De nombreuses études ont recensé les micro-organismes présents sur les plages du monde entier. Dans les zones tempérées, le sable des plages (bordées d'eau douce ou d'eau de mer) contient des quantités significatives de plusieurs agents pathogènes, en particulier d'origine fécale. Selon une étude, la concentration en bactéries provenant des excréments est 2 à 38 fois plus élevée dans le sable que dans l'eau, selon les sites.

Par exemple, une étude portant sur 53 plages californiennes a identifié, entre autres :

    des entérocoques dans 94 % des échantillons ;

    des Escherichia coli (E.coli, 68 %) ;

    des salmonelles (15 %) ;

    des Staphylococcus aureus (14 %) dont certains résistant à la méticilline (3 %) (une autre étude portant sur trois plages de Californie du sud a identifié ces germes dans 53 % et 2,7 % des échantillons de sable, respectivement) ;

    des Campylobacter jejuni (13 %).

D'autres travaux ont  enrichis cette liste avec d'autres bactéries (Vibrio sp., Pseudomonas aeruginosa, Shigella sp. par exemple), mais également des virus (entérovirus, norovirus, adénovirus, poliovirus, virus de l'hépatite A, papillomavirus des verrues plantaires), des protozoaires (Giardia sp., Cryptosporidium sp.), des larves et des œufs de nématodes (Ascaris sp., Toxocara sp.), des levures et des champignons (par exemple Aspergillus sp., Chrysosporium sp., Fusarium sp., Candida sp., mais aussi Trichophyton sp. et Microsporum sp., les agents des teignes).

Au-delà des E.coli résistant à la méticilline, certains de ces micro-organismes étaient également résistant à divers anti-infectieux, dont des Enterococcus fæcium, Vibrio sp.  et Candida kruzei

Ces études concordent pour signaler que les concentrations de ces pathogènes sont plus élevées dans la partie de la plage qui est battue par les vagues et, en particulier, la frange située au plus haut de cette zone. Les experts émettent l'hypothèse que cette frange est plus riche en matières organiques (algues par exemple) déposées par le ressac. Il s'agit aussi de l'endroit le plus fréquenté par les oiseaux marins, qui sont une source connue de contamination du sable. Il a été démontré que les micro-organismes, en particulier d'origine fécale, peuvent s'y multiplier et donc y rester de manière pérenne.

À noter que cette partie de la plage est également celle préférée des enfants pour jouer et faire des châteaux de sable. Cela peut expliquer qu'ils soient les plus à risque d'infection (voir ci-dessous).

Ces entretiens ont révélé une association positive entre les problèmes digestifs (nausées et vomissements, diarrhée, maux de ventre, suffisamment intenses pour perturber la vie quotidienne) et le fait d'avoir creusé le sable ou d'y avoir été enfoui. Pour les personnes qui avaient creusé, la probabilité de troubles digestifs était multipliée par 1,13 (IC95% [1,02 ; 1,25]) et celle de diarrhée par 1,20 (1,05-1,36). Pour celles qui y avaient été enterrées, ces risques étaient multipliés par 1,23 (1,05-1,43) et 1,24 (1,01-1,52) respectivement. Le risque d'autres types de problèmes de santé n'était pas augmenté.

Il a été également noté des variations du risque digestif selon le littoral (sur l'un d'entre eux, le risque de diarrhée était doublé pour les personnes enterrées dans le sable) et un risque plus élevé sur les plages marines et chez les enfants de moins de 10 ans.

En 2012, la même équipe a répété l'enquête, cette fois en prélevant des échantillons de sable des plages où étaient menés les entretiens

 Avec 2 plages (Rhode Island et Alabama), 4 999 entretiens et 144 échantillons, elle a confirmé les résultats de la première et révélé que l'augmentation de troubles digestifs et de diarrhée était associée à la concentration d'entérocoques dans le sable (mesurées par PCR et par mise en culture). L'augmentation du risque était particulièrement forte chez les enfants de moins de 5 ans: risque 9,5 fois plus élevé pour les troubles digestifs et 5,2 fois plus élevé pour les diarrhées (contre 5,5 fois et 4,3 fois pour les 55 ans et plus). De fait, les jeunes enfants sont plus fréquemment enterrés dans le sable que les sexagénaires…

Les résultats de ces deux enquêtes rejoignent ceux de travaux plus anciens portant sur les risques digestifs après une baignade (contamination par l'eau,.

Ces études sont intéressantes, mais n'ont porté que sur le risque aigu : 10 à 12 jours après l'exposition, une durée insuffisante pour certaines pathologies d'apparition progressive.

Deux bactéries dangereuses : le bacille de Whitmore et Vibrio vulnificus (choléra)

Sur certaines plages tempérées ou tropicales, des cas de deux infections bactériennes potentiellement graves et transmises par contact avec le sable ont été recensés.

Les baigneurs doivent faire attention à ne pas entrer dans l'eau avec des blessures ouvertes, et les mangeurs de fruits de mer doivent faire cuire les coquillages.

Vulnificus est parfois trouvé dans les coquillages en France et de rares cas d'infection sont régulièrement signalés (une vingtaine entre 1995 et 2017).

Les risques sanitaires liés au sable sont considérablement plus importants sur les plages tropicales et subtropicales que sur celles des zones tempérées. Néanmoins, sur celles-là, une attention particulière doit être apportée aux jeunes enfants qui manipulent le sable pour creuser, faire des châteaux de sable ou s'enterrer, en particulier dans la zone battue par les vagues. Leur risque de troubles digestifs est significativement augmenté.

Enfin, à la mer, avant de consommer des aliments avec les mains, il est préférable de se laver les mains si elles ont été en contact avec le sable.