من المعلوم أن المعادن الثقيلة وبعض المعادن الانتقالية تكون شرهة للكبريت، يسبب فتشكل روابط كيميائية مع الزمر الكبريتية الموجودة في الأنزيمات، مما اضطراباً في الوظائف الأنزيمية، بالإضافة إلى إمكانية تشكيل روابط مع الزمر الحامضية  ^-COO - ، والأمينية NH₂ .الموجودة في البروتينات.

ترتبط شوارد Hg ,Pb, Cu , Cd  مع زمر الكبريتات الموجودة في الأغشية الخلوية، مما يعيق عملية التبادل الشاردي عبر هذه الأغشية. كما تذيب شوارد بعض المعادن الثقيلة مركبات الفوسفات الحيوية أو تحفز تحطمها، ولذلك تعد المعادن الثقيلة من أكثر الملوثات الكيميائية خطورة، حيث أنها تستقلب وتتراكم في العضوية ضمن أجسام الأحياء المائية.

بيئياً، تتشابه الخواص الكيميائية للكادميوم مع مثيلاتها لعنصر الزنك، وينتج تأثيره عن استبداله لشوارد الكالسيوم مما يسبب هشاشية العظام إضافة لمضاعفات أخرى.

بينما يؤدي التسمم بالرصاص إلى اضطرابات وظيفية في الكلية والجهاز التناسلي والكبد والدماغ ومراكز الأعصاب، وتأتي خطورته الأساسية في اصطناع الهيموغلبين، وكذلك استقلاب الحديد ومدة حياة الكريات الحمراء، فيؤدي بالتالي إلى فقر الدم واضطرابات كثيرة قد تكون مميتة. /gll /μ 

تحتوي المياه الطبيعية عادة على أقل من μg/ l  50   من الرصاص، أما الحد المسموح به من قبل منظمة الصحة العالمية فهو  100μg/ l  

أما فيما يتعلق بالزئبق نجد أن أوسع مركباته أنتشاراً والتي يمكن أن تصل إلى الماء فهي ميتيل كلوريد الزئبق وكربونات الزئبق والتي تعتبر من أكثر المركبات المقاومة للتحطم الحيوي. وتأتي خطورة الزئبق بأنه يؤدي إلى حدوث تشوهات جنينية حيث أنه يخترق الحواجز المشيمية، كما يؤثر في الأنقسام الخلوي.

الحد الأعلى المسموح به من قبل منظمة الصحة العالمية من الزئبق في مياه الشرب  μg/ l 1 .