环境污染化学的研究对象
环境污染化学的主要研究对象是人类在生产和消费活动中向环境排出的污染物，例如硫氧化物、氮氧化物、烟尘、挥发性烃、耗氧有机物、氮磷营养素、重金属、农药、多环芳烃、卤代烃、多氯联苯、放射性物质等。
自然环境中有许多非污染性天然物质，如无机盐类、金属氧化物、粘土矿物、腐殖质等，以及各种物理因素(如光照、辐射)、气象、水文、地质、地理条件等，还可能有污染性的天然物质，这是污染物存在的环境背景。这种环境背景或者与污染物直接作用，或者给污染物以间接影响。
因此，污染化学的研究对象实际应是由污染物及其环境背景共同构成的综合体系。自然环境是一个开放性体系，时刻有能量流和物质流传送所受的影响因素很多，而且经常变化，所以污染化学的研究对象是十分复杂的。 污染物会在环境中发生迁移和转化。迁移包括来源、扩散、分布、循环等环节，转化则包括形态、反应、归宿等环节。表面看来，迁移好像只是变换空间位置的物理运动，而实际上它同污染物的转化交织在一起，相互依赖，相互促进，包含着复杂的化学内容，同时，生物对污染物的迁移和转化所起的作用，也都同化学反应过程密切相关。
例如，大气污染物二氧化硫在大气中扩散迁移时，可被氧化成为三氧化硫，再遇到氨或金属氧化物时就会形成硫酸盐颗粒物。它随降水落到地面，受径流冲刷进入水体，成为沉积物。硫酸盐处于水底缺氧条件下，作为受氢体经硫酸盐还原菌作用，可以还原为硫化氢，再次进入大气。
尽管这只是硫在环境中循环途径之一，但每一步骤都往往包含有物理化学或生物化学的反应。大气中二氧化硫的氧化包含着复杂的光化学反应，形成各种激发态，进行自由基反应，并存在非均相的界面吸附和催化过程。 在污染化学研究中有相当一部分工作侧重在污染物的形态和分布方面。污染物的存在形态包括价态、化合态、结构态、结合态等。不同形态的污染物在环境中有不同的化学行为，并表现出不同的污染效应。
例如，六价铬有强烈毒性，而三价铬毒性较弱；有机汞如甲基汞的毒性远远超过无机汞；666有七种异构体，而其中γ型有最强杀虫力；多环芳烃的致癌活性与其化学结构有相应关系；痕量污染物与不同载体的结合态往往决定其在环境中的迁移状况等等。
污染物的分布，不只是指在环境空间的浓度分布，而且还指污染物不同形态、不同相态之间的分配。因为只根据污染物的总量，并不能确切掌握环境污染的实质。以汞为例，大气中的汞污染物主要来自含汞燃料的燃烧、含汞矿物冶炼和利用汞为原料进行生产的工厂的排放、还有来自土壤或水体中汞的挥发。它们以金属汞和氯化汞蒸汽、一甲基汞、二甲基汞以及颗粒态汞等形态存在。
水体中的水溶性汞，不但有不同价态，而且能同多种无机和有机配位体形成络合物，在一定条件下又会生成硫化汞等沉淀物。汞还能同粘土矿物、腐殖质、金属水合氧化物等结合为颗粒态汞。在微生物或物理化学作用下，无机汞可转化为甲基汞。水生生物还能在体内蓄积汞，各种生物高分子常以巯基与汞结合。环境中汞的总量按一定比例在各种形态之间分配。阐明汞在环境中的分布，往往要涉及十几种甚至几十种不同的形态。 为了掌握污染物在环境中转化的机理，需要阐明其化学的反应过程。自然环境中的影响因素复杂多变，只用一般的化学规律很难揭示反应的实质和全貌，在污染化学发展过程中，已陆续提出和探索了许多新的课题。例如，大气中的光化学反应和二次污染物的生成以及酸雨的形成，水体中溶液化学平衡和不平衡体系土壤和底泥中的界面化学反应，有机污染物在环境中的降解和生物氧化，有毒污染物在生物体内的酶化学反应等。污染物在均相或多相的环境体系中转移，经历各种物理化学过程，例如扩散、蒸发、凝结、吸附、离子交换、凝聚、絮凝、沉积、生物浓缩等，这些过程对污染物的空间位置或相态的变化都发生重要作用。
在环境这个开放性体系中，污染物和背景物大多并不处于平衡状态，至多处于一种稳态，因而只用化学热力学是不能确切描述它们的反应过程的。
化学动力学是污染化学的重要基础，大气中氮氧化物向硝酸盐气溶胶的转化，农药和有机化学品的化学氧化和光氧化，重金属在还原性水体中的甲基化，气溶胶和水溶胶的脱稳和絮凝等，都涉及化学动力学过程或催化过程。
环境污染物的反应常在空气和水这些流动介质中进行，不可避免要受到流体状态的影响。出现了一门新的学科——环境化学动态学，专门研究污染物在环境流体中的迁移转化历程，标志着污染化学日益走向理论化和模式化。
