Não é possível descrever todos os efeitos que podem ser produzidos pela grande variedade de substâncias tóxicas existentes; portanto, em seguida será apresentada uma breve explicação sobre os principais efeitos já constatados.

Sistema respiratório
O efeito observado na exposição à substâncias químicas por via respiratória é a irritação causada por gases como amoníaco como amonia anidra, cloro, formaldeído, dióxido de enxofre e por pós que podem ter metais como o cromo. A resposta típica à exposição a altas concentrações destas substâncias é a constrição dos brônquios e isto está acompanhado pela dispnéia ou uma sensação de não poder respirar. Com esta situação de constrição das vias aéreas, o oxigênio não pode chegar tão rápido como é necessário para satisfazer a demanda do organismo.

Uma segunda categoria dos efeitos no sistema respiratório é o dano causado nas células do trato respiratório. Esse dano pode produzir a liberação de líquido para os espaços internos e pode resultar em acúmulo denominado edema. Este edema pode acontecer como um efeito retardado, que aparece depois da exposição crônica ou subcrônica.

O dióxido de nitrogênio (NO2) é um bom exemplo deste efeito. Uma exposição de longa duração pode causar enfisema, com perda da capacidade do intercâmbio gasoso respiratório.

A terceira categoria de efeito e de interesse na exposição causada por acidentes que envolvem substâncias químicas, é a alergia. As reações alérgicas são um grupo especial de efeitos adversos. A exposição a uma substância química antigênica resulta na interação desta com algumas proteínas para formar complexos denominados antígenosque provocam a formação de anticorpos.

Monitoramento ambiental ajuda a prevenir exposições de risco

As exposições posteriores à substância química provocarão uma reação entre os antígenos e os anticorpos presentes, o que conduz a uma série de efeitos bioquímicos e fisiológicos, até produzir a morte.

Trato gastrintestinal e pele
As outras duas áreas do organismo que entram em contato primeiro com as substâncias químicas presentes no ambiente são o trato gastrintestinal e a pele. O trato gastrintestinal é a entrada principal de substâncias ambientais presentes nos alimentos, na água, no solo e em aerodispersóides.
As substâncias muito cáusticas, como o hidróxido de sódio, quando ingeridas podem causar um efeito grave no trato gastrintestinal já que alteram a constituição química das células das membranas.

A irritação da pele pode ser produzida por uma série de substâncias químicas e é caracterizada pelo avermelhamento, inchaço e coceira que geralmente diminuem depois que termina a exposição.

As reações alérgicas podem ser produzidas pelo mesmo mecanismo que foi mencionado anteriormente.

Sistema circulatório
As substâncias químicas são absorvidas e passam para o sangue que as transportam aos distintos órgãos. Quando a concentração das substâncias químicas ou dos produtos de biotransformação atinge níveis altos, pode acontecer uma intoxicação sistêmica. Algumas substâncias químicas são diretamente tóxicas para os diferentes elementos do sangue e outras produzem mudanças em alguns elementos do sangue que provocam alterações em outros sistemas do organismo. Um exemplo pode ser o monóxido de carbono (CO) que quando é inalado une-se à hemoglobina produzindo carboxihemoglobina que dificulta o transporte de oxigênio pelo sangue para os tecidos.

Fígado
As substâncias químicas que ingressam pela via digestiva são absorvidas e chegam ao fígado. As células hepáticas têm uma capacidade muito grande para biotransformar agentes xenobióticos (compostos químicos estranhos a um organismo), sendo convertidos geralmente em substâncias mais hidrossolúveis que são eliminadas pela via renal.

Rim
Várias substâncias químicas podem produzir efeitos nocivos nos rins devido a mecanismos de ação diferentes. Os metais pesados como o mercúrio, cádmio, crômio e chumbo têm efeitos sobre o túbulo renal. Concentrações altas de metais presentes no filtrado glomerular podem danificar as funções dos túbulos e produzir a perda de grandes quantidades de moléculas essenciais para o organismo como a glicose e aminoácidos. Se a concentração de metais for suficientemente alta poderá acontecer a morte das células e alterar a função renal como um todo. O tetracloreto de carbono e o clorofórmio são hepatotóxicos e nefrotóxicos.

Sistema nervoso
O sistema nervoso está relacionado a praticamente todas as funções mentais e físicas do organismo. Os neurotoxicologistas geralmente dividem os efeitos tóxicos segundo o local primário de ação da substância química.

Algumas substâncias químicas, como o monóxido de carbono, podem produzir falta de oxigênio ou de glicose no cérebro com graves efeitos para o organismo. Outras substâncias como o chumbo e o hexaclorobenzeno são capazes de produzir perda de mielina, e alguns compostos orgânicos do mercúrio podem produzir efeitos nos neurônios periféricos.

Sistema reprodutor
O sistema reprodutor dos homens e das mulheres pode ser alterado por determinadas substâncias químicas. Nos homens, algumas substâncias como DBCP (1,2-Dibromo-3-Cloro propano) e cádmio, podem reduzir ou impedir a produção de esperma. Podem acontecer alterações no processo reprodutor, como a indução de modificações fisiológicas e bioquímicas que reduzem a fertilidade, e impedem totalmente o desenvolvimento do feto ou do nascimento normal.

Um aspecto muito estudado sobre a toxicidade reprodutora é a chamada toxicidade do desenvolvimento. Esta área compreende o estudo dos efeitos das substâncias químicas no desenvolvimento do embrião e do feto durante a exposição no útero e no desenvolvimento posterior da criança depois do nascimento. Nesta época a exposição pode cessar ou continuar porque a substância química recebida pela mãe é transferida ao leite e também pode continuar toda a vida porque existem fontes adicionais diferentes daquelas as quais a mãe esteve exposta.

Teratogenicidade
Depois da fertilização do óvulo, começa a proliferação das células que dão origem ao feto. Nos seres humanos, entorno do nono dia começa o processo de diferenciação celular e os distintos tipos de células específicas que constituem o organismo começam a se formar e migram para a sua posição adequada. Isto acontece até o desenvolvimento completo do feto. Algumas substâncias químicas podem causar efeitos na descendência, estes não são hereditários, assim são denominadas substâncias teratogênicas.

Um medicamento, a talidomida, pode ser mencionado como exemplo de substância teratogênica. Este medicamento quando foi ingerido pelas mulheres durante a gravidez, produziu efeitos teratogênicos na descendência.

Carcinogenicidade

Conclusões
Segundo Timbrell, atualmente os toxicologistas conhecem só parcialmente os mecanismos dos efeitos tóxicos das substâncias químicas. Como conseqüência a avaliação do risco para o organismo humano é difícil e incerta. Estas limitações precisam ser lembradas pelo público, industriais e por aqueles que estão envolvidos nos processos de legislação, além dos toxicologistas.

Possivelmente, o público espera muito mais dos cientistas em geral e dos toxicologistas particularmente. Os toxicologistas não podem fornecer todas as respostas às perguntas que o público freqüentemente faz, mais ainda quando exige a segurança absoluta em relação aos compostos químicos.

Os indivíduos estão expostos à substâncias químicas que causam câncer, em outras palavras, um tumor maligno. Estas podem estar presentes no ar, água, alimentos, produtos de consumo e mesmo no solo.
Os especialistas em câncer, com poucas exceções, não determinam a causa específica do câncer nos indivíduos. Em geral os fatores que contribuem para a ocorrência do câncer em grandes grupos de população podem ser descobertos.