In grondwater opgeloste stoffen kunnen geadsorbeerd worden aan de bodemmatrix (kleimineralen, ijzer- en ijzerhydroxiden en organische stof). Er heerst een bepaald evenwicht tussen de hoeveelheid stof die is opgelost en geadsorbeerd per eenheid van volume van het bulk sediment. Dit wordt uitgedrukt in de distributiecoëfficiënt Kd. De geadsorbeerde hoeveelheid stof is vaak veel groter dan de hoeveelheid opgeloste stof. Dat wordt nog wel eens vergeten bij vrachtberekeningen.
Wanneer een grondwaterlichaam met een afwijkende concentratie van een bepaalde stof door een watervoerende laag stroomt, dan zijn nabij het front van dat lichaam de concentraties opgeloste en geadsorbeerde stof niet meer in evenwicht. Het gevolg is dat er vanuit de waterfase stof overgaat naar de geadsorbeerde fase (grond) tot een nieuw evenwicht is bereikt. Aan de achterzijde van het aanstromende grondwaterlichaam gebeurt het omgekeerde (nalevering). Dat brengt met zich mee dat een concentratiefront of een bepaalde concentratiecontour zich trager voortbeweegt dan het water zelf. Dit verschijnsel noemt men retardatie. 
Opgeloste organische verontreinigingen, zoals aromaten en chloorkoolwaterstoffen binden aan organische stof in de grondmatrix en bij uitstek aan veen. Opgeloste zware metalen vertonen, net als vele andere kationen, sorptiegedrag aan minerale bestanddelen (met name kleimineralen en ijzeroxiden).
De relatie tussen de hoeveelheid opgeloste en geadsorbeerde stof wordt uitgedrukt in de distributiecoëfficiënt Kd. Bij een lineaire relatie tussen de hoeveelheid opgeloste en geadsorbeerde stof. Indien deze wordt opgenomen in de stromingsvergelijking kan mathematisch worden aangetoond dat de stroomsnelheid van een bepaalde stof vc of beter gezegd de stroomsnelheid van een concentratiecontour direct is gekoppeld aan de Kd via:
Waarbij R de retardatiecoefficient is en gelijk is aan 1 + Kd
Deze lineaire relatie tussen opgeloste en geadsorbeerde stof geeft een redelijke eerste benadering, maar gaat niet altijd op. Meer gangbaar zijn de relaties volgens de Freundlich of Langmuir “isotherm” (figuur 5). Volgens de Freundlich isotherm is de hoeveelheid geadsorbeerde stof (mg/kg) evenredig met die in het water (mg/kg water). Voor de Langmuir isotherm geldt dat er een bovengrens is aan de adsorptie.
Bij sorptie van zware metalen en sommige organische verbindingen is n uit de Freundlich isotherm meestal kleiner dan 1 en ontstaat een convexe isotherm. In dat geval nemen de distributie- en retardatie coëfficiënten toe bij afnemende concentraties van de opgeloste stof. Dit betekent dat vooral de lage concentraties voorin in het front worden geretardeerd en daarmee het front de neiging heeft om scherper te worden. Aan de achterzijde gebeurt het omgekeerde. De stof zal dus nog relatief lang blijven naleveren. Voor veel organische verbindingen in lage concentraties voldoen lineaire isothermen meestal wel. Ook kan in het geval van niet lineaire isothermen de distributie- en retardatiefactoren worden gebruikt die een gemiddelde zijn van de hoge en lage concentraties.
Vergelijkingen adsorptie en retardatie
De dimensieloze distributiecoëfficiënt Kd is gelijk aan:
Hierin is s de hoeveelheid geadsorbeerde stof in mg/kg droge grond; C is de concentratie opgeloste stof in mg/l; rb is de dichtheid van de droge grond in kg/dm3 en q is de hoeveelheid geadsorbeerde stof in mg/l grondwater. Voor minerale grond is rb/n ongeveer 5 a 6 kg/l. Voor veen varieert dit van 0.4 tot 1 kg/l.
Let wel: Soms wordt de distributiecoëfficiënt (l/kg) gerapporteerd als:
De distributiecoëfficiënten voor organische verbindingen kunnen worden ontleend aan de distributiecoëfficiënten Kow bepaald voor water en octanol in het laboratorium. Hieruit kunnen voor verschillende stoffen en stofgroepen weer stofspecifieke distributiecoëfficiënten Koc worden bepaald op basis van empirische waarden. Voor het toepassen in stoftransportvergelijkingen moet wel rekening worden gehouden met het organisch stof gehalte:
Met foc als fractie organische koolstof
De distributiecoëfficiënten voor zware metalen kunnen worden ontleend aan de CEC van de matrix en de uitwisselingscoëfficiënt KZW/M van het zware metaal (ZW) en het dominante kation M.
Zie verder fysisch transport
Zie verder Fysisch transport
Referenties en aanvullende informatie
-
Appelo, C. A. J. and Postma, D. (2005) Geochemistry, Groundwater and Pollution. Completely revised Second Edition Balkema Publ. 649 pp. (2nd. print 2006, 3rd corrected print 2007)
-
-
-
-
-