Studiile efectuate folosind deuteriul si apa grea au aratat ca acestea au efecte negative asupra sistemului imunitar: o cantitate crescuta de deuteriu in organism scade numarul de leucocite din sange si slabeste capacitatea de raspuns a organismului la factori perturbatori.

Experimente pe rozatoare au aratat ca un grad de concentrare al deuteriului de 25% in apa din corp cauzeaza sterilitate, pentru ca nici gametii nici zigotii nu se mai pot dezvolta. Concentratii mari de apa grea omoara rapid pestii, amfibienii si insectele.

Mamiferele mici, ca de exemplu rozatoarele, mor dupa aproximativ o saptamana in conditiile in care beau apa grea. Cauza decesului este asemanatoare cu cea in cazul otravirii citotoxice (in cazul chimoterapiei) sau cazul sindromului radiatiei acute.