Установлено, что в природных водах могут содержаться различные микроэлементы (йод, бром, фтор, селен, стронций, молибден, кобальт и др.). Обладая большой биологической активностью, они определяют в организме человека нормальное течение многих физиологических и обменных процессов, участвуют в минеральном обмене и как катализаторы различных биохимических реакций оказывают влияние на общий обмен.
В организм человека микроэлементы поступают из внешней среды. Поэтому содержание их в организме находится в прямой зависимости от присутствия этих веществ в почве, воде, растениях и др.
Недостаток или избыток того или иного микроэлемента в воде и продуктах питания может вызвать нарушение различных функций и заболевания.
Так как микроэлементы распределены в земной коре неравномерно, создается избыток или недостаток их в воде, почве, растениях определенных районов. Такие районы называются биогеохимическими провинциями, а заболевания — геохимическими эндемиями.
Наиболее изучены геохимические эндемии, связанные с недостатком или избытком фтора, недостатком йода, стронция, кобальта.
Фтор играет большую роль в образовании костной ткани и особенно зубов. Основным источником обеспечения организма фтором является питьевая вода. При пониженном содержании в ней фтора возникает нарушение прочности зубной эмали, зубы утрачивают прочность, легко подвергаются кариесу. При избыточном содержании фтора в воде возникает так называемый флюороз, ранний признак которого появление коричневых пятен на зубах. Происходит поражение дентина, зубы становятся хрупкими, легко разрушаются.
Имеются биогеохимические провинции с недостаточным содержанием йода в питьевой воде. Недостаток его приводит к зобной болезни, которая проявляется в увеличении щитовидной железы, задержке роста, физического и умственного развития. Мало содержат йода воды горных мест, нечерноземные, дерново-подзолистые и болотистые почвы (Полесье, Северный Кавказ и др.). Для нормальной функции щитовидной железы необходимо поступление в организм 100—200 мкг йода в сутки, что обеспечивается употреблением питьевой воды и пищевых продуктов. При недостаточном содержании йода в воде применяются методы ее йодирования.
Природные воды некоторых районов Восточной Сибири, Читинской и Амурской областей бедны кальцием, но богаты стронцием. При длительном использовании такой воды нарушаются процессы окостенения (стронций вытесняет кальций), появляется ломкость и деформация костей, обусловливающие тяжелые уродства. Это заболевание носит название уровской болезни (так как впервые было обнаружено в районах, расположенных по течению р. Урова). Эндемии ее, кроме СССР, имеют место в Северной Корее, Северном Китае, Швеции.
Кроме микроэлементов, на организм человека большое влияние оказывает повышенное содержание различных солей, находящихся в воде. Так, сильно минерализованная вода способствует повышению гидрофильности тканей организма, понижению диуреза, задержке воды в организме.
Повышенное содержание в воде солей азотной кислоты (нитратов) может послужить причиной образования в крови, особенно у детей раннего возраста, метгемоглобина, вследствие чего может развиться токсический цианоз — тяжелое заболевание крови, сопровождающееся резким побледнением кожных покровов.
В воду могут попасть вместе с производственными стоками различные токсические вещества: мышьяк, медь, цинк, свинец, фенол и др. В этих случаях вода может стать причиной заболеваний неинфекционной природы.