Η χρήση της γης και των εδαφικών συστημάτων αποτελεί σημαντικό παράγοντα για πολλές κοινωνικές, οικονομικές και περιβαλλοντικές δραστηριότητες (στέγαση, μεταφορές, παραγωγή ενέργειας, αγροδιατροφή, βιομηχανία κατασκευών, κλπ). Επιπλέον, η ρύπανση του εδάφους από τοξικά απόβλητα επηρεάζει, σε σημαντικό βαθμό, την ανθρώπινη υγεία είτε μέσω της απευθείας επαφής με το έδαφος είτε μέσω της διατροφικής αλυσίδας.

Η ρύπανση του εδάφους προκαλείται, κυρίως, από βιομηχανική δραστηριότητα και αστικοποίηση, την ανεξέλεγκτη ταφή χημικών και βιομηχανικών αποβλήτων, διαρροές που συμβαίνουν σε υπόγειες δεξαμενές αποβλήτων, διαρροή του υγρού στραγγίσματος χωματερών και διαρροή πετρελαιοειδών μετά από κάποιο ατύχημα [1].

Ένας σημαντικός αριθμός τεχνολογιών έχει αναπτυχθεί με σκοπό την επεξεργασία κι αποκατάσταση ρυπασμένων εδαφών: καύση, θερμική επεξεργασία, απορρύπανση με εφαρμογή υποπίεσης, έκπλυση εδάφους με χημικές ουσίες, φυτοαπορρύπανση, χημική οξείδωση, βιολογική αποκατάσταση κ.λπ. Μερικές από αυτές τις τεχνικές απαιτούν υψηλή κατανάλωση ενέργειας (καύση, θερμική επεξεργασία), έχουν μικρή απόδοση απορρύπανσης κι επιπλέον απαιτείται συχνά κάποια επακόλουθη επεξεργασία των αερίων ή υγρών παραπροϊόντων [2]^, [3]. Μεταξύ των προαναφερθεισών τεχνολογιών, η μέθοδος της βιολογικής αποκατάστασης θεωρείται η λιγότερο επεμβατική κι η πιο αποδεκτή περιβαλλοντικά. Παρά ταύτα, με τις παραπάνω τεχνολογίες απορρύπανσης συναντώνται κάποια προβλήματα, όπως για παράδειγμα η αργή κινητική αποικοδόμηση ή ακόμα η διακοπή των βιολογικών αντιδράσεων. Ένα άλλο πρόβλημα εξαιρετικής σημασίας, κυρίως για την επιτόπια και δευτερευόντως για τη μη επιτόπια απορρύπανση εδάφους, είναι η δυνητική μεταφορά ενός μέρους των ρύπων από το υπέδαφος στο γειτονικό περιβάλλον όπως είναι ο αέρας και τα υπόγεια ύδατα. Αυτή μπορεί να συντελεσθεί μέσω ποικίλων φυσικών/χημικών/βιολογικών μηχανισμών (π.χ. εξάτμιση, διάχυση, βιοαποικοδόμηση, διαρροή υγρού στραγγίσματος αποβλήτων κ.λπ.) και να προκαλέσει ακόμα κι εκπομπή αερίων του θερμοκηπίου (π.χ. CO₂, CH₄, πτητικά οργανικά συστατικά κ.λπ.) στην ατμόσφαιρα. Επιπλέον, έχει δοκιμασθεί μια ποικιλία προηγμένων τεχνολογιών οξείδωσης σε ρυπασμένα εδάφη, χρησιμοποιώντας διάφορα οξειδωτικά μέσα (O₃, H₂O₂, αντιδραστήριο Fenton, υπερμαγγανικά ιόντα κ.λπ.). Η μέθοδος της χημικής οξείδωσης αποτελεί μια ελκυστική λύση για την απορρύπανση εδαφών που έχουν ρυπανθεί από οργανικούς ρύπους διότι τα παραπροϊόντα είναι συνήθως αβλαβή κι η απόδοση απορρύπανσης υψηλή [4]. Η χημική οξείδωση με χρήση αερίου που περιέχει όζον έχει αναγνωρισθεί σαν μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος για την επιτόπια απορρύπανση εδαφών ρυπασμένων από τοξικά ή όχι βιοαποκοδομήσιμα απόβλητα. Παρόλα αυτά, η χρήση όζοντος πάσχει από τρία βασικά μειονεκτήματα: (1) το όζον ανήκει στα αέρια του θερμοκηπίου, (2) το ενεργειακό κόστος της παραγωγής όζοντος είναι υψηλό καθώς 20% της καταναλισκόμενης ενέργειας χρησιμοποιείται για την παραγωγή μορίων O₃, (3) το όζον αντιδρά ασθενώς με ορισμένα οργανικά άτομα, ενώ μόνο υπό την παρουσία νερού ή μεταλλικών οξειδίων στο έδαφος μπορεί να σχηματίσει ρίζες υδροξυλίου (OH) οι οποίες είναι ισχυρά οξειδωτικές για όλα τα οργανικά είδη. Επομένως, η απόδοση του οζονισμού εξαρτάται σημαντικά από τη φύση του εδάφους. Συμπερασματικά, προκειμένου να αποκατασταθούν αποδοτικά εδάφη που έχουν ευρέως ρυπανθεί από μη αποικοδομήσιμους ρύπους (π.χ. φυτοφάρμακα, χλωριωμένους υδρογονάνθρακες, πολυαρωματικούς υδρογονάνθρακες κ.λπ.), υπάρχει η ανάγκη να αναπτυχθούν νέες, καινοτόμες κι οικονομικά συμφέρουσες τεχνολογίες απορρύπανσης, οι οποίες θα είναι αποδοτικές για τις περισσότερες κατηγορίες ρύπων και βιώσιμες ως προς την κατανάλωση ενέργειας και τις επιπτώσεις στο περιβάλλον.

[1] Cortazar et al., Chemosphere, 72 (2008) 1467-1474.

[2] Carroll et al., J. Contam. Hydrol., 128 (2012) 71-82.

[3] Nilsson et al., J. Environ. Manag., 92 (2011) 695-707.

[4] Luster-Teasley et al., J. Hazard. Mater., 167 (2009) 701-706.