Ekim 2005 yılında İngiliz Besin Standartları Ajansı'nın yaptığı araştırmaya göre zemzem suyunda son derece zehirli olan arsenik elementinin tehlike limiti olarak kabul edilen 0.01mg/L (10 mikrogram/litre) değerinden 3 kat fazla arsenik bulunuyordu. Benzer şekilde, Dünya Sağlık Örgütü'nün belirlediği 50 miligram/litrelik maksimum nitrat oranına kıyasla tam 3 kat nitrat tespit edilmiştir.
Farklı kurumların yaptığı incelemelerde, zemzem suyunda bulunan ortalama 30 mikrogram/litre düzeydeki arseniğin arsenikoz isimli deri hastalığını ve nihayetinde deri kanserini getirdiği ortaya çıkarılmıştır. Ancak arsenikozun belirtileri, 5 ila 20 yıl gibi bir sürede çıkıp, sonradan ölümcül hale geldiği için, saf zemzem suyu tüketicileri yavaş yavaş öldüklerinin farkında değildirler.
Suudi Arabistan'da arsenikozun doğrudan pek bilinmemesinin sebebi ise, arsenikozun (tıpkı AIDS gibi), ölümün ana sebebi olmaması ve hastalık takibinin Arap Yarımadası'nda pek de fazla yapılmaması ve daha fenası, resmi olarak raporlanmamasıdır. Arsenikoz, hücre içi sinyal ve iletişim yolaklarını harap eder ve birçok hastalığın önünü açar. Bunların başında da, elbette, kanser gelmektedir. Ancak sadece kanser değil, arsenikoza bağlı olarak çevresel damar hastalıkları, hipertansiyon, iskemik kalp hastalıkları, vb. hastalıklar oluşmaktadır. Arsenikozun deri üzerindeki etkileriyse, tahmin edilebileceği gibi, deri kanserini beraberinde getirmektedir. Bunun haricinde özellikle akciğer kanseri, idrar kesesi kanseri, vb. diğer iç kanserler de arseniğe bağlı olarak oluşmaktadır.