena i sličnih zagađivača iz vode posebno zaokuplja znanstvenu zajednicu. Tijekom posljednjih godina uporaba nanoadsorbenata za uklanjanje arsena iz onečišćene podzemne vode polučila je obećavajuće rezultate.