المخلفات الخطيرة مواد كيميائية أو نواتج صناعية غير مرغوب فيها تهدد صحة الإنسان وتلوث البيئة إذا لم تضبط وتدار بعناية. تشمل مواد مثل الزرنيخ والسيانيد والرصاص والزئبق والمذيبات الكلورية والإسبستوس والمبيدات ومركبات الاحتراق والملوثات الصناعية. تؤدي إلى تلويث الهواء والمياه الجوفية والأنهار والتربة، وقد تسبب أمراضاً عصبية وتنفسية وسرطانية وتضر النبات والحيوان. يتطلب التعامل معها دفناً آمناً أو معالجة حرارية أو حيوية أو إعادة استخدام صناعي محكوم. تمثل المخلفات الخطيرة وجهاً مكلفاً من وجوه الصناعة الحديثة حين تنفصل المنفعة الإنتاجية عن السلامة البيئية.

المخلفات الإشعاعية مواد ناتجة من أنشطة نووية أو طبية أو صناعية تحتوي على عناصر مشعة تحتاج إلى عزل ومعالجة خاصة. تختلف خطورتها بحسب شدة النشاط الإشعاعي ونصف العمر ونوع الإشعاع، وقد تتطلب تخزيناً مؤقتاً أو دفناً عميقاً أو معالجة كيميائية وفيزيائية. تكمن أهميتها في أنها إحدى أعقد قضايا الطاقة النووية والطب النووي، لأنها تجمع بين المنفعة التقنية والمسؤولية طويلة الأمد تجاه البيئة والإنسان.

الترسيب الكيميائي للبخار عملية كيميائية تستخدم لإنتاج مواد صلبة عالية النقاوة والأداء، ولا سيما الطبقات الرقيقة والمواد المستخدمة في أشباه الموصلات والأنابيب النانوية الكربونية. تقوم العملية على تعريض ركيزة ساخنة إلى مركبات طليعية متطايرة تتفاعل أو تتحلل على سطحها، فتتكون طبقة صلبة مرغوبة، بينما تزال النواتج الثانوية بتدفق غازي من حجرة التفاعل. تتنوع طرق الترسيب بحسب الضغط المستخدم أو شكل نقل البخار أو وجود البلازما، فمنها الترسيب عند الضغط الجوي أو المنخفض أو الفائق الانخفاض، ومنها الترسيب المدعوم بالرذاذ أو الحقن المباشر أو البلازما. وتكمن أهميته في القدرة على التحكم في سماكة الطبقات ونقاوتها وانتظامها، وهو أمر أساسي في صناعة الإلكترونيات الدقيقة والمواد المتقدمة.

طوّرت الكيميائية مادلين م. جولي مركبات الإندانديونات، وهي مواد كيميائية استُخدمت في تقنيات الكشف عن البصمات، ومنها ما اعتمدته "الخدمة السرية" الأميركية في هذا المجال. وتُعد هذه المركبات مثالاً على توظيف الكيمياء التحليلية في تتبع الآثار الخفية على الأسطح، حيث تساعد على إظهار البصمات وتحسين وضوحها بما يدعم أعمال الفحص الجنائي والتمييز بين الملامسات المختلفة.

المخلفات السائلة نفايات في صورة سوائل تنتج من المنازل والمصانع والمستشفيات والزراعة وأنشطة التعدين وغيرها. قد تحتوي على مواد عضوية أو كيميائية أو معادن ثقيلة أو ملوثات حيوية، ولذلك تحتاج إلى جمع ومعالجة قبل طرحها في البيئة. تمثل إدارتها جزءاً أساسياً من حماية المياه والصحة العامة، لأن التسرب أو التصريف غير المعالج يلوث الأنهار والمياه الجوفية والتربة، ويحول النفاية السائلة إلى خطر بيئي واجتماعي واسع.