盡管地球上有足夠的淡水資源可滿足全人類的需求，然而據(jù)2018年的數(shù)據(jù)顯示，地球上仍有10%的人口缺乏安全的飲用水，約40%的人缺乏基本的衛(wèi)生設(shè)施。據(jù)估計(jì)，每年有150萬(wàn)兒童因缺乏飲用水和衛(wèi)生設(shè)施而死亡。因此聯(lián)合國(guó)宣布，獲取清潔飲用水和衛(wèi)生設(shè)施是一項(xiàng)基本人權(quán)。

當(dāng)前，各國(guó)均已對(duì)水污染問(wèn)題重視并對(duì)其改善，但從整體來(lái)看依舊存在著一定問(wèn)題，并嚴(yán)重危害了地區(qū)居民的公眾健康。傳統(tǒng)污水處理方法通常需要將污水引至一個(gè)大型污水處理廠再進(jìn)行集中處理，這是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程，成本和能耗都較高。如歐洲污水處理廠商管理著總長(zhǎng)超過(guò)220萬(wàn)千米的污水管道和大約7萬(wàn)座污水處理廠；美國(guó)總發(fā)電量的3%要用于污水處理。

人工濕地系統(tǒng)作為近年流行的新型污水處理技術(shù)，其逼真地模擬了自然濕地，以增強(qiáng)凈化水的物理和化學(xué)過(guò)程為目標(biāo)，具有無(wú)能耗 、運(yùn)行成本低、便于管理等優(yōu)勢(shì)，能夠適應(yīng)不同地區(qū)的自然環(huán)境及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件的技術(shù)，且易于維護(hù)，有利于提高生物多樣性和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，能夠帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境收益。

人工濕地系統(tǒng)在控制運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)將污水、污泥有控制地投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中，主要利用基質(zhì)填料、土壤等物質(zhì)的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用。

作為人工濕地重要構(gòu)成的基質(zhì)填料，在人工濕地水質(zhì)凈化過(guò)程中發(fā)揮著不可替代的作用。其為植物和微生物提供生長(zhǎng)介質(zhì)的同時(shí)，還能夠通過(guò)沉淀、過(guò)濾和吸附等作用直接去除污染物。填料的種類、級(jí)配等會(huì)直接影響沉淀、過(guò)濾和吸附效果。在人工濕地污水處理中，氨氮是一類重要的污水去除指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境部出臺(tái)的《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范（HJ 2005-2010）》中也提出了相應(yīng)凈化水質(zhì)要求。

對(duì)此，如何選擇填料的類型，是確保人工濕地污染物去除功能和長(zhǎng)效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。早期人工濕地常采用的填料基質(zhì)，包括天然土壤、壤質(zhì)砂土和砂質(zhì)壤土等，其很難達(dá)到理想的重金屬與有機(jī)污染物去除效果；另外，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后濕地系統(tǒng)易發(fā)生堵塞情況。在此背景下，人們開始深入研究與選擇更優(yōu)的濕地基質(zhì)填料，以強(qiáng)化人工濕地對(duì)污染物的去除能力。