Оба эти металла относятся к числу эссенциальных и в то же время наиболее распространенных элементов земной коры. Общее содержание цинка в ней составляет примерно 1,5 • 10-2 %, а кларк меди равен 4,7 • 10-3 %. Главными природными формами обоих металлов являются сульфидные минералы. В случае цинка это - сфалерит ZnS, а медь, входящая в состав более 200 минералов, в наибольших количествах представлена халькопиритом CuFeS, халькозином Cu2S и ковеллином СuS. Промышленное значение имеют также и карбонаты — смитсонит ZnСОз и малахит Сu2(ОН)2СО3.
Как и в случае ртути, главный путь поступления этих элементов в гидросферу – микробиологическое и химическое выщелачивание из горных пород. Поведение и формы их существования в водных объектах зависят от конкретных условий. В водах с достаточным содержанием СО2 устойчивыми оказываются гидрокарбонатные и карбонатные комплексы цинка [Zn(HCO3)]+, [ZnCO3] и малахит. В слабокислой среде с рН 5,5 – 6,5 значительная часть меди и цинка входит в состав гидроксокомплексов [Cu(OH)]+ и [Zn(OH)]+. В результате гидролиза помимо них образуются моноядерные [Сu(ОН)3]-, [Zn(ОН)2] и полиядерные [Сu2(ОН)2]2+, [Zn2(ОН)6]2- гидроксокомплексы.
При низких значениях LD50 на первый план могут выступать сульфидные формы металлов. Такие условия формируются в застойных зонах эвтрофированных (богатых биогенными компонентами) водоемов, в которых происходит сначала бурное развитие фитопланктона, а затем его разложение с поглощением больших количеств растворенного кислорода и выделением Н2S. Такие явления характерны не только для озер и водохранилищ, но все чаще случаются в прибрежных районах морей и в эстуариях рек, выносящих большие количества органического вещества.
Цинк и медь образуют прочные комплексные соединения с органическими лигандами, причем по прочности комплексов с фульвокислотами медь занимает второе место после ртути. Доля комплексов с гумусовыми веществами при рН 5,0 – 6,0 невелика, однако она резко возрастает с увеличением рН. Соотношение между неорганическими и органическими комплексными соединениями зависит также от содержания в водах гумусовых веществ: неорганические формы цинка преобладают, если концентрации фульвокислот лежат ниже 3 мг/л, тогда как для полного связывания меди обычно достаточна концентрация этих лигандов на уровне 1 мг/л.
Наибольшие количества Zn и Сu поступают в живые организмы из водных объектов и с пищей. Избыток цинка вызывает у животных снижение содержания в печени меди. В свою очередь медь играет важную роль в метаболизме железа. Токсичность ее объясняется нарушением транспорта железа и образования гемоглобина. Медь остротоксична для большинства пресноводных организмов. Величина LD50 для беспозвоночных обычно находится на уровнях менее 0,5 мг Сu/л; ингибирование роста водных растений наблюдается при концентрациях меди порядка 0,1 мг/л.