آلودگی آب به فلزات سنگین به دلیل سمیت و پایداری آنها در محیط زیست و نگرانی از نظر سلامت و بهداشت عمومی حائز اهمیت می باشند. در این تحقیق، غلظت فلزات سنگین (Fe, Cu, Zn, Pb, Cr, Cd, Ni) و سموم پاراکوات، توفوردی و ایمیدا کلوپراید در چهار ایستگاه مطالعاتی در پایاب سد یامچی در استان اردبیل در سال (90-1389) با هدف توسعه آبزی پروری انجام گرفت. جداسازی و تغلیظ نمونه های آب براساس استخراج مایع– مایع (MIBK/APDC) صورت پذیرفت و با استفاده از دستگاه جذب اتمی غلظت فلزات مورد مطالعه تعیین گردید. میزان باقیمانده سموم مورد مطالعه با استفاده از دستگاه گاز کروماتوگرافی (GC) مجهز به دتکتور ECD و ستون موئینه (Capillary) مشخص گردید. نتایج نشان داد که مقادیر فلزات کادمیم و نیکل در آب این رودخانه بسیار پایین بوده و در اکثر نمونه ها از حد آشکارسازی دستگاه جذب اتمی خارج بوده است. میانگین غلظت فلزات آهن، مس، روی، کروم و سرب به ترتیب 004/0± 385/0، 014/0± 091/0، 012/0± 087/0، 001/0± 023/0، 011/0± 046/0 میلی گرم بر لیتر بوده است. ضریب همبستگی فلزات سنگین در آب بصورت آنالیز خوشه ای نشان داد که عناصر مورد مطالعه در سه شاخه A، B و Cقرار دارند. بنابراین با توجه به ضرایب تشابه متفاوت در سه شاخه می توان نتیجه گرفت که منشاء فلزات مورد مطالعه در منطقه مطالعاتی متفاوت بوده است. همچنین براساس دستورالعمل ECE (براساس فلزات سنگین) برای کیفیت آب های سطحی و نقش آن بر زندگی موجودات آبزی آب پایاب سد یامچی در کلاس 5 (مس و کروم) و کلاس3 (برای فلزات روی و سرب) و کلاس 1و2 (برای فلزات آهن، کادمیم و نیکل) طبقه بندی می گردد. میزان باقیمانده سموم پاراکوات، ایمیداکلوپراید در نمونه های مورد بررسی بسیار ناچیز بوده و میانگین علف کش توفوردی در آب به میزان 23/0± 6/0 میکروگرم بر لیتر اندازه گیری شد.