（第一节）重金属家族
从20世纪40年代开始，由于现代工业的迅速发展，世界上不断出现引人注目的环境污染事件，对于世界性重大污染事件，一些书刊列出八大事件，一些书刊列出九大或十大事件。不管哪种提法，其中都包括了20世纪50年代以来发生在日本的水俣病事件与骨痛病事件。这两起事件发病古怪，为害严重，延续时间长，死亡率高，都曾经震动全世界。它们的罪魁祸首就是重金属汞与镉。
在环境污染方面，为了研究的方便，对重金属的界定并不非常严格。一般是指对生物有显著毒性的元素，如汞、镉、铅、锌、铜、钴、镍、锡、钡、锑等，从毒性这一角度，通常把砷、铍、锂、硒、硼、铝等也包括在内。现今，人们最为关注的是汞、镉、铅、铬、砷等。
重金属在人类生产生活中起着不可替代的作用。人类早期使用的工具与器皿是铜制造的；铅是蓄电池与汽油抗爆剂中的主要成分。在现代工业建设中，重金属是主要的原材料。工业界普遍认为有13种原材料是现代工业的支柱，这当中就有10种是重金属。在重金属中，有不少是人体所必需的微量元素，如铁、锌、铜、锰、铬等，它们和其他微量元素碘、氟、硒等，在人体的生长、发育与新陈代谢等生理过程中起着不可缺少的作用。
随着现代工业的飞速发展，重金属对环境的污染也越来越严重。环境中的重金属主要来自以下几方面：金属矿山的开采；金属的冶炼、加工，金属化合物的制造；金属材料与金属制品的使用过程；石油燃烧与汽车尾气；垃圾焚烧产生的重金属化合物；肥料及农药中的重金属元素等。据估计，1974年美国有2万多家电镀厂，每天流失的金属就达350吨；瑞典北部的一家冶炼厂，1967—1978年排出的重金属，砷为1150吨，铅4850吨，镉120吨，汞20吨。我国浙江的龙泉铅锌矿，每年流失的铜、铅、锌、镉等有色金属达60吨。这些重金属进入大气、水体、土壤，通过呼吸、饮水、食物等渠道进入人体，对人体健康造成危害。
重金属被摄入人体以后，一般并不直接损伤人的器官和肌体，而是通过各种化学反应或生物化学反应，在人的体内逐渐积累，影响人的新陈代谢过程或体内的酶系统，所以毒性的潜伏期较长，往往经过几年或十几年才表现出对人体健康的病变。
重金属污染在环境中一旦形成就很难消除，这是因为它不像有机物那样能够被微生物分解。重金属不能被降解这一特点，决定了自然界中的重金属只能从一种形态转化为另一种形态，从一个地方迁移到另一个地方，而无法从环境中排除。这样，即使对污染源进行有效控制，已经污染的环境危害性仍会长期存在。因此，人类要更加警惕重金属的污染，防患于未然。
（第二节）水俣病与汞污染
1953年，在日本熊本县水俣镇，发现一种中枢神经受损的公害疾病，称为“水俣病”。水俣病在日本延续了十多年，当时中毒人数283人，实际受害居民有1万多人，死亡60多人。由于水俣病有较长潜伏期，在此后的30多年中，患者不断，至1987年达到2842人，总死亡人数946人。水俣病事件是世界上首次出现的重大重金属污染事件。
水俣是日本九州南部的一个小镇，全镇有居民4万人，周围村庄还有1万多农民与渔民。水俣镇西面是鱼产丰富的不知火海与水俣湾，渔业十分兴旺。1925年，日本氮肥公司在此建厂，生产乙醛、氮肥、醋酸乙烯、氯乙烯等。1950年，在水俣湾附近的渔村中，出现一些疯猫，它们走路东倒西歪，惊恐不安，浑身抽搐，最后跳入海中淹死。这就是环境污染历史上著名的“疯猫跳海”事件。当时，这一现象只是被人们当做一桩奇闻谈论，并未引起足够的重视。1953年，在水俣镇出现第一个怪病患者。一开始只是说话口齿不清，步态不稳，神情呆滞。后来发展到耳聋眼瞎，全身麻木，时尔酣睡，时尔兴奋不已。最后身体曲卷，高叫而死。1956年，又有多名同样病症的患者被送进了医院，这才引起相关方面的警惕。经过调查研究，花了10年时间才于1963年从水俣湾的鱼、贝中分离出甲基氯化汞（CH3 HgCl）结晶，并进行喂猫试验，出现和上述疯猫完全一致的症状。至1968年日本政府确认这都是由日氮公司水俣工厂排出的含汞与甲基汞的废水引起的。汞经鱼虾等食物链逐渐富集，从而引起猫、人中毒得病。因为这种病首先发生在水俣地区，后来就称为“水俣病”。1964年，在日本西海岸的新县也发生过类似的水俣病事件。
“水俣病”给人们带来无穷的灾难。因为鱼有毒，居民不敢食用，捕鱼业荒废，成千上万渔民失业。由于汞在人体内积累以后毒害是长期的，在受害地区，水俣病患者发病史延续了许多年。水俣病使千万家庭妻离子散，家破人亡。直到40多年后的20世纪90年代，日本报刊杂志中仍然能看到水俣病遗患的报道。
汞又称水银，是一种用途很广泛的金属。和我们日常生活密切相关的温度计，包括医生测量病人体温用的体温表，在它们的玻璃管中用以指示温度的液体就是汞。此外，各种真空仪表离不开汞，电解法制氯工业中用汞作电极材料。汞在农药中应用非常广泛，各种有机汞农药在灭杀真菌方面具有良好的效果。汞的污染途径除了工业废水废渣外，还有废弃的含汞材料与试剂；废电池，破碎的汞温度计；残留在草地、农田与家产品中的含汞农药；各种汞制剂等。据调查，在城市下水道污水中，汞的含量常常比天然水体高出10倍以上。现今，全世界每年开采应用的汞总量大约在1万吨以上，其中绝大部分在使用后最终都以三废的形式进入环境。世界各国都很重视对环境中汞的含量的监测，以控制其对人类的危害。
汞不是人体所必需的元素，它的毒性很强，而且能和生物体内的高分子结合，生成稳定的络合物。这种络合物几乎完全不能离解，从而在生物体现内不断积累，产生极大危害。生物体消除汞最活跃的部位是肾、肝、毛发与羽毛，经过检测，人体肾内汞的浓度是全身平均浓度的20倍。人每天能从尿液中排出约10～20微克的汞。因此，多喝水有利于排除人体内的汞。
（第三节）骨痛病与镉污染
镉与汞一样，是人体所不需要的有毒元素。镉的毒性很强，而且很容易在人与动物的肾脏、动脉与肝脏内积聚，严重危害健康，甚至导致死亡。