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Rund 71 Prozent der Erdoberfläche ist von Wasser bedeckt. Aber nur knapp drei Prozent davon ist Süßwasser, das größtenteils in Gletschern und Schnee gebunden ist – und selbst die frei verfügbaren Vorräte sind sehr ungleich verteilt: 60 Prozent der Trinkwasserreserven befinden sich in nur zehn Staaten. Etwa eine Milliarde Menschen haben laut der Welt-Gesundheits-Organisation WHO noch keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser, zwei Drittel davon leben in Asien. In Afrika müssen südlich der Sahara 42 Prozent der Menschen mit mangelhafter Wasserversorgung leben. Bis 2025 werden auch China und Indien an ernsthafter Wasserknappheit leiden. Nur mit weltweiten Investitionen von mindestens 10 Milliarden US-Dollar pro Jahr kann das „UN-Milleniumsziel“ erreicht werden: den Anteil der Bevölkerung ohne ausreichenden Zugang zu sauberem Trinkwasser bis 2015 zu halbieren.

Rund 80 Prozent der Infektionskrankheiten weltweit gehen auf verunreinigtes Wasser zurück. Gemäß WHO sterben jährlich 1,8 Millionen Menschen an Durchfallerkrankungen, davon 90 Prozent Kinder unter 5 Jahren, vor allem in Entwicklungsländern – in Indien etwa 1000 Kinder jeden Tag. Ursache hierfür ist zum Beispiel Abwasser mit menschlichen oder tierischen Fäkalien, das durch marode Leitungen in Grund- oder Brunnenwasser gelangt. Heute wird eine Reihe von Organismen weltweit als Standardindikatoren verwendet, um eine Kontamination des Wassers anzuzeigen. Vor allem die Suche nach dem Darmbakterium Escherichia coli oder die Bestimmung der Gesamtkeimzahl von heterotrophen Bakterien ist hierfür üblich. Problematisch ist bei der Analyse von Trinkwasser, dass eine kleine Menge von Organismen in einem großen Wasservolumen aufgespürt werden muss. Bei den klassischen, einfachen aber auch zeitaufwändigen Verfahren werden Einzelzellen von E-coli und Enterokokken kultiviert und zu sichtbaren Kolonien vermehrt. Der Keimnachweis erfolgt dann durch Auszählen der Kolonien. Methoden mit molekularbiologischen Techniken, die bereits in der medizinischen Diagnostik eingesetzt werden, würden den Vorgang beschleunigen. Allerdings müssen diese für den Einsatz in der Trinkwasseranalyse angepasst werden. Beim so genannten PCR-Verfahren werden beispielsweise kurze, für E.coli spezifische Abschnitte der Erbsubstanz (DNS) vervielfältigt. Mit Hilfe eines fluoreszierenden Farbstoffs, der sich in die DNS einlagert, können die synthetisierten DNS-Fragmente sichtbar gemacht werden. Zur Aufbereitung von Trinkwasser stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, die miteinander kombiniert werden können. Herkömmliche Methoden arbeiten etwa mit Aktivkohle, Chlor, Ozon oder Membranfiltersystemen. Eine andere Möglichkeit ist die Abtötung von Keimen durch energiereiche UV-Strahlung.

Die beste Wasserqualität weltweit bescheinigt die UNESCO Finnland, gefolgt von Kanada und Neuseeland. Der angegebene Index errechnet sich aus verschiedenen Faktoren wie der Menge und Güte des Süßwassers, insbesondere des Grundwassers, der Abwasser-Behandlung und dem Einhalten der Umweltgesetze. Berücksichtigt wurden hierbei Kriterien wie „gelöster Sauerstoff“, „Schwebstoffe“, „Phosphor“ und „Leitfähigkeit“. Nach Ansicht des Bundesverbandes der deutschen Energie- und Wasserwirtschaft e.V. sollten für ein objektives Ranking aber auch der Eintrag von Schwermetallen oder der Stickstoffgehalt mit herangezogen werden.

Die Entwicklung der Trinkwasseraufbereitung wird vor allem von Deutschland, Österreich und den USA geprägt, deren strenge Vorschriften häufig von anderen europäischen Ländern übernommen werden. So liegt der europäische Grenzwert für Nitrat bei 50 mg/Liter, in den USA sogar bei nur 10 mg/Liter. Vielfach sind sich die Experten nicht über zulässige Konzentrationen einig. Während die US-amerikanische Umweltbehörde EPA für Uran beispielweise einen Grenzwert von 30 Mikrogramm (μg) pro Liter festgelegt hat, empfiehlt die WHO einen Wert von nicht mehr als 15 μg, das deutsche Umweltbundesamt sogar nur 10 μg. Auch Bleirohre haben es buchstäblich in sich, vor allem im Altbaubestand, der vor 1950 errichtet wurde: Zusammen mit weichem Wasser können sie zu hohen Blei-Konzentrationen führen. Nehmen etwa Kleinkinder regelmäßig kleine Bleimengen auf, kann das die Blutbildung und das sich entwickelnde Nervensystem beeinträchtigen. Eine Revision der EU-Trinkwasserrichtlinie soll bis 2013 verabschiedet werden. Dann soll der Grenzwert für Blei von heute 25 μg/Liter auf 10 μg/Liter verringert werden.