零价铁可用于污水处理中的还原剂，在治理水污染物领域展现出极大的潜力。而纳米级零价铁具备极大的比表面积，且纳米金属的表面原子有着较高的化学活性，是吸附的活性位点，因而展现出很强的吸附性能。与普通零价铁材料相比，纳米零价铁具备还原性和吸附性双重特质，因此在去除水环境污染物领域有着更大的优势。

现阶段，水处理方面对于纳米零价铁吸附能力的研究关键集中在对水中重金属离子的去除。X。Q。Li等制备得到了核－壳结构的纳米铁颗粒，并研究其对水中Ni（Ⅱ）的去除能力，研究得出结论，纳米铁对Ni（Ⅱ）的去除效果优良，且Ni元素有50％被还原为Ni（0）从水中分离，其它50％以氢氧化物沉淀的形式吸附在纳米铁表面，仍未被还原。S。R。Kanel等用硼氢化钠在N2的保护下还原FeCl3制成纳米零价铁（NZVI），并研究NZVI对地下水中As（Ⅲ）的吸附行为，研究得出结论，在As（Ⅲ）为1mg／L、NZVI投加量为2。5g／L的条件下，7min内As（Ⅲ）的去除率能达80％，其反应速率常数远超一般 铁粉。但零价铁去除As的过程与去除Cr（Ⅵ）不一样，仍未将As还原为零价态，而仅是表层络合发生吸附作用，这由于零价铁表面迅速生成铁的氢氧化物，过后溶液中的As离子与氢氧化物发生络合反应而被吸附。

纳米零价铁对重金属离子的去除原理包括还原作用和吸附作用。科学研究得出结论，纳米铁对不同重金属离子的去除机理与重金属离子的标准电极电势有关。当重金属离子的标准电极电势低于铁的电极电势时，主要产生吸附作用；当重金属离子的标准电极电势略大于铁的电极电位时，吸附和还原同时起作用；而当重金属离子的标准电极电位远超铁的电极电位时，则主要发生还原作用。