Con người ngày càng khai thác và sử dụng nhiều hơn tài nguyên nước. Lượng nước ngầm khai thác trên thế giới năm 1990 gấp 30 lần năm 1960 dẫn đến nguy cơ suy giảm trữ lượng nước sạch, gây ra các thay đổi lớn về cân bằng nước.
Nguồn nước đang bị ô nhiễm bởi các hoạt động của con người. Ô nhiễm nước mặt, nước ngầm, nước biển bởi các tác nhân như NO3, P, thuốc trừ sâu và hoá chất, kim loại nặng, các chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh v.v. Do vậy, vấn đề đảm bảo nguồn nước sạch cho dân cư các vùng trên thế giới đang là nhiệm vụ hàng đầu của các tổ chức môi trường thế giới. Trong khoảng từ năm 1980 - 1990, thế giới đã chi cho chương trình cung cấp nước sạch khoảng 300 tỷ USD, đảm bảo cung cấp cho 79% dân cư đô thị, 41% dân cư nông thôn.
Các tác nhân gây ô nhiễm nước có thể chia ra làm nhiều loại: Kim loại nặng (As, Pb, Cr, Sb, cd, Hg, Mo, Al, Cu, Zn, Fe, Al, Mn...), anion (CN-, F-, NO3, Cl-, SO4), một số hoá chất độc (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, Dioxin), các sinh vật gây bệnh (vi khuẩn, ký sinh trùng).
Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn trong cơ thể con người khi đạt liều lượng nhất định sẽ gây bệnh. Một số kim loại có khả năng gây ung thư như Cr, Cd, Pb, Ni.
Một số anion có độc tính cao điển hình là xyanua (CN-). Ngộ độc sắn là do sắn chứa nhiều ion gốc xyanua. Ion (F-) khi có nồng độ cao gây độc, nhưng ở nồng độ thấp làm hỏng men răng. Nitrat (NO-3) có thể chuyển thành (NO-2) kích động bệnh methoglobin và hình thành hợp chất nitrozamen có khả năng tạo thành bệnh ung thư. Các ion (Cl-) và (SO2-4) không độc nhưng nồng độ cao gây bệnh ung thư. Các nhóm hợp chất phenon hoặc ancaloit độc với người và gia súc.
Các thuốc trừ sâu có khả năng tích luỹ chuỗi thức ăn gây độc. Một số loại clo hữu cơ như 2,4D gây ung thư.