Những tác nhân sinh học chính làm ô nhiễm nguồn nước có thể phần thành 4 loại.
- Vi khuẩn gây bệnh - Vi rút
- Ký sinh trùng
a. Vi khuẩn gây bệnh
Phải hiểu rằng trong nước sạch, vi khuẩn gây bệnh sống lâu hơn ở trong nước có tạp khuẩn. Hiện tượng này rất rõ ở nguồn nước thiên nhiên có đủ các yếu tố làm nước tự làm sạch. Tuy vậy, có một số vi khuẩn giảm mau chóng ở cả nước tương đối sạch.
Có người quan sát đến ngày thứ 5 thì 96,5% vi khuẩn thương hàn và phó thương hàn chết trong nước mưa, đến ngày thứ 6 thì 99,5 - 99,8%, đến ngày thứ 10 phải lọc 1 lít nước mới tìm thấy vi khuẩn (ngày đầu có tới 2.000 vi khuẩn trong 1ml). Tuy vậy, ta vẫn thấy có nhiều loại vi khuẩn có thể sống tới 3 tháng trong nước, do đó nếu uống nước bị nhiễm khuẩn gây bệnh rõ ràng sẽ đưa đến những hậu quả xấu. Đôi khi dẫn đến những vụ dịch lan tràn khắp cả một vùng rộng lớn. Sau đây là các loại vi khuẩn truyền qua nước hoặc qua thực phẩm chế biến bằng nước bị ô nhiễm:
+ Bệnh tả:
Vi khuẩn gây bệnh tả là vibrio coma, ngoài ra còn có vibro eltor. Vibrio eltor thuộc hóm celebes đã phát triển mau lẹ và rộng rãi ra khỏi ranh giới của ổ dịch. Nước ta đang bị bao vây bởi mấy khu vực dịch tả Ấn Độ, Đông Pakistan, kèm bên là Thái Lan, Miến Điện rồi tới Ma Cao, Hồng Kôn,g Inđônêxia, Philipin.
+ Bệnh thương hàn:
Vi khuẩn thương hàn có thể sống 4 tuần trong giếng và 25 ngày trong nước hồ và nước sông. Sự phát hiện vi khuẩn thương hàn trong các vụ dịch do nước gây ra rất hiếm bởi vì thời kỳ ủ bệnh rất lâu, vi khuẩn lại có thể thay đổi trong nước và mất các dấu hiệu điển hình nên khó phát hiện. Tuy vậy, nước có thể là một ổ tiềm tàng các vi khuẩn thương hàn nếu không được theo dõi. Bệnh phó thương hàn thường xảy ra cùng với bệnh
+ Bệnh lỵ:
Vi khuẩn lỵ sống từ 6 - 7 ngày trong nước, vi khuẩn đường ruột chỉ có thể sống sau khi nước vừa bị nhiễm bẩn. Các vụ dịch lỵ gần đây trên thế giới có vẻ trầm trọng. Ở Mỹ, nước là con đường lan tràn những hình thái khác nhau của rối loạn đường ruột cấp tính, đặc biệt ở trẻ em.
+ Bệnh leptospira:
Nguồn gốc gây bệnh là do các nguồn nước ngọt tự nhiên bị ô nhiễm bởi chất bài tiết của các loài gặm nhấm (chuột). Gần đây người ta còn phát hiện ra bệnh này ở trẻ em do dùng nước giếng hoặc tiếp xúc với các hồ nước bẩn... nơi gần nước cống đổ vào hay những khúc sông có gia súc hay lui tới uống nước...
Có 2 nhóm gây xoắn khuẩn:
- Xoắn khuẩn vàng da (L. Icterohaemorrhagiac).
- Xoắn khuẩn không gây vàng da (L. Grippo typhosa, L. Canicola).
Xoắn khuẩn vàng da tồn tại ở khắp nơi, những người thường tiếp xúc với bùn hay mắc bệnh này. Xoắn khuẩn này có thể sống hàng tuần hay hàng tháng ở trong nước có chứa nhiều chất hữu cơ (chuột thường mang nhiều xoắn khuẩn, cả chó, lợn, cũng chứa khuẩn vàng da). Xoắn khuẩn không gây vàng da xuất hiện ở người nông dân làm việc ngoài đồng nhất là đồng lầy. Người đi đẵn gỗ trong rừng sâu hay chăn nuôi súc vật cũng mắc các bệnh này.
+ Bệnh do brucella (gây sốt làn sóng) Những vùng chăn nuôi dê cừu hay mắc phải bệnh này. Trong nước bẩn brucella sống khá lâu, đây cũng liệt vào bệnh nghề nghiệp vì những người chăn dê cừu thì tỷ lệ mắc bệnh nhiều hơn.
b. Siêu vi khuẩn trong nước
thể được đào thải một lượng lớn trong phân, đôi khi có thể gặp chúng trong những nguồn nước thải sinh hoạt và những nguồn nước bị ô nhiễm.
+. Bệnh viêm gan siêu vi:
Bệnh viêm gan siêu vi có thể truyền qua sò, hến sống ở nước bị nhiễm bẩn do nước thải sinh hoạt hòa lẫn phân (loại vi khuẩn sống trong sò hến là nhóm salmonella). Siêu vi khuẩn viêm gan sống được 6 tuần trong nước giếng và 4 tuần trong phòng thí nghiệm. Nhiều quan sát thấy một số các trại nghỉ hè của trẻ em dùng nước bị ô nhiễm phân nặng ở các sông, hồ, giếng, cả ở những mạng lưới cung cấp nước, các đường ống bị sai sót về kỹ thuật, xảy ra bệnh viêm gan siêu vi khuẩn... Như vậy có mối liên quan giữa viêm gan siêu vi với việc sử dụng nguồn nước mất vệ sinh.
+ Định nghĩa
Viêm gan siêu vi là bệnh mà trong đó gan bị sưng (viêm) do siêu vi trùng gây nên. Bệnh khá phổ biến ở Đông Nam Á, trong đó có nước ta. Đa số người bệnh là trẻ em. Bệnh thường gây sốt, vàng da vài tuần rồi khỏi nhưng có khi đột ngột trở nặng rồi dẫn đến tử vong... Ngoài ra, một số thể bệnh có thể tiến triển kéo dài dẫn tới xơ gan (chai gan) hoặc ung thư gan. Các loại vi trùng gây bệnh gọi tắt là siêu vi bởi vì chúng là những sinh vật vô cùng nhỏ phải dùng đến kính hiển vi điện tử mới phát hiện được (siêu vi hay còn gọi là virut).