單獨使用一種化學物質在低劑量下可能無害，但與幾種同類物質結合使用，即使劑量單獨安全，也可能造成嚴重危害。一項針對青蛙的新研究表明，在內布拉斯加州約克縣的玉米種子田中發現的九種化學物質的混合物，殺死了三分之一暴露的蝌蚪，並將倖存者的變態發育時間延長了兩個多星期。
生物學家泰隆·海耶斯及其在加州大學伯克利分校的同事們在過去四年中，測試了美國玉米田中常用的四種除草劑、兩種殺菌劑和三種殺蟲劑。單獨而言，這些化學物質在低濃度下（例如十億分之0.1）對發育中的蝌蚪幾乎沒有影響。但是，當海耶斯在實驗室中將它們全部暴露於相同的低濃度水平（實際上是在田間發現的最低水平）時，未來的青蛙便成為了地方性感染的受害者。那些倖存下來的蝌蚪最終比在乾淨水中長大的同類蝌蚪要小，儘管它們成熟為成蟲的時間更長。“在人類中，這就像在說，‘你懷孕的時間越長，你的寶寶就會越小，’這意味著子宮不再是一個滋養的環境，”海耶斯指出。
海耶斯的研究加入了一系列不斷增長的研究，這些研究表明，即使在低濃度下，化學物質的組合也能產生廣泛的影響。匹茲堡大學的裡克·雷利亞在多項研究中表明，在水中暴露於低濃度單一農藥和捕食者氣味的蝌蚪，死亡率會顯著升高。例如，當存在捕食性蠑螈的氣味時，約有90%的牛蛙蝌蚪死於接觸農藥西維因，而如果單獨接觸每種物質，則沒有蝌蚪死亡。雷利亞認為，農藥可能正在蝌蚪體內誘導一種普遍的壓力，當與另一種壓力源結合時，就會變得致命。
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不僅僅是農藥會顯示混合效應。鄰苯二甲酸鹽（使聚合物具有柔韌性的化學軟化劑）會干擾雄性大鼠的性發育。“我們有接受鄰苯二甲酸鹽治療的雄性，它們的睪丸位於腎臟下方或漂浮在腹腔內，”環境保護署的生物學家兼這種畸形（被稱為鄰苯二甲酸鹽綜合徵）的共同發現者小厄爾·格雷解釋說。格雷還發現，各種鄰苯二甲酸鹽相互組合，或與某些農藥和工業廢水組合，會產生更強大的影響。例如，兩種鄰苯二甲酸鹽的濃度本身不會產生太大的畸形，但組合起來會在25%的暴露大鼠中產生尿道缺陷（尿道下裂）。
除了加劇內分泌干擾問題（即工業化學品是否在模仿天然激素）外，關於混合物的發現也對監管機構構成了巨大的挑戰。全球範圍內經常使用數以萬計的化學物質，評估哪些組合可能被證明有害是一項艱鉅的任務。“該機構的大多數部門都認識到，我們不能再透過‘一種化學物質，一次暴露’於個人的想法來運作。我們需要關注更廣泛的化合物類別以及它們如何相互作用，”美國環保署農藥和毒物研究計劃國家專案主任伊萊恩·弗朗西斯說。但是，這種測試要達到任何形式的監管還有很長的路要走，特別是考慮到行業對現有研究有效性的擔憂。
美國化學理事會鄰苯二甲酸鹽小組主席瑪麗安·斯坦利指出，至少有一項研究表明，患有鄰苯二甲酸鹽畸形的齧齒動物仍然可以交配和產仔。“僅鄰苯二甲酸鹽的累加性就表現在可能沒有任何生物學意義的終點上，”她說。
儘管如此，越來越多的證據表明，混合物效應是一個重要的研究領域。在美國地質調查局的《國家水質評估》中，發現美國河流的抽樣樣本90%的時間都含有兩種或多種農藥。“汙染物混合物對人類、水生生物和食魚野生動物的潛在影響仍然知之甚少，”該研究的主要作者、水文學家羅伯特·吉利奧姆說。“然而，我們的結果表明，混合物研究應成為高度優先事項。”