Useat metallit ovat myrkyllisiä vedessä eläville eliöille. Myrkyllisyys riippuu mm. metallin kemiallisesta esiintymismuodosta ja sen luontaisesta taustapitoisuudesta. Alueilla joilla taustapitoisuudet ovat korkeita, eliöt ovat voineet sopeutua siihen eikä pitoisuus olekaan niille välttämättä aivan yhtä myrkyllinen.

Metallin kemiallinen esiintymismuoto riippuu mm. veden happamuudesta, suolapitoisuudesta, orgaanisen aineen määrästä ja happipitoisuudesta. Oheisesta taulukosta voit nähdä miten nämä eri tekijät vaikuttavat metallien myrkyllisyyteen. Myrkyllisimmillään metalli on vapaassa ionimuodossa, jolloin se on biologisesti eri organismeihin helpoimmin sitoutuvassa muodossa.

Metallin kemiallinen esiintymismuoto ratkaisee myös sen kulkeutumistavan vesiekosysteemissä. Alla kuvaillaan eri metalleja ja niiden kemiallisia esiintymismuotoja.

Elohopea voi sitoutua niin orgaaniseen ainekseen kuin epäorgaanisiin partikkeleihin, mistä johtuen se suurelta osin esiintyy sedimentteihin sitoutuneena. Eräs merkittävä prosessi on metyloituminen, jonka seurauksena elohopeasta tulee rasvaliukoinen ja siten organismeihin helpommin keräytyvä.

Lyijy sitoutuu usein epäorgaanisiin partikkeleihin ja orgaaniseen ainekseen, mistä johtuen sitä varastoituu sedimentteihin eikä ole organismeihin helposti kulkeutuvassa muodossa.

Kupari sitoutuu orgaaniseen ainekseen ja rautaoksideihin. Myrkyllisimmillään kupari on ionimuodossaan.

Sinkkiä esiintyy enimmäkseen vapaana ionimuodossaan. Sinkki voi lieventää muiden myrkyllisten metallien vaikutuksia estämällä niiden sitoutumiskykyä. Eliöt sietävät sinkkiä muita metalleja paremmin.

Kadmium voi esiintyä sekä ionimuotoisena että sitoutuneena muihin epäorgaanisiin ioneiksi kuten esim. karbonaatteihin. Sitä voi esiintyä kuitenkin myös sitoutuneena orgaaniseen ainekseen. Liukoisen kadmiumin osuus kokonaispitoisuuksista on 90 %. Kadmium on siten hyvin liikkuva metalli ja voi levitä laajoille alueille.

Arsenikkia esiintyy useimmiten vapaassa ionimuodossa vedessä, mutta voi sitoutua rautaoksideihin. Vapaassa ionimuodossaan se muistuttaa fosfaattia, joten levät voivat ottaa sitä haitallisesti vahingossa "ravintoaineena" itseensä.

Sedimenttiin varastoituu metalleja, sillä metallit voivat sitoutua niin orgaaniseen kuin epäorgaaniseen ainekseen joka vähitellen laskeutuu pohjille. Vanhat päästö voivat siten vaikuttaa ympäristöön jos pohjan olosuhteita muutetaan. Ruoppausten yhteydessä mm. hapen pitoisuuden kasvaminen lisää metallien liukoisuutta niiden kemiallisen esiintymismuodon muuttuessa. Tämän vuoksi pohjasedimenttien tonkimista metalleja päästävän teollisuuden läheisyydessä pitäisi pyrkiä välttämään.

Metalleja sitoutuu kotiloihin joko suoraan vedestä tai epäsuoraan ravinnonoton yhteydessä suoliston seinämien läpi. Kotilot syövät mikroskooppisia päällysleviä, jotka voivat sisältää suuria määriä metalleja. Lisäksi ne syövät maatuneita kasvinosia ja kaapivat limaa kivien pinnoilta.

Merieliöissä metallit näyttävät pystyvän kilpailemaan haitallisesti kalsiumin ja magnesiumin kanssa, jotka ovat puolestaan eliöille tärkeitä aineita solujen suola- ja nestetasapainon säätelyssä. Korkeat metallipitoisuudet voivat muuttaa jopa kotiloiden käytöstä, esim. heikentämällä niiden hajuaistia, jolloin ne eivät osaa esim. piiloutua ajoissa petoeläimen uhatessa niitä.