Míra ohrožení životního prostředí a jeho složek a osud kontaminantu v životním prostředí závisí primárně na fyzikálních a chemických vlastnostech kontaminantu. Zásadní rozdíly v chování kontaminantů lze vysledovat v závislosti na jejich skupenství.

Plynné kontaminanty (například freony nebo SO₂) představují přímé ohrožení kvality ovzduší, zatímco ostatní složky (zeminy, podzemní vody) v první fázi prakticky neovlivňují. V dalších fázích je ovšem jejich působení již komplexní. Freony jsou například díky atmosférické cirkulaci transportovány z teplejších oblastí do oblastí světových pólů a kumulují ve vysokých oblastech atmosféry, kde negativně ovlivňují ozónovou vrstvu. Jiné plynné kontaminanty se (v závislosti na bodu varu/tensi par) mohou spolu se sněhovými nebo dešťovými srážkami koncentrovat a ovlivňovat tak okolí v místech spadu .

Tuhé kontaminanty, pokud jsou nerozpustné, zůstávají z převážné části deponovány ve svrchních několika centimetrech povrchové vrstvy zeminy. Do spodnějších půdních horizontů se mohou dostávat pouze transportem se srážkovými vodami puklinami v půdách. Migrace z místa primární kontaminace nastává téměř výhradně větrnou erosí a přenosem jemných půdních částic. Pokud mají měřitelnou tensi par (zejména organické kontaminanty) mohou být ve větší či menší míře jako páry transportovány vzdušnými masami do vzdálenějších až polárních oblastí planety. Rozpustné tuhé kontaminanty jsou srážkovými vodami transportovány do spodních vrstev půdního horizontu a představují akutní ohrožení kvality podzemních vod.

Výrazně složitější je potom chování kapalných (téměř výhradně organických) kontaminantů. Kontaminanty rozpustné ve vodě jsou vždy akutním ohrožením pro podzemní vody, protože jejich transport srážkovými i podzemními vodami je relativně rychlý. Na druhé straně tato vlastnost positivně ovlivňuje rychlost a ekonomiku dekontaminace.

Podpovrchová kontaminace ve vodě omezeně rozpustným kontaminantem může potenciálně existovat ve čtyřech fázích:

• plynná fáze: kontaminanty jsou přítomny jako páry v nenasycené zóně (významná u VOCs)

• tuhá fáze: kontaminanty jsou v kapalné formě adsorbovány na částečky zeminy v nasycené i nenasycené zóně

• vodná fáze: kontaminanty jsou rozpuštěny ve vodě v pórech podle své rozpustnosti jak v nasycené tak v nenasycené zóně

• nemísitelná fáze: kontaminanty jsou přítomny jako nevodná kapalná fáze (NAPLs - Non-Aqueous Phase Liquids) primárně v nenasycené zóně.

Lehké NAPLs - LNAPLs mají hustotu nižší než jedna a mají tendenci plavat na hladině podzemní vody. Těžké (dense) NAPLs - DNAPLs mají hustotu vyšší než 1 a mají tendenci klesat ke "dnu" vodonosných vrstev podzemních vod (Obr. 1). DNAPLs a LNAPLs se mohou vázat na zeminu kapilárními silami a mohou se vyskytovat i ve svrchních vrstvách vody v přechodných nebo svrchních částech zvodnělé vrstvy (kolektoru). Jedna nebo více tekutých fází (plynná, kapalná, vodná nebo nemísitelná) může obsazovat prostory pórů v nenasycené zóně. Zbytkový objem kapaliny může být zadržován kapilární přitažlivostí v porézních materiálech (NAPLs nejsou přítomny jako homogenní fáze, ale jako isolované zbytkové kapičky - kuličky). Povaha a míra transportu je určena interakcemi mezi transportními vlastnostmi kontaminantu (jako hustota, tense par, viskosita a hydrofobnost) a podpovrchovým okolím (geologie, mineralogie zvodnělé vrstvy, hydrologie podzemní vody).

Obr. 1

Podrobněji je průběh kontaminace a další osud kontaminantů v prostředí ukázán na Obr. 2. Jakmile dojde k rozlití (kontaminaci), kapalina migruje svisle pod povrch dokud zbytkové nasycení (ta část kapalného kontaminantu který zůstává v prostorech pórů jako výsledek kapilárních sil poté co se NAPL pohybují zeminou NAPL vázaná na zeminu v nenasycené zóně) nevyčerpá kontaminant nebo dokud kontaminant nedosáhne kapilární obruby (kapilární třáseň) nad hladinou podzemní vody. Poté dochází k jistému rozšiřování objemu volné kapaliny, které probíhá do té doby, dokud se tlak infiltrující kapaliny nezvýší natolik, aby penetrovala do vodní hladiny. Tlak infiltrující kapaliny vtlačuje rozlitou kapalinu pod povrch vodní hladiny.

Obr. 2

Kapalina lehčí než voda se zejméne rozšiřuje horizontálním směrem, teče po vodní hladině a vytváří val, který se počíná stlačovat do rozšiřujících se čoček a je unášena ve směru toku podzemní vody. Současně se jednotlivé složky kontaminantu rozpouštějí v přítomné vodě (podle své rozpustnosti - žádná organická látka či směs organických látek není absolutně nerozpustná ve vodě) a vypařují (podle své tense par). Rozpouštění kontaminantů ze zbytkového nasycení nebo ze zbytkové kapaliny do vody může probíhat jak v nenasycených tak v nasycených částech podpovrchových vrstev s tím, že kontaminace pak postupuje dále s pohybem vody. Jak se okraj rozpuštěných složek pohybuje pryč od vtékající tekutiny, interakce s částečkami zeminy ovlivňují jejich koncentrace. Složky pevněji vázané na materiál zvodnělé vrstvy se pohybují pomaleji než tekoucí voda a jsou nalézány blíže zdroje. Složky méně pevně vázané na částice zeminy se pohybují rychleji a jsou nalézány v čele kontaminace.

Podpovrchová kontaminace se šíří do dalších oblastí jednak pohybem kapalných fází, jednak pohybem plynné fáze. Zejména v případě VOCs je významné vypařování ze zbytkového nasycení nebo zbytkové kapaliny do nenasycených prostorů pórů, které produkuje plynné bublinky. Boční (laterální) pohyb těchto plynných bublinek je nezávislý na pohybu podzemní vody a může být výsledkem buď advekce (přenos prouděním) nebo difúze. Advekce je proces, jímž jsou kontaminanty ve formě bublinek transportovány pohybem vzduchu. Může být způsobována tlakem vzduchu nebo hustotními gradienty. Difúze je pohyb kontaminantů z oblastí vysokých tensí par do oblastí nižších tensí par. Také odpařování z kontaminovaných podzemních vod (zejména u látek s vysokou rozpustností ve vodě) může vytvářet bublinky par. U sloučenin s hustotou par vyšší než vzduch může probíhat tok parního valu jako výsledek gradientu hustoty. Těkavé složky kontaminantu jsou schopné difúzního transportu způsobujícího pohyb parního valu směrem od zbytkové saturace v nenasycené zóně. Transport prostřednictvím plynné fáze může být provázen následným rozpouštěním v podzemní vodě. Vzorky půdního vzduchu odebrané z oblasti poblíž místa kontaminace typicky obsahují relativně vyšší koncentrace těkavějších látek než vzorky z oblastí, kam byla kontaminace transportována tokem podzemní vody.

Je-li hustota kontaminantu vyšší než hustota vody, pohybuje se nadále vertikálně až k nepropustnému podloží. Poté jeho tok sleduje profil podloží. Směr pohybu kontaminantu může být i opačný než směr pohybu podzemní vody, kontaminant se může kumulovat a vytvářet ložiska v prohlubních podloží. Procesy dalšího transportu kontaminace jsou obdobné jako v předchozím případě.