Una vez en el medio ambiente, los contaminantes del aire pueden dispersarse a través del aire, el agua, el suelo, los organismos vivos y los alimentos. Las vías de dispersión varían mucho, dependiendo de la fuente de emisión y del contaminante en cuestión. Las tasas y los patrones de dispersión también dependen en gran medida de las condiciones ambientales. La dispersión de la contaminación en el aire se ve afectada por muchos factores:

• condiciones meteorológicas (especialmente la velocidad del viento, la dirección del viento y la estabilidad atmosférica),

• la altura de emisión (por ejemplo, fuentes a nivel del suelo, como el tráfico rodado o fuentes de alto nivel como chimeneas altas),

• características geográficas locales y regionales,

• la fuente (por ejemplo, un punto fijo, como una chimenea, o un número difuso de fuentes, como automóviles y disolventes).

Durante la dispersión, los contaminantes se someten a una amplia gama de cambios y transferencias. La dilución se produce debido a la mezcla en el aire. La separación o acumulación de contaminantes se produce sobre la base de las características físicas del contaminante. Las reacciones químicas ocurren, descomponiendo el contaminante original o convirtiéndolo en nuevos compuestos. Algunos contaminantes también pueden eliminarse del medio de transporte a través de la deposición, por ejemplo, mediante el asentamiento bajo los efectos de la gravedad, el lavado por lluvia o la intercepción (eliminación) por parte de las plantas y otras obstrucciones.

Por lo tanto, muchos contaminantes muestran patrones de dispersión extremadamente complejos, especialmente en entornos como ciudades y pueblos donde hay una gran cantidad de fuentes de emisión y variaciones importantes en las condiciones ambientales. Esta complejidad significa que a menudo es muy difícil modelar o medir patrones y tendencias de contaminantes y, por lo tanto, predecir los niveles de exposición humana.

Las variaciones temporales en los niveles de contaminación son importantes. En muchos casos, existen tendencias a largo plazo, que reflejan cambios subyacentes en las tasas de emisión (por ejemplo, como resultado de cambios técnicos o económicos, o debido a la intervención de políticas). Superpuestos a estos pueden existir variaciones anuales, que reflejan las diferencias interanuales en el clima o la actividad de origen. Muchos contaminantes también muestran marcados patrones estacionales, semanales y diarios, debido a los ciclos de actividad y los efectos climáticos y otros a corto plazo. Los episodios importantes de contaminación a corto plazo también pueden ocurrir como resultado de liberaciones repentinas y accidentales.

Por lo tanto, las mediciones de exposición variarán según cuándo, dónde y durante cuánto tiempo se lleve a cabo el monitoreo del aire.