Oksygenfattig grunnvann fra berggrunnen kan inneholde høye konsentrasjoner av jern og mangan. Ved tilgang på luft kan jernet felle ut, ofte ved hjelp av biofilmdannende jernbakterier slik at rustknoller dannes i for eksempel drikkevannsledninger.
Toverdig jern (Fe2+) er oppløst og fargeløst og forekommer i vann med lavt oksygeninnhold og høyt innhold av karbondioksid (CO2), som for eksempel i grunnvannskilder. Dersom toverdig jern kommer i kontakt med oksygen eller oksiderende komponenter, vil det endres til treverdig jern (Fe3+) som har den kjente rustrøde fargen. Denne formen av jern er partikulær og kan dermed fysisk filtreres bort.
Oppløst jern og mangan (Mn) i grunnvannet er mindre avhengig av berggrunnstype og mer avhengig av oksygeninnholdet og pH i grunnvannet. Problemer kan oppstå der grunnvannsstrømningen er langsom, for eksempel i finkornete løsmasser på elvesletter og/eller der oksygenet i vannet forbrukes raskt ved oksidering av organisk materiale, som for eksempel under myrer, der organisk jern forekommer i kompleksbindinger med humus. Vannet har da et høyt fargetall. Ved reduserende forhold (der oksygenet er brukt opp), kan også gassen hydrogensulfid dannes. Denne har en karakteristisk ubehagelig lukt av råtne egg.
Spesielt kompleksbindinger av jern med organisk materiale kan gi gode vekstforhold for jernbakterier. Disse bakteriene kan produsere brunrøde rustknoller som kan skape korrosjon i ledningsnettet for drikkevann.
Mangan og jern er forholdsvis like kjemisk sett. Mangan kommer også som regel fra mineraler i berggrunnen. Det er færre manganholdige mineraler enn det er jernholdige mineraler. Derfor ser vi ofte høyere jernverdier enn manganverdier. Mangan finnes i de samme formene som jern: oppløst (fargeløs), oksidert (partikulær) og organisk. Mangan er lettere oppløselig enn jern og er derfor vanskeligere å oksidere og dermed fysisk filtrere bort.
Grenseverdier
Undersøkelser som NGU har gjort, tyder på at 17% av grunnvannsbrønner i både fjell og løsmasser har jerninnhold over grensa for drikkevann på 0,2 mg/l Fe. For mangan overstiger cirka 27% av fjellbrønnene og 14% av løsmassebrønnene grensen for drikkevann på 0,05 mg/l Mn.
Verken jern eller mangan har noen direkte helsemessige. Indirekte vil jern og mangan i drikkevann kunne skape helsemessige problemer i og med at UV-desinfeksjon vanskeliggjøres, både på grunn av farget vann, beleggdannelse på kvartsglass og partikler som skjuler bakterier og virus fra UV-bestrålingen. Høyt jern- og manganinnhold kan gi vannet en dårlig smak samt en uestetisk farge. Det vil også kunne misfarge klesvask og gi brune utfellinger på sanitærutstyr. Mangan opptrer på samme vis, men flekker, klumper og grums vil være svarte.
Dersom jerninnholdet i en drikkevannsbrønn har sammenheng med humus (høyt fargetall) tyder det på at brønnen tar inn vann som er preget av overflatevann. Det er då nødvendig å gjøre tiltak for å hindre at overflatevann trenger direkte inn i brønnen. Dersom jern og eller mangan er kjemisk løst i vannet vil det felle ut ved tilgang på luft (oksygen). En må da sørge for at vannet blir luftet, og at jern og mangan får anledning til å felle ut før vannet kommer inn i vannledningsnettet. Det er vanlig å filtrere vannet i tillegg. For å øke utfellingshastigheten, spesielt for mangan, kan pH økes til over 8. Å la vannet renne gjennom et sandfilter etter lufting er vanligvis effektivt for manganfjerning.
Det er viktig å huske at alle filtre trenger vedlikehold. Dersom en benytter kun filter, uten lufting og utfelling på forhånd, må en påregne jevnlig utskifting av filteret.