Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) omvatten ongeveer 60 olie- en teerachtige stoffen, zoals benzo(a)pyreen en naftaleen. Ze komen vrij bij verwerking van steenkool, pek, teer, creosoot, bitumen, onvolledige verbranding van hout in kachels, cokes, motorbrandstof, roken van vis, barbecue en frituren. Ze komen ook voor in petroleumfracties. Sommige zijn kankerverwekkend, zoals benzo(a)pyreen, andere veroorzaken erfelijke afwijkingen. Ze zijn weinig vluchtig en vrijwel steeds gebonden aan vaste stofdeeltjes zoals roet. Atmosferische reacties met PAK’s zijn op zichzelf niet toxisch, maar worden in het lichaam omgezet in reactieve stofwisselingsproducten die het erfelijk materiaal kunnen aantasten. PAK’s kunnen namelijk het DNA aantasten. PAK’s worden door de mens in hoofdzaak opgenomen via de voeding. Verontreiniging van de voeding wordt voor een groot deel veroorzaakt door depositie vanuit de lucht op groenten, bodem en in het water. Daarnaast worden PAK’s ook opgenomen door het inademen van tabaksrook, rook van bosbranden en gecontamineerde lucht en door contact van het huid met roet en teer. De twee belangrijkste bronnen van PAK’s zijn de gebouwenverwarming en het wegverkeer. PAK’s zijn moeilijk oplosbaar in water. Ze hechten zich aan partikels en slaan neer in rivierslib en –sediment.
Veel stoffen die het lichaam van een organisme binnendringen, staan erom bekend dat ze schade toebrengen aan het DNA. Deze stoffen worden genotoxinen genoemd, vanwege hun schadelijke uitwerking op het genetisch materiaal. Doorgaans zorgt een natuurlijk herstelsysteem in een organisme ervoor dat waaneer het DNA door een verontreiniging aangetast wordt, dit terugkeert tot zijn normale staat, maar wanneer dit, om wat voor reden dan ook, misgaat, kunnen cellen met beschadigd DNA zich gaan delen. Er worden dan gemuteerde cellen gemaakt en hierdoor kan het defect zich verspreiden, waardoor de nakomelingen van het betreffende organisme ernstige defecten kunnen hebben, die dikwijls zeer schadelijk zijn voor de gezondheid. PAK’s zijn dergelijke genotoxinen.
Nitro-PAK’s hebben dezelfde moederstructuur van koolstof en waterstof, waar nog een stikstofdioxidegroep op is gebouwd. Ze ontstaan uit PAK’s, voornamelijk als gevolg van fotochemie, een combinatie van de invloed van ozon, stikstofoxiden, temperatuur en zonlicht. Deze PAK’s zijn nog schadelijker dan gewone PAK’s, maar komen in lagere concentraties voor.
Maatregelen voor het beperken van de emissies van PAK’s zijn vooral gebaseerd op schone technologieën en nageschakelde zuiveringstechnieken. Voor wat het wegverkeer betreft kunnen een verbeterde brandstofkwaliteit en nieuwe voertuigtechnologieën, zoals energiezuinige wagens en de verplichte katalysator bijdragen tot een reductie. Het gebruik van gasvormige brandstoffen kan ook bijdragen tot een verminderde uitstoot.