نانومواد به منظور تصفیه آب‌های سطحی، زیرزمینی و پساب‌هایی که به فلزات سنگین، مواد محلول ارگانیک و غیر ارگانیک و همچنین میکرو ارگانیسم‌ها آلوده‌اند پیشنهاد شده است. این مواد به دلیل واکنش‌پذیری بالا و سطح مخصوص زیاد به عنوان جاذب برای پاکسازی آب‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این بین نانومواد مغناطیسی پایه آهن به دلیل خواص ویژه نسبت به دیگر مواد متداول‌تر هستند. این نانوکامپوزیت‌ها به چهار دسته نانوکامپوزیت‌های مغناطیسی آهن- غیر آلی مانند سیلیکا، رس، زئولیت و هیدروکسی آپاتیت، نانوکامپوزیت‌های مغناطیسی آهن- بیوپلیمر مانند سلولز و کیتوسان، نانوکامپوزیت‌های مغناطیسی آهن-پلیمر مانند پلی اتیلن آمین و نانوکامپوزیت‌های آهن-کربن مانند کربن فعال، نانولوله‌های کربنی و گرافن تقسیم می‌شوند که هرکدام توانایی‌ها و ظرفیت‌ جذب متفاوتی برای آلاینده‌های مختلف‌ دارند. تصفیه آب با نانوجاذب‌ها به منظور حذف مواد مختلفی صورت می‌گیرد که مهم‌ترین آن‌ها فلزات سمی مانند سرب و کروم، حشره‌کش‌ها که یکی از مهمترین طبقات آلودگی‌های آلی هستند و به شدت شایع و سمی‌اند، و ترکیبات دارویی که متداول‌ترین آن‌ها آنتی بیوتیک‌ها هستند. سینتیک و ایزوترم‌های مختلفی برای تشریح مدل جذب این مواد استفاده شده است که بیشترین ایزوترم استفاده شده لانگمویر و فروندلیچ و سینتیک شبه مرتبه دوم هم شکل سینتیکی متداول است. به علت ویژگی‌ نانوذرات مغناطیسی، نانوکامپوزیت‌های مغناطیسی پایه آهن می‌توانند برای محیط‌زیست سمی باشند و بر اکوسیسیم و انسان‌ها تاثیر منفی بگذارند. تحقیقات بر ریسک سلامتی و تاثیر اکولوژیکی نانومواد اکسید آهن نشان دهنده‌ی تاثیر کمینه‌ی آن‌هاست، چرا که به طور کلی این مواد در دسته‌ی مواد غیر سمی یا سمیت کم قرار می‌گیرند.