大氣中對人體健康危害較大的另外一類污染物是放射性物質，其主要來自核爆炸產物。一些微小的放射性灰塵能懸浮在大氣中很多年。放射性礦物的開采和加工、放射性物質的生產和應用，也能造成對空氣的污染。污染大氣起主要作用的是半衰期較長的放射性元素，如鈾的裂變產物，其中重要的是90鍶和137銫。放射性元素在體外，對機體有外照射作用；通過呼吸道進入機體，則有內照射作用。放射性物質在肺中的濃度，通常比在其他器官中大，因而肺組織一般受到較強的照射。肺部的巨噬細胞，在吞噬了放射性微粒后，可形成電離密度相當高的放射源。進入肺中的放射性物質能十分迅速地散布到全身。除核爆炸地區外，大氣中的放射性物質，一般不會造成急性放射病，但長時間超過允許范圍的小劑量外照射或內照射，也能引起慢性放射病或皮膚慢性損傷。大氣中放射性物質對人體更重要的影響是遠期效應，包括引起癌變、不育和遺傳的變化或早死等。
大氣中的生物性污染物是一種空氣變應原，主要有花粉和一些霉菌孢子。這些由空氣傳播的物質，能在個別人身上引起過敏反應。空氣變應原可誘發鼻炎、氣喘、過敏性肺部病變。另一種是病原微生物。抵抗力較弱的病原微生物在日光照射、干燥的條件下，很容易死亡，一般空氣中，數量很少。抵抗力較強的病原微生物，如結核桿菌、碳疽桿菌、化膿性球菌，能附著在塵粒上污染大氣。

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