污染物有的是自然界释放的，但主要是人类的生产、生活活动产生的。环境科学研究的主要是人类生产和生活排放的污染物。

一种物质成为污染物，必须在特定的环境中达到一定的数量或浓度，并且持续一定的时间。数量或浓度低于某个水平（如低于环境标准容许值或不超过环境自净能力）或只短暂地存在，不会造成环境污染。环境污染物具有如下性质：①自然性。生活在自然环境中的人类，与自然界有着十分密切的内在联系。研究表明，人体血液中含有60多种元素，其含量与地壳中的丰度极为相似。因此不能孤立地分析环境污染问题。区别污染物的自然或人工属性，有助于估计其对人体的潜在危害。②毒性。环境污染物大多具有毒性，有的还具有强烈的“三致”作用（致畸、致癌、致突变）。决定毒性强弱的主要因素是污染物的性质、含量、存在形态和污染物共存时的相互作用。③扩散性。指污染物进入环境后，随水和空气流动被稀释扩散的速率大小和迁移规律。在不同的空间位置，污染物的浓度和强度分布随时间变化而变化。因此，环境污染物浓度范围极宽，从污染源到环境质量，本底值含量可在千分之几至千亿分之几，甚至更低。④活性和持久性。指污染物在环境的稳定程度和危害的持续时间。如H₂S易被氧化成SO₂并很快从空气中消失；水体底泥中的汞约10～100年才变成对生命有威胁的甲基汞等。活性高的污染物，在环境中易转化成毒性更强的污染物。⑤生物可降解性。有些污染物能被生物所吸收、利用并分解，生成无害的稳定化合物（如粪便的无害化处理、污水的生物降解等）。大多数有机物都有被生物分解的可能性。但有的很难被分解，属难降解有机物。⑥有些污染物可通过食物链在人体或生物体内逐渐累积、富集，引起病变发生，产生危害。例如水俣病便是由于甲基汞通过食物链在人体内累积引起的。⑦综合效应。多种环境污染物同时存在时，对人和生物体的相互作用非常复杂。一般有4种情况：单独作用、加合作用、协同作用和拮抗作用。其中最重要的是协同作用和拮抗作用。前者指混合污染物对机体的危害比个别污染物的加单相加更严重；后者指污染物共存时反而是毒害作用相互削弱或抵消。

按污染物产生的原因可分为生产污染物、生活污染物和医院污染物。生产污染物主要考虑工业污染、交通污染、农村面源污染等。生活污染物主要来源于洗涤、粪便污水等等。大多数污染物是以散逸至大气、排泄至水体或在土壤表面堆积和填埋的方式进入环境的。

污染物可有多种分类方法。按污染物的来源可分为自然来源的污染物和人为来源的污染物，有些污染物（如SO₂）既有自然来源的又有人为来源的。按受污染影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等。按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物；化学污染物又可分为无机污染物和有机污染物；物理污染物又可分为病原体、变应原污染物等。按污染物在环境中物理、化学性状的变化可分为一次污染物和二次污染物。按形态可分为废气、废水、固体废弃物，以及噪声、电磁辐射等。污染物具有毒性、扩散性、积累性、活性、持久性和生物可降解性等方面的特征，而且多种污染物之间还有拮抗和协同作用。不同的污染物，在不同的条件下，具有不同的特性。此外，为了强调污染物对人体的某些有害作用，还可划分出致畸物、致突变物和致癌物、可吸入的颗粒物以及恶臭物质等。

从本质上看，大多数环境问题是由环境污染特别是化学物质的污染引起的。环境化学污染物形态各异，种类繁多，对生态环境和人类健康产生了严重的危害。其中备受关注的是以持久性有机污染物（POPs）和环境激素等为主的持久性有毒物质（PTS）。对环境产生危害的化学污染物可概括为9类：①元素。包括铅、镉、铬、汞等重金属和砷等准金属，如卤素、臭氧、黄磷等非金属。②无机物。包括氰化物、碳氧化物、氮氧化物、氰化氢、卤化氢、卤素互化物、次氯酸及其盐、无机硅化合物、无机磷化合物、无机硫化合物等。③有机烃化合物。包括烷烃、不饱和烃、芳烃、多环芳烃（PAH）。④金属、准金属有机化合物，如四乙基铅、羰基镍、二苯铬、三丁基锡（TBT）等。⑤含氧有机化合物，包括环氧乙烷、醚、醇、酮、醛、有机酸、酯、酚类化合物，如壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO）、双酚A等。⑥含氮有机化合物。包括胺、腈、硝基甲烷、硝基苯、三硝基甲苯（TNT）、亚硝胺、涕灭威等。⑦有机卤化物。包括四氯化碳、脂肪烃、饱和及不饱和卤化物、卤代芳烃、氯代苯酚、多氯联苯（PCB）、氯代二􀅁英、有机氯农药类等。⑧有机硫化合物。如烷基硫化物、硫醇、巯基甲烷、二甲砜、硫酸二甲酯等。⑨有机磷化合物。主要是磷酸酯类化合物，如磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三邻甲苯酯、焦磷酸四乙酯、有机磷农药、有机磷军用毒气等。

随着经济的发展和研究工作的不断深入，出现了一些受到广泛关注的化学污染物。①砷。主要来自天然源的释放，以多种有毒形态存在，低剂量长期暴露可引起人体癌症。②有机锡。丁基锡和苯基锡分别被用作船舶的防污漆和聚氯乙烯塑料的热稳定剂，其毒性对海洋生态产生严重影响。研究表明，有机锡对海洋螺类产生内分泌干扰作用。③药物。包括人类和畜禽使用的各种激素、抗生素等药物残留，通过生物体排入环境，不能被城市污水处理设备完全去除，这类污染物只需极低剂量就可以产生生物活性。④持久性有机污染物（POPs）。是一类难以通过物理、化学或生物途径被降解的有机化合物，具有低水溶性、高脂溶性、半挥发性和难降解性，会在较长时间内存在于环境介质中，并在环境介质之间跨界面迁移，从而具有污染范围大、持续时间长的特点。⑤环境激素。即雌激素，亦称为环境荷尔蒙或环境内分泌干扰物。环境激素干扰动物的内分泌系统，影响正常的生殖发育，包括排入环境的天然动植物激素、药物激素和具有内分泌干扰作用的多种化学合成物质。⑥藻毒素。由蓝绿藻等藻类产生，是神经毒素或肝毒素。“水华”暴发时，产生大量的微囊藻毒素等藻毒素，使鱼类、贝类和其他动物死亡，并污染人类饮用水，属于生物污染物。⑦甲基叔丁基醚（methyl tert-butyl ether; MTBE）。汽油添加剂是全球生产量较大的工业化学品之一，随汽油储罐的泄漏或船舶燃料排放进入环境中。它具有显著的水溶性而又难以生物降解，易污染地下水和地表水。⑧多溴二苯醚（polybrominated diphenyl ether; PBDE）。作为阻燃剂，通常被用在包括计算机在内的电子信息产品的印制电路板、连接器、塑料外壳中。表现出与二􀅁英类物质相类似的生物活性。它是一种持久性有机污染物。⑨表面活性剂（surfactant）及其代谢物。是普遍的水体污染物之一。纺织染整中使用的非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO）及其代谢物王基酚（NP）是其代表物之一。NPEO对水生生态系统中的各级生物都有一定的急性毒性，NP具有内分泌干扰活性。⑩饮用水消毒副产物（disinfection byproduct; DBP）。用卤素及其化合物消毒废水或饮用水，产生三卤甲烷（THM）等一系列含卤素的有机副产物，其中一些具有细胞毒性、遗传毒性和致癌作用。

由于环境污染物为数众多，不管出于何种控制目的，人们不可能也没有必要对每一种污染物都制定标准进行分析监测，只能将潜在危险性大、在环境中出现频率高、残留高、有成熟分析方法、样品有广泛代表性的污染物确定为优先分析监测目标，实施优先监测，这些优先选择的污染物称为优控污染物。

美国是最早开展优先检测的国家，20世纪70年代中期美国环境保护署（EPA）在《清洁水法》中公布了129种优先控制污染物，其中包括114种有机化合物，15种无机重金属及其化合物。随后欧洲经济共同体（欧洲联盟前身）于1975年公布了环境污染物“黑名单”和“灰名单”；日本环境厅1986年公布了1974～1985年对600种优先有毒化学品进行环境普查的结果；苏联卫生部门于1985年公布了561种有机污染物在水中的极限允许浓度。中国提出的优先污染物“黑名单”中，共有14类68种物质。其中有机物12类59种，包括10种卤代烃类，6种苯系物，4种氯代苯类，1种多氯联苯，6种酚类，6种硝基苯，4种苯胺，7种多环芳烃，3种酞酸酯，8种农药，1种丙烯腈，2种亚硝胺、1种氰化物，其余9种优先污染物为重金属及其化合物。

当前世界范围最关注的化学污染物主要是持久性有机污染物，具有致突变、致癌变和致畸变作用的所谓“三致”化学污染物，以及环境内分泌干扰物。有的有毒化学品具有多重性，不但是持久性有机污染物，可能同时具有致癌性，甚至还表现环境内分泌干扰的性质。