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化学元素周期表の開発は、科学における最も重要な成果の1つであり、化学、物理学、生物学、その他多くの自然科学の現代的な実践に広範な影響を与える統合的な科学的概念でもあります。 2019年の「国際化学元素周期表年」は、1869年にメンデレーエフが周期律を発見してから150周年を迎え、自然環境や人間が影響を受けた環境のさらなる探求を可能にするために、その応用と進歩を考える時期にあたります。 周期表は、地球上や宇宙における物質の姿や性質を予測することができるユニークなツールです。 しかし、化学元素周期表が比較的明確に定義されていても、議論を呼ぶ用語が使われていることもあります。 実際、「重金属」という言葉は、科学分野では何十年も前からよく使われている用語であり、環境科学分野、特に汚染の影響に関する研究ではさらに多く使われています（図1）。 この用語の使用が増加しているようなので（ここ10年は毎年8％から10％、図2）、「潜在的毒性を持つ元素」（Potentially Toxic Element(s)、PTEs）という用語の使用の妥当性を強調し、考慮すべき化学元素を図示しました。
タイトルに「重金属*」という用語を使用した2018年の研究分野別の出版物の割合（Scopusから「重金属*」という用語を使用して出典、データは2019年10月10日にアクセス）。
タイトルに “heavy metal*”という用語を使用した出版物の数の推移（ScopusとWeb of Scienceから “heavy metal*”という用語を使用して出典、2019年10月10日にデータをアクセス）。 なお、出版物の総数も飛躍的に増加していることがわかる。 したがって、この用語を使用している出版物の割合は減少している可能性があります。
1980年には、NieboerとRichardsonがすでに、この何の変哲もない用語を生物学的・化学的に重要な分類に置き換えることを提案していました。 さらに、国際純正・応用化学連合によると、「重金属」という用語は、良くても不正確、悪くても無意味で誤解を招くと考えられています。 特に標準化された定義がないため、この用語の使用は強く推奨されない。 2004年、Hodsonは重金属を地球化学的な “bogey men “とみなした。 2007年、Chapmanは、この用語を科学ではなく音楽のために使うことを初めて提案しました。 2010年には、Hübnerらが意味論から語用論への移行を提案しましたが、Madridは長年の、そして時には忘れ去られた論争を思い出しています。 ニキムナーとシュレンクはさらに、定義されていない用語を主張しました。 2012年、チャップマンは「重金属」をめぐる交響曲ならぬ不協和音について書き続け、バトリーらはさらにその有用性について詳細な議論を行った。 しかし，それでも何らかの形で定義を提案する著者もいた。 2010年には、Appenrothが植物科学で定義し、2018年には、AliとKahnが独自の「包括的な」定義を提案しました。 さらに最近では、PourretとBollingerが「重金属」という言葉の使用に疑問を呈しました。使うべきか使わざるべきか、Pourretは明らかにこの言葉を科学文献から禁止することを提案しましたが、なぜでしょうか？
全体的に見て、「重金属」という言葉は、密度やモル質量による分類に基づいています（亜鉛や銅は、ランタノイドやアクチノイドに比べて密度やモル質量が比較的小さい）。 汚染や潜在的な毒性に関連する金属（バナジウムから亜鉛までの遷移金属など）のグループ名としてよく使われます。 重金属」のリストは、明確な定義がなく、金属、メタロイド、非金属が混在していることが多い。 結局、金属の毒性に関連した「重」という侮蔑的な意味合いが、社会に一種の恐怖感を誘発しているのです。 いわゆる「重金属」やその化合物は、すべて比較的高い毒性を持つ可能性があります（例：鉛やカドミウム）。
International Journal of Environmental Research and Public Healthに投稿されたこの意見では、限られたサンプル集団の中での環境科学と医学の進歩を見ています。 International Journal of Environmental Research and Public Healthに掲載された合計12,700件の論文の中から、広く使われているデータベースであるScopusとWeb of Scienceの検索語「heavy metal」を用いて同定した、タイトルに「heavy metal」の用語が含まれる167件の論文と、サブジェクトに「heavy metal」の用語が含まれる996件の論文の中で（データは2019年10月10日にアクセスしました。 その結果、鉛（Pb）、カドミウム（Cd）、亜鉛（Zn）が最もよく研究されている3元素であることがわかりました（タイトルに「重金属」という言葉が含まれていると考えると、それぞれ69％、67％、62％（n = 167）、主題に含まれていると考えると、それぞれ32％、30％、23％（n = 996）。 表1および図4）。) また，これらの元素は，汚染の特徴を明らかにし，リスク評価を行い，環境曝露や健康被害を特定するために，土壌，堆積物，水の総濃度または抽出濃度に基づくモニタリングに関連することが多い（図3）。 これらの化学成分以外では、「中国」というキーワードが論文の44％（73/167）、中国の研究機関の研究者による共著が58％（97/167）となっており、この地域に広く存在する環境問題について活発な研究活動が行われていることが反映されています。 また、英語ジャーナルでの報告が出てきたことも、おそらくこの用語の成長を後押ししており、確立された長年の慣行へのアプローチを永続させる結果となっています。
International Journal of Environmental Research and Public Healthからの167件の論文で、タイトルに「重金属*」という用語が使われているキーワードのワードクラウド（出典：Scopus、データアクセス日：2019年10月10日）。
表1
International Journal of Environmental Research and Public Healthに掲載された論文のうち、主題に「重金属」または「潜在的毒性元素」を含む記事キーワードの最初の10要素の出現率（出典：Scopus、データは2019年10月10日にアクセス）。
| Rank | “Heavy Metal” (n = 996) | Rank | “Potentially 毒性のある元素」(n = 131) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 要素 | n | % | エレメント | n | % | |||
| 1 | Pb | 321 | 32 | 1 | Pb | 72 | 55 | |
| 2 | Cd | 298 | 30 | 2 | Cd | 70 | 54 | |
| 3 | Zn | 228 | 23 | 3 | Zn | 58 | 44 | |
| 4 | Cu | 225 | 23 | 4 | Cu | 57 | 44 | |
| 5 | As | 208 | 21 | 5 | As | 47 | 47 | 36 |
| 6 | Cr | 193 | 19 | 6 | Cr | 44 | 34 | |
| 7 | Ni | 158 | 16 | 7 | Ni | 38 | 29 | |
| 8 | Hg | 141 | 14 | Hg | 8 | Hg | 29 | 22 |
| 9 | Mn | 107 | 11 | 9 | Mn | 23 | 18 | |
| td | Fe | 85 | 9 | 10 | Co | 20 | 15 | |
環境科学においては。 環境科学の分野では、元素の化学的スペシエーション(分子形態)が見落とされがちです。 化学スペシエーションがほとんど考慮されていないのは、比較的コスト（時間と資源）がかかり、直接測定することが本質的に難しいからかもしれません。 逐次化学抽出などの分画分析を行って、試料全体の中の一部がどのように利用されているかを確認することもあります。 しかし、元素が有毒であると判断されるのは、その元素が含まれる化学種のうち、一部の化学種の毒性に関連する証拠があるからであり、それは多くの場合、実験室での急性暴露によるものである。 その物理的、化学的、生物学的特性は、元素成分ではなく分子構造に依存するため、毒性も同様である。 実際、鉛やカドミウムのようなPTEの毒性は、その化学種と濃度に量的にだけでなく質的にも依存している。 生物学的アクセス性および／またはバイオアベイラビリティを考慮する必要がある。 全体として、アンチノック剤としてのガソリンへのテトラエチル鉛の添加や、鉛塗料による鉛への人間の曝露はよく知られている。
したがって、環境研究では、意味のあるデータを作成するために、元素成分ではなく、存在する種をさらに考慮することが不可欠です。 このように、元素の化学的なスペシエーションを適切に考慮しないと、リスク評価や法律の使い方が間違ってしまうことが明らかになりました。 単純な元素分析に基づいた法律や規制は、環境媒体や製品を誤って有毒とみなし、「重金属」という言葉でまとめてしまうかもしれません。