20世纪初，化学氧化剂（如氯、臭氧等）在工业化国家的城市水处理中广泛应用于消毒处理。同时，化学消毒与砂滤相结合，用于减少水体中疾病的传播。这是水处理工业的一个重大进步。

20世纪70年代中期，消毒副产物（Disinfection Byproducts：DBP）氯仿（又称“三氯甲烷”）在水体中被发现。随后，在氯化消毒过程中形成的上百种卤化消毒副产物（DBPs）被陆续检出，与此同时，研究者发现消毒副产物（DBPs）与膀胱癌或流产之间可能存在着潜在的联系，这导致了水处理产业的重大变化。

消毒副产物（DBPs）是由化学氧化剂与溶解有机物（Dissolved Organic Matter：DOM）、溴化物和碘化物等物质反应形成的。

在臭氧（O3）氧化过程中，溴酸盐等消毒副产物（DBPs），醛、酮以及羧酸等富氧化合物分别是臭氧（O3）与溴化物或溶解有机物（DOM）反应形成。为了减少消毒副产物（DBPs）的生成，水处理系统中其他消毒剂，如氯胺或二氧化氯也逐渐被应用，这导致三卤化物（THMs）的形成显著降低。 然而，其他消毒副产物（DBPs），如N-亚硝基二甲胺（NDMA）或亚氯酸盐/氯酸盐等也随之出现。

消毒剂的使用和消毒副产物形成之间需慎重权衡，不消毒可能导致微生物的过度增殖，从而引起急性毒性，而消毒过程可能导致消毒副产物的产生，引起慢性毒性。一般来说，消毒为最高优先级，而消毒副产物（DBPs）次之。然而，在一些国家的城市供水系统中，已停用氯和/或其他化学消毒剂，以避免引起公共卫生问题和氯消毒引起的异味问题。但是，这对水资源保护、污染物自然衰减、多手段联合处理和供水系统精细运营等提出了更高要求。