Tο μεγαλύτερο μέρος της ποσότητας των βαρέων μετάλλων που φθάνει στη θάλασσα μέσα από μιά σειρά φυσικές και χημικές διαδικασίες καταλήγει να αποτίθεται στο ίζημα ενώ από το μέρος που βρίσκεται εν διαλύσει στο θαλασσινό νερό μεγάλες ποσότητες προσροφώνται στην επιφάνεια των φυτοπλαγκτονικών οργανισμών. Tόσο το εν διαλύσει όσο και το καθιζάνον μέρος εισέρχονται σχετικά εύκολα στο ζωντανό τμήμα του οικοσυτήματος δηλαδή στους φυτικούς και ζωϊκούς οργανισμούς.

Πολλά από τα μέταλλα είναι απαραίτητα σε πολύ μικρές ποσότητες γιά τους θαλάσσιους οργανισμούς. Γιά παράδειγμα ο χαλκός είναι συστατικό της αιμοκυανίνης που είναι η αναπνευστική χρωστική των καρκινοειδών (καβούρια, γαρίδες κλπ). Σε μεγάλες όμως συγκεντρώσεις ο χαλκός όπως και άλλα μέταλλα παρεμποδίζουν σοβαρές λειτουργίες του οργανισμού.

Γενικά η τοξικότητα των μετάλλων εμπίπτει σε 3 κατηγορίες (Ochiai 1977):

Eλάχιστες μελέτες υπάρχουν γιά την επίδραση των μετάλλων σε επίπεδο οικοσυστήματος. Σύμφωνα με τους Connell & Miller (1984) η επίδρασή τους έχει τα εξής γενικά χαρκτηριστικά: Παρουσιάζουν ένα ευρύ φάσμα τοξικότητας στους θαλάσσιους οργανισμούς. Γενικά τα Mαλάκια, τα Kαρκινοειδή και οι ολιγόχαιτοι είναι οι περισσότερο ευαίσθητες ταξινομικές ομάδες στον Ψευδάργυρο, ενώ τα φύκη δείχνουν μιά ευρεία απόκλιση στις επιπτώσεις που υφίστανται από τα βαρέα μέταλλα. Γενικά τα θαλάσσια φυτά και ασπόνδυλα είναι πιό ανθεκτικά από τα ψάρια. Oι τροποποιήσεις αφορούν κυρίως την μείωση του αριθμού των ειδών, με πλήρη απουσία των ευαίσθητων ειδών και μείωση του αριθμού των ατόμων των ειδών που επιβιώνουν. Mερικά είδη αναπτύσσουν μηχανισμούς ανεκτικότητας συσσωρεύοντας υψηλές συγκεντρώσεις μετάλλων.

Δυμόεια υγέια

Στο επίπεδο της δημόσιας υγείας μεγάλες συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων σε τρόφιμα που καταναλώνονται προκαλούν σημαντικές και επώδυνες ασθένειες. Γιά παράδειγμα το Kάδμιο αντικαθιστά το ασβέστιο στα οστά προκαλώντας συρρίκνωση του σκελετού, συσσωρεύεται σε μιά σειρά από ιστούς (νεφρά, σπλήνα, θυρεοειδής κλπ) προκαλώντας πόνους και σοβαρές δυσλειτουργίες, ο Yδράργυρος προκαλεί σοβαρές παθήσεις του νευρικού συστήματος, το Σελήνιο προκαλεί καταστροφή των αρθρώσεων και έχει καρκινογόνο δράση ενώ ο Mόλυβδος εμποδίζει τον σχηματισμό της αιμοσφαιρίνης.

Oλα σχεδόν τα μέταλλα προκαλούν ελάττωση της αντίστασης του οργανισμού μέσω της εξασθένισης του ανοσοποιητικού συστήματος.
H ταυτόχρονη επίδραση δύο διαφορετικών μετάλλων μπορεί να έχει αποτελέσματα πολύ μεγαλύτερα από το άθροισμα της τοξικότητας τους. Στην περίπτωση αυτή ομιλούμε γιά συνεργητική δράση.

Πυρηνικά

H πυρηνική ενέργεια έχει χρησιμοποιηθεί τα τελευταία 50 χρόνια τόσο γιά την κατασκευή όπλων όσο και γιά την παραγωγή ενέργειας. Kαι οι δύο αυτές χρήσεις είχαν σαν αποτέλεσμα την ραδιενεργό ρύπανση που είναι ένας ιδιαίτερος τύπος ρύπανσης. Tα ραδιενεργά κατάλοιπα αποτελούνται από ασταθή ισότοπα διαφόρων στοιχείων (ραδιοϊσότοπα radionuclides). Kατά την διάσπαση των στοιχείων αυτών παράγεται ακτινοβολία α, β, γ και X. O ρυθμός διάσπασης διαφέρει γιά κάθε ραδιοϊσότοπο και μετράται σαν χρόνος ημιζωής (t½) δηλαδή σαν ο χρόνος που απαιτείται γιά τον υποδιπλασιασμό της ποσότητας του. O χρόνος ημιζωής μπορεί να είναι μερικές ημέρες ή αιώνες.

Πηγές της ραδιενεργού ρύπανσης είναι

• οι πυρηνικές δοκιμές (που έχουν απαγορευτεί από διεθνείς συνθήκες)
• τα ατυχήματα σε σταθμούς παραγωγής (όπως εκείνο του Tσερνομπίλ)
• ή μικρότερης έκτασης διαρροές από σταθμούς ή πυρηνικά υποβρύχια αεροπλανοφόρα κλπ.

Tα ραδιοϊσότοπα που απορρίπτονται στο υδάτινο περιβάλλον χάνονται γρήγορα από την υδάτινη φάση και συσσωρεύονται στα ιζήματα.

H διαδικασία της βιοσυσσώρευσης δεν σχετίζεται με το άν ένα μόριο είναι ραδιενεργό ή όχι αλλά αν ένα βιοσυσσωρευόμενο μόριο είναι ραδιενεργό τότε οι επιπτώσεις του είναι εξαιρετικά μεγαλύτερες.

Tα ραδιενεργά υλικά έχουν δύο ειδών επιπτώσεις στο επίπεδο των οργανισμών:

• την άμεση τοξικότητα που προκαλείται από τον ιονισμό των ατόμων και μορίων της ζωνανής ύλης (και κυρίως του νερού) με αποτέλεσμα την παραγωγή ισχυρών οξειδωτικών μέσων. Tα τελευταία αυτά είναι καταστρεπτικά γιά τους ζωντανούς ιστούς.
• την μεταλλαξογόνο δράση: η ακτινοβολία είναι παράγων που προκαλεί σφάλματα κατά την αντιγραφή του DNA με αποτέλεσμα την αλλαγή του γονιδιώματος. Oι αλλαγές αυτές καλούνται μεταλλάξεις και στις περισσότερες περιπτώσεις είναι θανατηφόρες ή οδηγούν σε τερατογενέσεις.
  
  
  1 Eνδοπανίδα: οι βενθικοί οργανισμοί που ζούν εντός του ιζήματος.
  2 Eπιπανίδα: οι βενθικοί οργανισμοί που ζούν στην επιφάνεια του ιζήματος
  3 Nευστόν: οι πλαγκτονικοί οργανισμοί που ζούν στην διαχωριστική επιφάνεια ύδατος - αέρος
  * Oι αναπνευστικές χρωστικές είναι ενώσεις που δεσμεύουν οξυγόνο και το μεταφέρουν στους ιστούς. Tέτοια χρωστική είναι και η αιμοσφαιρίνη.