Kemično onesnaževanje predstavlja vrsto nevarnosti za ljudi in prostoživeče živali. Razlitje strupenih kemikalij lahko povzroči takojšnje, kratkoročno opustošenje okolja in vseh, ki so izpostavljeni snovem. Veliko bolj zahrbtni pa so dolgoročni učinki kemičnega onesnaževanja, ki lahko škodujejo tistim, ki so daleč od prvotnega vira kontaminacije in v daljšem obdobju.
Neposredni vplivi na zdravje
Kadar koli strupene kemikalije uidejo v okolje, lahko ogrozijo zdravje in življenje. Mnogo različnih vrst snovi je v dovolj velikih odmerkih lahko strupenih, zato lahko veliko razlitje ali puščanje ubije ali poškoduje veliko število ljudi. Eden najbolj zloglasnih primerov velikega uhajanja kemikalij se je zgodil v Bhopalu v Indiji leta 1984, ko je 40 ton plin metil izocianat je uhajal iz obrata za pesticide, prekril bližnje mesto in ubil več kot 3.800 ljudi.
Bioakumulacija in toksičnost
Vsa uhajanja kemikalij nimajo takojšnjih učinkov. Tudi če se izpostavljenost pojavi na prenizki ravni, da bi lahko povzročila večjo škodo ali smrt, se kemikalija lahko zadržuje v telesnih tekočinah in tkivih in se sčasoma kopiči. Ta proces se imenuje bioakumulacija, nekatere snovi pa so nagnjene k zbiranju v telesu in dolgoročni škodi. Težke kovine, kot je živo srebro, so zloglasni bioakumulatorji in lahko delujejo navzgor po prehranjevalni verigi. Ribe lahko v svojem mesu naberejo živo srebro in ta kontaminacija lahko preide na katero koli žival ali človeka, ki ribe poje. Ko ravni postanejo strupene, lahko povzročijo kronične zdravstvene težave in genetske poškodbe.
Onesnaženje tal
Razlitja kemikalij na tleh so povezana s kratkoročnimi in dolgoročnimi nevarnostmi. Vsakdo v neposredni bližini kontaminacije v trenutku, ko se pojavi, lahko trpi zaradi izpostavljenosti, ko pa se kemikalija vpije v tla, jo lahko rastline na tem območju absorbirajo med normalno rastjo proces. Na ta način bi razlitje kemikalij v bližini rodovitne zemlje lahko kontaminiralo pridelke in razširilo onesnaženje prek vseh, ki jih zaužijejo.
Onesnaženje vodnih miz
Druga dolgoročna nevarnost kemičnega onesnaževanja je onesnaženje gladine vode. Če se kemikalije vpijejo skozi zemljo in vstopijo v podzemne vodonosnike, jih lahko naravno gibanje skozi vodno gladino razširi na izredno velikem območju. Poleg tega, ker se voda skozi te podzemne sisteme počasi premika, so resnični učinki kemikalije razlitje lahko ostane nekaj časa neopaženo in ga je zelo težko enkrat izslediti do vira odkriti. Iz tega razloga Agencija za varstvo okolja ohranja svoj program Superfund za identifikacijo, izolacijo in čiščenje strupenih mest, preden se onesnaženje lahko razširi po regiji.