Việc nước uống bị nhiễm kim loại nặng là một vấn đề toàn cầu. Một trường hợp đặc biệt nổi bật là nước giếng bị nhiễm asen cao ở Bangladesh, mặc dù đây không phải là trường hợp duy nhất. Theo ước tính của WHO, hơn 200 triệu người trên thế giới tiếp xúc với nước uống có chứa trên 10 μg/L asen và vượt quá giá trị cho phép của WHO [1]. Ví dụ, các khu vực rộng lớn ở Mỹ bị ảnh hưởng bởi hàm lượng asen tăng cao do điều kiện địa chất, bao gồm các bang ở Tây Nam như Nevada, cũng như vùng đất New England và Thượng Trung Tây [2]. Ở Thụy Sĩ cũng vậy, nguồn nước uống được sử dụng tại một số nơi có hàm lượng asen vượt quá giá trị cho phép của WHO [3].

Hậu quả của việc ngộ độc asen mãn tính rất nghiêm trọng vì chúng rất đa dạng. Tổn thương da và ung thư da cũng như các loại ung thư khác, rối loạn hệ thần kinh, đau tim và lao phổi chỉ là một vài ví dụ điển hình.

Sự ô nhiễm asen của nước ngầm ở mức độ lớn là do các quá trình tự nhiên gây ra. Ví dụ như nước sông tiếp nhận asen được giải phóng từ đá phong hóa. Asen lắng đọng trên lớp trầm tích, đặc biệt là ở các đồng bằng sông. Nếu các lớp trầm tích tiếp xúc với các tầng chứa nước ngầm, nước ngầm sẽ bị ô nhiễm [4]. Trường hợp cụ thể tại đồng bằng sông lớn nhất thế giới, đồng bằng sông Hằng ở Bangladesh.

Nhưng đây không phải là tất cả: Những hoạt động của con người cũng có thể làm gia tăng nồng độ asen trong môi trường. Đặc biệt thông qua nước thải bị ô nhiễm, sự thấm ra từ các nơi khai thác mỏ và bãi chôn lấp chất thải, asen có thể xâm nhập vào nước ngầm. Có những ví dụ mới được phát hiện cho đến ngày nay, ngay cả ở các nước phát triển như Đức và Mỹ [5, 6]. Đây là lý do tại sao việc giám sát chất thải, bao gồm cả nước thải, là cần thiết ở đây. Tương tự, các cơ quan chính phủ phải kiểm tra nồng độ asen trong các vùng nước tự nhiên, đặc biệt là ở vùng lân cận của các nhà máy theo định kỳ.

Asen tồn tại trong nước ở hai trạng thái oxy hóa: dạng asen độc tính cao (III) và dạng asen ít độc hơn (V). Do đó, điều quan trọng không chỉ là lưu ý đến nồng độ khi xác định asen; thông số của asen cũng liên quan đến xếp hạng chất lượng nước. Do asen (III) không ổn định và bị oxy hóa tự phát và hình thành asen (V), nên việc xác định As (III) nên được thực hiện ngay lập tức tại chỗ nếu có thể, ngay sau khi lấy mẫu.

Ngoài asen, các kim loại nặng khác, bao gồm cả thủy ngân, có thể  xâm nhập vào nước uống và nước bề mặt và gây hại cho con người cũng như môi trường. Hành tinh của chúng ta liên tục thải ra một lượng lớn thủy ngân vào khí quyển thông qua thảm thực vật và vỏ Trái đất. Không chỉ vậy, các hoạt động của con người đang đóng một vai trò quan trọng trong việc tích tụ thủy ngân trong khí quyển: Vào thế kỷ 20, tỷ lệ thủy ngân trong khí quyển do con người gây ra là khoảng 70% - và ngày càng tăng [10, 11]. Sử dụng nhiên liệu hóa thạch và khai thác vàng quy mô nhỏ đều là những con đường đưa thủy ngân vào môi trường. Một số quá trình công nghiệp cũng có những vấn đề, đặc biệt là sản xuất xi măng, luyện kim loại và điện phân clo-kiềm theo quy trình hỗn hống để chiết xuất clo và xút. Bên cạnh đó, tương tự trường hợp của asen, nước thấm từ các bãi chôn lấp chất thải cũng có thể giải phóng thủy ngân trong gây ô nhiễm nước ngầm [12]. Trước đây, việc sử dụng thủy ngân như một loại thuốc diệt nấm rẻ tiền trong nông nghiệp cũng đã dẫn đến các trường hợp ngộ độc ở người [13].