Kjemisk forurensning utgjør en rekke farer for både mennesker og dyreliv. Giftige kjemiske utslipp kan forårsake umiddelbar, kortsiktig ødeleggelse for miljøet og alle som utsettes for stoffene. Imidlertid er langt mer snikende de langsiktige effektene av kjemisk forurensning, som kan skade dem som er langt borte fra den opprinnelige forurensningskilden og over en mye lengre periode.
Direkte helseeffekter
Hver gang giftige kjemikalier rømmer ut i miljøet, kan de utgjøre en umiddelbar trussel mot helse og liv. Mange forskjellige typer stoffer kan være giftige i store nok doser, så et stort søl eller lekkasje kan drepe eller skade store mengder mennesker. Et av de mest beryktede eksemplene på en stor kjemisk lekkasje skjedde i Bhopal, India, i 1984, da 40 tonn metylisocyanatgass lekket fra et plantevernmiddelanlegg, som dekker den nærliggende byen og dreper mer enn 3800 mennesker.
Bioakkumulering og toksisitet
Ikke alle kjemiske lekkasjer har umiddelbare effekter. Imidlertid, selv når en eksponering oppstår på et nivå som er for lavt til å forårsake alvorlig skade eller død, kan kjemikaliet ligge i kroppsvæsker og vev og bygge seg opp over tid. Denne prosessen kalles bioakkumulering, og visse stoffer er utsatt for å samle seg i kroppen og forårsake langvarig skade. Tungmetaller, som kvikksølv, er beryktede bioakkumulatorer, og kan jobbe seg opp i næringskjeden. Fisk kan bygge opp kvikksølv i kjøttet, og at forurensning kan overføres til ethvert dyr eller menneske som spiser fisken. Når nivåene blir giftige, kan de føre til kroniske helseproblemer og genetisk skade.
Jordforurensning
Kjemiske utslipp på jord er forbundet med både kortsiktige og langsiktige farer. Alle som er i umiddelbar nærhet av forurensningen på det tidspunktet den oppstår, kan lide av eksponeringen, men når kjemikaliet suger seg ned i jorden, kan planter i området absorbere det under normal vekst prosess. På denne måten kan et kjemisk utslipp nær fruktbart land forurense avlingene og spre forurensningen gjennom alle som bruker dem.
Vannbordforurensning
En annen langsiktig fare for kjemisk forurensning er forurensning av vannet. Hvis kjemikalier suger gjennom jorden og kommer inn i underjordiske akviferer, kan den naturlige bevegelsen av vann gjennom vannbordet spre dem over et ekstremt stort område. Videre, siden vann har en tendens til å bevege seg sakte gjennom disse underjordiske systemene, er de virkelige effektene av et kjemikalie søl kan forbli uoppdaget i noen tid, og kan være veldig vanskelig å spore tilbake til kilden en gang oppdaget. Av denne grunn opprettholder Environmental Protection Agency sitt Superfund-program for å identifisere, isolere og rydde opp giftige steder før forurensningen kan spre seg i hele regionen.