Наблюдаются нарушения жизнедеятельности организмов, вызванные либо недостатком, либо избытком химических элементов, которые находятся выше или ниже пороговой чувствительности для данного рода, вида, популяции за счет естественных или антропогенных факторов. В конечном итоге это приводит к возникновению различных болезней растений, животных и человека.
Во многих странах те или иные болезни (зоб, кариес, флюороз, мочекаменная болезнь, анемии, аллергии) широко распространены в определенных географических ландшафтах. Установлено, что причины этих болезней – недостаток или избыток поступления одного или нескольких элементов с пищей. Например, эндемический зоб с давних пор связывают с биогеохимическими особенностями географических ландшафтов: низкое поступление в пищевую цепь йода вызывается малодоступными его формами. В почве йод прочно связывается гуминовыми веществами.
Действие многих химических элементов (кобальт, марганец, свинец и др.) может ослаблять усвоение йода, либо способствовать ему. Недостаточное поступление йода, кобальта и высокое марганца оказывает неблагоприятное воздействие на щитовидную железу человека и животных. При недостатке йода в организме человека и животных происходит нарушение функции щитовидной железы вплоть до появления зоба. Чем меньше йода в почвах и водах, тем сильнее население поражается зобной болезнью. При дефиците фтора и молибдена развивается кариес зубов у человека, при избытке – флюороз (разрушение зубной эмали). При избыточном поступлении молибдена с пищей (в районах рудных месторождений) человек болеет эндемической подагрой или молибденовым токсикозом.
Медико-биологические исследования свидетельствуют о том, что не только эндемические заболевания имеют территориальные принципы распространения. Такие заболевания как атеросклероз, желудочно-кишечные, сердечно-сосудистые, эндокринные, сахарный диабет, костно-суставные, также ограничены территориально. Эти болезни в той или иной мере обусловлены количественным содержанием одного или группы химических элементов, находящихся в окружающей среде. Из неинфекционных болезней наиболее часто связывают с химическим составом отдельных объектов или компонентов биосферы уролитиаз (мочекаменная болезнь); из сердечно-сосудистых – атеросклероз, кардиосклероз, реже ишемическую болезнь сердца; из желудочно-кишечных болезней – колиты, язвы, холециститы и другие болезни. В одних случаях болезни обусловлены недостатком, в других – избытком одного или же нескольких элементов в одном объекте или во всей биогеохимической цепи, в третьих случаях, дисбалансом химических элементов во всей пищевой цепи, реже в отдельных объектах (компонентах) биосферы.
В работах многочисленных исследователей показана зависимость между химическим составом почв и частотой различных заболеваний среди населения. Баланс микроэлементов в окружающей среде через воду и продукты питания отражается на балансе микроэлементов