Metaller med en tetthet på over 5 g/cm³ klassifiseres som tungmetaller. I fjell, jord, planter og dyr er tungmetall naturlig som mineraler, ioner oppløst i vann, celler eller gasser. Metallene kan også binde seg til organer eller uorganiske molekyler eller feste seg til partikler i luften. Tungmetallene er grunnstoffer, og de forsvinner aldri fra sirkulasjonen i naturen, men forandrer seg bare i form.
Miljømessig er de mest problematiske tungmetallene kvikksølv (Hg), bly (Pb) og kadmium (Cd). Mange tungmetaller er, i tillegg til at de er giftige, også nødvendige sporstoffer for levende organismer. Eksempler på dette er kobber (Cu), sink (Zn) og jern (Fe). Noen metaller kan i visse former være giftige, selv i forholdsvis små mengder, og derfor er de en helsetrussel for mennesker og dyr.
Tungmetall kommer ut i atmosfæren og vannet som en følge av menneskets virksomhet på hovedsakelig tre måter: brenning av fossilt brensel, produksjon av andre metaller enn jernmetaller samt brenning av avfall. Tungmetall kommer delvis også ut i atmosfæren og vannet som en følge av prosesser i naturen.
Tungmetallutslippene i Inari–Paatsjoki-området oppstår hovedsakelig fra Petšenganikels produksjonsenheter i Nikel og Zapoljarnyi. I løpet av produksjonsprosessen frigjøres det først og fremst nikkel (Ni) og kobber, men også kobolt (Co) og arsen (As) i miljøet. Tungmetallene faller ned i innsjøer, bekker, på jordoverflaten samt i trær og annen vegetasjon smelteverkenes nærområde. En del av metallene sprer seg i atmosfæren langt bort fra utslippsområdene. På grunn av de rådende vindforholdene lider områdene nord for anlegget mest av utslippene.
Jordsmonnet i smelteverkenes nærområde er svært forurenset av tungmetall. Fordi metallene er kraftig bundet til et organisk stoff, fortsetter de å samle seg i jordsmonnet så lenge utslippene av tungmetall fortsetter. Et svært vanskelig problem er, at selv om de skadelige utslippene ble redusert eller avsluttet helt, vil tungmetallene bli værende i jordsmonnet og sirkulere i økosystemet i flere tiår eller århundrer. Det har samlet seg tungmetaller i vegetasjonen, i sedimentene i vannet og i jordoverflaten i over 70 år.
Belastningsnivået er høyest i nærheten av smelteverket. Skadene på landøkosystemet i området er svært alvorlige i utslippskildenes umiddelbare nærhet og blir gradvis mindre ettersom avstanden øker. Utslippsmengden synes som klare nikkel- og kobberkonsentrasjoner på for eksempel bladene hos blåbær og bjørk samt i furunåler. Det samme fenomenet kan også observeres enda sterkere når man måler konsentrasjonen av tungmetall i mose og lav. Utslippene belaster miljøet mest om våren og sommeren.
Store konsentrasjoner av nikkel og kobber er skadelig for miljøet bl.a. fordi de akkumulerer i dyr. Mose og lav med lang levetid, som vokser i det nederste laget i skogen, tar den største delen av næringen sin fra regn- og smeltevann, og derfor samler tungmetallene seg ekstra effektivt i disse. Via vegetasjonen overføres metallene til planteetende dyr og gjennom disse videre til rovdyr, helt til hele næringskjeden til slutt er forurenset av giftige metaller. Det er blant annet målt høye konsentrasjoner av tungmetall i fisker og fugler.
