Rodzaje sorpcji:

- Mechaniczna - polega na zatrzymywaniu cząstek zawiesin w mniejszych od nich przestworach glebowych; dzięki temu przesączająca się przez glebę woda jest oczyszczana nawet z takich drobnych zawiesin jak bakterie i dostaje się do warstw głębszych w stanie zdatnym do picia; może wpływać na powstawanie w glebie warstw słabo przepuszczalnych;

- Fizyczna - jest to zdolność do zatrzymywania na swej powierzchni gazów, par, zawiesin i mikroorganizmów z roztworów glebowych dzięki napięciu powierzchniowemu; sorpcja ta chroni składniki łatwo rozpuszczalne i łatwo przyswajalne od wypłukania w głąb; zwiększa właściwości chłonne gleby a w pewnych przypadkach ułatwia usuwanie szkodliwych substancji (chlorki);

- Wymienna - polega na wiązaniu przez koloidy glebowe jonów (głównie kationów) z roztworu glebowego z jednoczesnym wydzielaniem do roztworu równoważnych ilości innych jonów;

- Chemiczna - to powstawanie w glebie nierozpuszczalnych związków (soli) wskutek reakcji chemicznych; takie strącone sole jeśli nie podlegają procesom wymywania, są magazynowane w glebie;

- Biologiczna - to proces pobierania i zatrzymywania składników chemicznych z roztworu glebowego i powietrza przez drobnoustroje glebowe i korzenie roślin; sorbentami są żywe organizmy, które pobierają i zatrzymują jony w swych organizmach na okres ich życia; po obumarciu organizmy te ulegają rozkładowi, uwalniając pobrane składniki, które stają się przyswajalne dla roślin.

Strategie rekultywacji gleb zanieczyszczonych chemicznie:

- 1 strategia – Unieruchomienie zanieczyszczeń w fazie stałej, związanie ze zmniejszeniem ich rozpuszczalności i bioprzyswajalności. Pozostałe w glebie unieruchomione zanieczyszczenia stanowią skupiska i ich mobilizacja w przyszłości może nastąpić wskutek zadziałania nieprzewidzianych czynników.

Strategia 1:

*Wapniowanie (regulacja odczynu)

*Wzbogacenie kompleksu sorpcyjnego

*Wprowadzanie substancji organicznych (torf, węgiel brunatny, nawozy zielone, niestosuje się ścieków, gnojowicy, wzbogacanie frakcji ilastej poprzez iłowanie gleb b lekkich gliną, zwietrzeliny ilaste np. bentonity, sorbenty syntetyczne i naturalne modyfikowane np. zeolity.

* Wprowadzanie roślin = fitostabilizacja (1 z metod fitoremediacji) – jest techniką zmniejszającą zagrożenia związane z obecnością w glebie zanieczyszczeń np. metali ciężkich przez wprowadzanie roślin i zastosowanie dodatków zmniejszających rozpuszczalność tych zanieczyszczeń. Stosuje się rośliny tolerancyjne wobec zanieczyszczeń, o słabej zdolności pobierania i translokacji z gleby do części nadziemnych np. topola i gorczyca sarepska, tobołek alpejski, wierzba.

Fitostabilizacja – Redukcja ryzyka związanego z przemieszczaniem się metali ciężkich do warstw głębnych gleby oraz wtórnego pylenia..

- 2 strategia – Usunięcie zanieczyszczeń z gleby lub ich rozkład do nieszkodliwych produktów prostych, co jest możliwe w przypadku zw. org.. Wymaga to zazwyczaj zastosowania skomplikowanych i kosztownych metod, które wiążą się z silną ingerencją w życie biologiczne gleby oraz często przejściowym wzrostem zagrożenia ekologicznego. Plusy tej strategii to doprowadzenie do jakości odpowiadającej standardom. Minusy to kosztowane technologie i skomplikowane, ingerencja w glebę b silna.

Mechanizmy usuwania zanieczyszczeń z gleb:

- Rozkład – Dotyczy subst org. Może być biologiczny, fotochemiczny, chemiczny, fizyczny

- Wymywanie – Dotyczy różnych zanieczyszczeń. Może być gorącą parą wodną, wodą z dodatkiem detergentów, wodą z dodatkiem innych subst zwiększających rozpuszczalność

- Odparowywanie – Dotyczy zanieczyszczeń lotnych np. Hg

- Fitoremediacja - pobranie przez rośliny. Dotyczy np. metali ci Dotyczy np. metali ciężkich, te kich, tez niektórych zanieczyszczeń niektórych zanieczyszczeń organicznych.

Remediacja – Oczyszczanie i usuwanie zanieczyszczeń powstałych gł w wyniku działań człowieka (przemysł, awarie cystern).

Fitoremediacja – Metoda oczyszczania zanieczyszczeń i skażonych matryc środowiskowych – wody i gleby, a także powietrza, wykorzystująca rośliny wyższe. Jej zalety to minimalna inwazyjność na środowisko oraz walory estetyczne, prostota i niewielkie wymagania sprzętowe, niewielkie nakłady kapitałowe, wysoka efektywność i skuteczność działania dla wybranych substancji.

Oczyszczanie środowiska za pomocą fitoremediacji polega na:

- Składowanie przez roślinę szkodliwych subst w korzeniach, liściach i łodygach (fitoakumulacja, fitoekstrkcja)

- Przetwarzanie bardziej szkodliwych subst, w wyniku procesów zachodzących w roślinach, w mniej szkodliwe (fitodegradacja)

- Przenoszenie podczas oddychania rośliny zanieczyszczeń z gleby lub wody do powietrza (fitowolafalizacja)

- Organizmy żyjące w pobliżu roślin mogą spełniać rolę z oczyszczaniu środowiska (rizodegradacja, rizofiltracja, fitostabilizacja)

Biodegradacja – Np. subst ropopochodnych w glebach – znanych jest ponad 100gat bakterii, grzybów i promieniowców zdolnych do wykorzystania węglowodorów jako źródła i energii. Przykłady to bakterie z rodzaju Bacillus, Pseudomonas, Nocardia czy grzyby i promieniowce jak Aspergillus, Penicillus.

Fitoekstrakcja - Wykorzystywanie roślin akumulujących metale ciężkie do transportu tych metali czy też związków organicznych z gleby i ich bioakumulacji w nadziemnych częściach roślin. 3 etapy:

1.uruchomienie metali 2. pobranie przez korzenie 3. transport do części nadziemnych.

Warunki skutecznej fitoekstrkcji:

*Tolerancja roślin w stosunku do wysokich stężeń zanieczyszczeń w glebie

*Duży “wynos” zanieczyszczeń wraz z plonem:

– wysokie koncentracje w częściach nadziemnych roślin

– wysoki plon (duża biomasa części nadziemnych)

*Możliwość dalszego przetworzenia biomasy

Zastosowanie roślin silnie kumulujących metale ciężkie:

- Niektóre gatunki wykazują szczególną zdolność do pobierania metali ciężkich z gleb.

- Zjawisko hiperakumulacji, gdy zawartości metali w biomasie roślin przekraczają:

*Ni, Zn, Mn Ni, Zn, Mn - 1% s.m. 1% s.m.

*Cu, Pb, Co Cu, Pb, Co - 0,1% s.m. (1000 mg/kg s.m.)

Alternatywne podejście do fitoekstrkcji:

- Zastosowanie roślin o znacznym (choć nie bardzo wysokim) pobraniu metali ale o dużej biomasie:

*Wierzba, Topola, Miskantus, Ślazowiec pensylwański

Zanieczyszczenia gleby produktami naftowymi:

- Należą do kategorii wyjątkowo uciążliwych dla środowiska przyrodniczego. Główne źródła to przemysł wydobywczy i przetwórczy ropy naftowej, urządzenia do destylacji i magazynowania paliw, transport produktów naftowych, lotniska i awarie.

Główne składniki ropy naftowej to węglowodory alifatyczne i aromatyczne: C, H, S, O, N. Dodatkowo mogą występować jony metali ciężkich: ołów, arsen, rtęć, żelazo. Wyciek substancji ropopochodnych polega na przejściu przez strefę aeracji do warstwy wodonośnej, ulegając częściowo adsorpcji na materiale skalnym i glebie, a po części infiltrując do osiągnięcia zwierciadła wód podziemnych lub gruntowych.

Można wyróżnić różne formy degradacji:

- Odgórne zanieczyszczenie wywołane długotrwałym rozpraszaniem substancji

ropopochodnych,

- Odgórne zanieczyszczenie przez niekontrolowane wylewy ropy i jej pochodnych,

- Odgórne zanieczyszczenie przy głównym udziale ropopochodnych i olejowych,

- Oddolne zanieczyszczenie w wyniku procesu dyfuzji i podsiąkania ropy z źródeł podziemnych

Substancje te są najczęściej odpowiedzialne za degradację biologicznych właściwości gleby:

- w nieznacznym stopniu: gdy nie notuje się widocznego negatywnego wpływu na wegetację roślin pomimo stwierdzonej zawartości tych węglowodorów w warstwie gleby,

- średnim stopniu; punktowe zamieranie roślinności darniowej, widoczna jest słaba kondycja roślin uprawianych na takich terenach,

- dużym stopniu; płatowe zamieranie roślinności darniowej, ewidentny spadek plonowania roślin uprawnych nawet do 50%,

- bardzo dużym; zanikanie lub całkowite zamarcie roślinności darniowej, obszar nie nadaje się pod uprawę

Metody remediacji można podzielić na:

- fizykochemiczne: termiczna (RT), ekstrakcyjna (RE), elektroreklamacja (ER)

- biologiczne: landfarming, zastosowanie bioreaktorów

Remediacja termiczna polega na cieplnej obróbce wybranego gruntu (spalenie PN w temp. powyżej 1300 K, podgrzewanie, piroliza do temperatury 900 K, a następnie spalanie gazu pizolitycznego). Remediacja ekstrakcyjna polega na płukaniu gruntu czyli na przeniesieniu zanieczyszczeń PN do medium płuczącego (woda lub woda z dodatkiem substancji chemicznych).

Elektroreklamacja wyróżniamy: elektroosmozę (ruch zanieczyszczonej wody porowej między elektrodami), elektroforezę (ruch cząstek pod działaniem pola elektrycznego) oraz elektrolizę (ruch jonów lub kompleksów między elektrodami).

Landfarming polega na umieszczeniu skażonego gruntu PN w warstwach o grubości 0,5-1,5 m na nieprzepuszczalnym podłożu wyposażonym w system drenażowy. Następuje biodegradacja aerobowa PN wspomagana dodatkiem tlenu, nutrientów i wody. Czas trwania wynosi od 1-3 lat.

Bioreaktory, w reaktorach specjalnej konstrukcji, zachodzą procesy biodegradacji wspomagane mikroorganizmami i podwyższoną temperaturą. Czas reakcji jest dużo krótszy, 3 doby do miesiąca w zależności od temperatury.