سرب، جیوه، آرسنیک و کادمیوم فلزات سنگینی هستند که اثرات مضری بر سلامت انسان‌ها، حیوانات و محیط زیست دارند.

بالغین ۱۵٪ و کودکان ۵۰٪ سرب موجود در غذا را جذب می‌کنند. درصد بیشتر سرب جذب شده توسط استخوان‌ها و دندان‌های در حال رشد ذخیره می‌شود. سرب در اتصال با فسفات‌ها با کلسیم رقابت می‌کند و نیمه عمر آن ۲۰ تا ۳۰ سال است. اثرات تماس مزمن با سرب در کودکان شامل کاهش ظرفیت ذهنی و مشکلات رفتاری از جمله بیش‌فعالی است. این اختلالات عموماً برگشت‌ناپذیر هستند در حالی که اختلالات عصبی القا‌شده توسط سرب در بالغین عموماً با کاهش تماس با سرب برگشت‌پذیر هستند. از دیگر علائم مسمومیت با سرب می‌توان به کاهش وزن، تورم مفاصل، فلج تدریجی نواحی پشت، فلج سلول‌های حنجره، وجود نوار سیاه مایل به آبی (Lead line) بر روی لثه و کم‌خونی به علت تجزیه‌ی گلبول‌ها و عدم ساخته‌شدن هموگلوبین اشاره کرد.

امروزه منبع اصلی تماس با جیوه ماهی‌های آلوده و دندان‌های مصنوعی و پر‌شده است، که بخار جیوه متصاعد می‌سازند. در برخی از مناطق جهان جیوه‌ی مورد استفاده در معادن، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها را آلوده کرده است.‌مصرف ماهی‌های آلوده به متیل جیوه و نان حاوی غلات سم‌پاشی‌شده توسط سم حاوی متیل جیوه از موارد مسمومیت با جیوه است. محل تجمع بافتی جیوه، قشر کلیه‌ها و مغز است. مغز در حال تکامل به متیل جیوه بسیار حساس است و تمامی اشکال جیوه قادر به عبور از جفت و تجمع در جنین هستند. به همین دلیل به زنان باردار پیشنهاد می‌شود تا مصرف ماهی را به علت احتمال وجود جیوه در آن، به حداقل برسانند.

آرسنیک به عنوان حشره‌کش، علف‌کش، نگهدارنده‌ی چوب، و آفت‌کش در از بین‌بردن موش، حلزون، و مورچه به کار می‌رود. از این عنصر در صنایع مختلف از جمله شیشه‌گری، رنگ‌سازی و صنایع نیمه‌هادی استفاده می‌شود. آرسنیک یکی از اجزای طبیعی خاک است و برخی آن را جزو عناصر حیاتی می دانند که باعث جلای چشم‌ها و مو‌ها می‌شود که در این مورد اتفاق نظر وجود ندارد. آب چاه‌ها و برخی از غذاهای دریایی مانند صدف و ماهی حاوی مقادیر قابل توجهی آرسنیک هستند. آرسنیک در توتون سیگار نیز وجود دارد.

آرسنیک را در ایجاد سرطان ریه و به خصوص سرطان‌های پوستی موثر می‌دانند ولی ساز‌و‌کار سرطان‌زایی آن، هنوز به طور کامل مشخص نیست.