Не менее вредным для растений является накопление в них тяжелых металлов. К ним относятся химические элементы с атомной массой свыше 50, обладающие свойствами металлов металлоидов. К очень токсичным отнесены следующие: кобальт, железо, медь, свинец, олово, марганец, магний. Некоторые из них являются микроэлементами и необходимы для живых организмов. В сложном процессе химической и биологической эволюции для живых организмов стали необходимы все без исключения химические элементы. Поэтому правильнее говорить не о токсичных элементах, а о токсичных концентрациях тяжелых металлов для живых организмов.
Основными источниками загрязнения тяжелыми металлами являются металлургические предприятия, автотранспорт, электростанции, сжигающие уголь. В атмосфере большинство тяжелых металлов встречается в виде твердых частиц, адсорбированных на других частицах или в виде солей.
Попавшие в почву тяжелые металлы закрепляются гумусовым веществом, образовывая соли с органическими кислотами и т.д. Именно этим обстоятельством в значительной мере объясняется повышенное содержание тяжелых металлов в верхнем слое почвы. Увеличение содержания тяжелых металлов в почве ведет к возрастанию их концентрации в растениях. Растительные организмы при избытке тяжелых металлов ведут себя по-разному, но все они в состоянии в большей или меньшей степени от него защищаться. Важную роль в защите растений от избытка поступающих из почвы тяжелых металлов выполняет корневая система. Задерживая избыточные ионы, корни тем самым способствуют сохранению в надземных органах благоприятных (или невредных) концентраций химических элементов.
В результате поглотительной деятельности растений происходит накопление в них вредных веществ, в том числе и тяжелых металлов. В промышленном районе концентрация свинца в растениях возрастает в 4-8 раз по сравнению с пригородным. Таким образом, растения очищают городской воздух от свинца. Fe, Sr, Mn, Zn, Cu и другие тяжелые металлы также способны накапливаться в растениях промышленных районов. Содержание их в 2-9 раз у растений в городах выше, чем в сельской местности. Предполагают, что поступающие в растительный организм тяжелые металлы локализуются в пузырьках диктиосом и откладываются в клеточной оболочке.
Тяжелые металлы оказывают отрицательное влияние на жизнедеятельность растений. Избыточное поступление тяжелых металлов в живые организмы нарушает процессы метаболизма, тормозит рост и развитие.