Studier som har genomförts med hjälp av deuterium och tung vatten har visat att dessa har negativa effekter på immunsystemet: en ökad mängd deuterium i kroppen minskar antalet leukocyter i blodet och sväcker kroppens förmåga att reagera på störande faktorer.

Experiment på råttor har visat att en grad av koncentration av deuterium på 25% i vatten i kroppen orsakar sterilitet, eftersom inga gamet eller zigot kan längre utvecklas. Stora koncentrationer av tungt vatten dödar fiskar, amfibier och insekter snabbt.

Små mammuter, som råttor, dör efter ungefär en vecka i förhållande till att dricka tungt vatten. Orsaken till döden är liknande den i fallet av citotoxisk giftning (i fallet av kemoterapi) eller i fallet av akut strålnings syndrom.