Bei der Desinfektion des Rohwassers mit Chlor können Halogenkohlenwasserstoffe entstehen. Sie bilden sich über folgende Schritte: Im Wasser enthaltene organische Stoffe (Huminstoffe) aus Industrieabwässern oder kommunalen Einleitungen sowie natürlichen und landwirtschaftlichen Einträgen werden von den im Wasser enthaltenen Bakterien und durch die Wasserchlorung zu kleineren Bruchstücken abgebaut, wobei auch Chloratome eingebaut werden können. Bakterientests haben ergeben, dass die entstehenden Chlorierungsprodukte (Trihalogenmethäne) huminsäurehaltiger Wässer erbgutschädigend wirken können. In der Trinkwasserverordnung werden Trihalogenmethäne durch den Grenzwert für organische Halogenverbindungen mit insgesamt nicht mehr als 10 µg je Liter Trinkwasser berücksichtigt.
Inzwischen werden statt der Behandlung mit Chlorgas teilweise auch Chlordioxid und die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht zur Desinfektion eingesetzt. Bei Chlordioxid wird im Vergleich zu Chlor die Bildung von Trihalogenmethanen stark herabgesetzt, es können aber andere schwerflüchtige organische Halogenverbindungen sowie anorganische Schadstoffe wie Chlorit und Chlorat entstehen. Erhöhte Chloritkonzentrationen sind besonders für Säuglinge schädlich. In der DIN 2.000 wird deshalb ein Höchstgehalt von 0,1 mg Chlorit je Liter Trinkwasser vorgeschrieben. Seit einiger Zeit sind die Wasserwerke bemüht, die Chlorung des Trinkwassers generell einzustellen. Die Trinkwasserverordnung untersagt ohnehin seit 1991 die so genannte Transportchlorung; das ist eine Chlorung für den Weg vom Wasserwerk zum Verbraucher, um eine Wiederverkeimung des Trinkwassers im Leitungsnetz zu verhindern.
Die gesundheitlich unbedenklichste, aber nicht unbedingt effektivste Methode ist die Sterilisation mit ultraviolettem Licht, die sich jedoch aus Kostengründen in vielen Wasserwerken noch nicht durchsetzen konnte. Allein die geringe Einwirktiefe der ultravioletten Strahlung macht es schwer, ausreichende Mengen Trinkwasser zu desinfizieren.