ยูเรเนียมเป็นโลหะหนักที่มีความเป็นพิษทางเคมีและกัมมันตภาพรังสี ตั้งแต่การรั่วไหลของนิวไคลด์วิทยุในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิจิของญี่ปุ่น การปนเปื้อนของยูเรเนียมก็ได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ ยูเรเนียมจำนวนมากที่ปล่อยออกมาจากสารละลายที่เป็นน้ำของตะกอนตามธรรมชาติ หางแร่ยูเรเนียม และกระสุนที่เล็ดลอดเข้าสู่สิ่งแวดล้อมหากน้ำเสียที่มียูเรเนียมถูกระบายออก ยูเรเนียม โดยตรงโดยไม่มีการบำบัดที่เหมาะสม ยูเรเนียมจะถูกดูดซับโดยวัสดุฮิวมิกและแร่ธาตุ และค่อยๆ เข้าสู่การไหลเวียนทางชีวภาพและธรณีเคมี ทำลายเมแทบอลิซึมตามปกติของสิ่งมีชีวิต และอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และความปลอดภัยของระบบนิเวศในที่สุด ตัวอย่างเช่น ยูเรเนียมที่รั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อมอาจทำให้เกิดโรคในมนุษย์ได้อย่างกว้างขวาง (เช่น ผิวหนังอักเสบ ไตรโคมาเดซิส ไตอักเสบ มะเร็งเม็ดเลือดขาว และมะเร็งกระดูก) และถึงขั้นเสียชีวิตดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องป้องกันไม่ให้ยูเรเนียมจากน้ำเสียไหลออกสู่สิ่งแวดล้อม วิธีการหลายอย่าง เช่น การตกตะกอนด้วยสารเคมี การตกผลึก การแลกเปลี่ยนไอออน การสกัดด้วยตัวทำละลาย และการแยกฟิล์มได้รับการพัฒนาเพื่อจัดการกับน้ำเสียที่มียูเรเนียม อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้ไม่ได้ผลและประหยัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อบำบัดน้ำเสียจำนวนมากที่มีปริมาณสารกัมมันตภาพรังสีไอออนิกต่ำ