Eisen und Mangan sind natürliche Bestandteile des Bodens. Der Gehalt schwankt jedoch schon auf engstem Raum.

Grundwasser entsteht durch Versickern (Infiltration) von Regenwasser in den Boden. Regen ist, durch die Anreicherung mit Luft, sauerstoffreich. Gelangt nun das Regenwasser in die obere Bodenzone, so veratmen Bodenbakterien den Sauerstoff aus dem Wasser und atmen Kohlendioxid aus.

Löst sich dieses Kohlendioxid in Wasser entsteht Kohlensäure (wie bei der Sprudelherstellung mit Kohlendioxidpatronen) und das Grundwasser hat dadurch einen leicht sauren Charakter.

Eine weitere Ursache des sauren Charakters besteht darin, dass Wässer die Salzarm sind (wie Regenwasser oder destilliertes Wasser) ,ebenfalls einen geringen PH-Wert haben. Solche Wässer nennt man "schwach gepuffert".

Grundwässer sind daher meist sauerstoffarm und haben einen leicht sauren Charakter. In diesen Wässern liegen Eisen und Mangan in einer wasserlöslichen und daher farblosen Form vor.

Kommt nun das Grundwasser durch Verdüsung oder Beregnung wieder mit Luftsauerstoff in Verbindung, so verbindet sich dieser mit dem Eisen und Mangan. Das Eisen und Mangan oxidieren dabei zu einer wasserunlöslichen Form. Eisen bildet dabei zuerst eine braun gelbliche Trübung. Nach relativ kurzer Zeit entstehen daraus bräunliche Flocken.

Mangan fällt zu kleinen schwarzen Knollen aus, die einen Durchmesser von wenigen Millimeter haben. Die Manganknollen werden häufig mit Sandteilchen verwechselt. Man kann sie aber daran unterscheiden, dass sie sich erst nach kurzer Zeit bilden, während  Sandpartikel sofort erkennbar sind.

In den Wasserwerken wird Eisen und Mangan durch Filtration entfernt. Nachdem das Grundwasser aus den Brunnen gefördert wurde, wird es verdüst oder mit Luft angereichert. Das dabei ausgefällte Eisen und Mangan wird durch Filtration aus dem Wasser entfernt. Wenn der Filter nach einer gewissen Laufzeit "verstopft" ist, wird dieser rückgespült. Den Eisenschlamm fängt man dabei in einem Becken auf um ihn anschließend zu entsorgen.