POPs之所以成为当前全球环境保护的热点问题，在于其具有一系列很强的生态毒性，能够对野生动物和人体健康造成严重的不可逆转的危害。

(1)对免疫系统的毒性效应

POPs会抑制生物体免疫系统的功能。POPs对免疫系统的影响包括抑制免疫系统正常反应的发生、影响巨噬细胞的活性、降低生物体对病毒的抵抗能力。研究人员通过测试佛罗里达海岸宽吻海豚的肝血，发现海豚的T细胞淋巴球增殖能力的降低和体内富集的有机氯有显著关系。研究也发现海豹食用了被PCBs污染的鱼会导致维生素A和甲状腺激素的缺乏，而这两种物质的缺乏使它们更易感染细菌。

POPs对人的免疫系统也有重要影响。研究发现，人的免疫系统失常与婴儿出生前和出生后暴露于PCBs和PCDs的程度有关。由于POPs易于迁移到高纬地区，POPs对于生活在极地地区的人和生物影响较大。生活在极地地区的爱斯基摩人由于日常食用鱼、鲸、海豹等海洋生物的肉，而这些肉中的POPs通过生物放大和生物积累已达到很高的浓度，所以爱斯基摩人的脂肪组织中含有大量的有机氯农药、PCBs和 PCDDS。通过对加拿大爱斯基摩人婴儿的研究发现，母乳喂养和奶粉喂养婴儿的健康T细胞和受感染T细胞的比率和母乳的喂养时间及母乳中有机氯的含量相关。

(2)对内分泌系统的影响

如果一种物质能与雌激素受体有较强的结合能力，并影响受体的活动，进而改变基因组成，那么这种物质被认是内分泌干扰物质。研究表明，人和其他生物的许多健康问题都与各种人为或自然产生的内分泌干扰物质有关。通过体外实验已证实POPs中有几类物质是潜在的内分泌干扰物质。

PCBs的混合物 Aroclor1221、 Aroclor 1232、 Aroclor1242和 Aroclor1248在体内实验中就表现一定的雌激素活性。此外，男性精子数量的减少生殖系统的功能紊乱和畸形、睾丸癌及女性乳腺癌的发病率都与长期暴露于低水平的类激素物质有关。 Falck等发现和患良性乳腺肿瘤的女性相比，患恶性乳腺癌的女性的乳腺组织中PCBs和DDE水平较高。

(3)对生殖和发育的影响

生物体暴露于POPs会产生生殖障碍、畸形、器官增大、机体死亡等现象。如鸟类暴露于POPs,会引起产卵率降低，进而使鸟的种群数目不断减少。实验研究发现生活在荷兰西部瓦登海地区的海豹生殖能力下降主要是由于这些海豹措食的鱼受到了PCBs的污染，进而影响了它们生殖系统的功能。POPs对鸡的毒性实验表明：PCBs可诱发鸡胚的死亡和不同程度的水肿，使种蛋的死亡率明显升高。实验表明，把子宫和乳腺暴露于2,3,7,8-TCDD中会减轻性器官的重量、抑制卵子的产生，甚至会使雌性个体雄性化。POPs同样会影响人的生长发育，尤其会影响孩子的智力发育。曾有人对200名孩子进行研究，其中有3/4孩子的母亲在怀孕期间食用了受到有机氯污染的鱼，结果发现这些孩子出生时体重轻、脑袋小，在7个月时认知能力较一般孩子差，4岁时读写和记忆能力较差，在11岁时测得他们智商(IQ)值较低，读、写、算和理解能力都较差。

(4)致癌作用

实验表明一些POPs会促进肿瘤的生长。对在沉积物中PCBs含量较高地区的大头鱼进行研究发现：大头鱼皮肤受到损害，肿瘤和多发性乳头瘤等病的发病率明显升高。对小鼠、大鼠、仓鼠、鼠进行19次2,3,7,8-CDD染毒试验，致癌性均为阳性。国际癌症研究机构(IARC)在大量动物实验及调查基础上，对首批12种POPs的致癌性进行了分类，如下表所示。

（5)其他毒性

POPs还会引起其他一些器官组织的病变。如TCDD暴露可引起慢性阻塞性肺病的发病率升高，也可以引起肝脏纤维化以及肝功能的改变，出现黄疸、精氨酶升高、高血脂，还可引起消功能障碍。此外POPs对皮肤还表现一定的毒性，如表皮角化、色沉着、多汗症和弹性组织病变等。POPs中的一些物质还可能引起精神心理疾患症状，如焦虑、疲劳易怒、忧郁等。