ปัญหามลพิษทางดินสามารถพิจารณาเป็นแง่มุมใหญ่ๆ ได้ 3 แง่มุมคือ

             1. ดิน เป็นมลสารที่ก่อให้เกิดปัญหามลพิษ
             ส่วนประกอบของดินมีความเตกต่างกันตามลักษณะของสภาวะแวดล้อม อีกทั้งส่วนประกอบของดิน
จะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและการกระทำของมนุษย์ ซึ่งประกอบด้วยการผลิต 
การทิ้ง ทั้งในระหว่างกระบวนการผลิตหรือการทิ้งสิ่งของในลักษณะต่างๆ เช่น การล้าง การชำระสิ่งต่างๆ  บางส่วนของมลสารสามารถถูกย่อยสลายได้โดยกิจกรรมของจุลินทรีย์ในขณะที่บางส่วนนั้น ยังคงตกค้างในดินเป็นระยะเวลานาน ส่วนประกอบของดินเป็นตัวกำหนดความรุนแรงของปัญหามลพิษทางดิน หากมีส่วนประกอบของเชื้อโรค สารเคมี สารกำจัดศัตรูพืช สารพิษ มากถึงระดับที่เป็นอันตราย เมื่อดินเหล่านี้ถูกพัดพาไปยังแหล่งน้ำ อากาศ จะสามารถทำให้น้ำและ อากาศมีปัญหาตามมาได้ ทั้งนี้ปัญหารุนแรงมากขึ้นกว่าเดิมหรือรุนแรงน้อยกว่าเดิมขึ้นกับความสามารถในการจัดการ การควบคุม การกำหนดขอบเขตในการแก้ไขปัญหา และความสามารถในการแก้ปัญหา

                       1.1 ดินเป็นมลสารที่ก่อให้เกิดปัญหามลพิษทางอากาศ

                             การฟุ้งกระจายของเม็ดดินในรูปของฝุ่นก่อให้เกิดปัญหามลพิษทางอากาศ ความรุนแรงของปัญหาและบริเวณที่เกิดปัญหาจะขึ้นอยู่กับสภาพของอุตุนิยมวิทยา รวมทั้งขนาดของ เม็ดดิน ที่ฟุ้งกระจาย
นอกจากการเกิดปัญหาดังกล่าวแล้ว ฝุ่นของดินยังก่อให้เกิดปัญหา มลภาวะทางสายตา ผงฝุ่น ยังทำให้ประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงของพืชลดลง อีกทั้งยังทำให้ระบบหายใจของมนุษย์และสัตว์มีปัญหา

                             ปริมาณกากตะกอนที่กองอยู่บนดินและมูลสัตว์ต่างๆ เป็นอีกสาเหตุหนึ่งของการเกิดปัญหาเรื่องกลิ่นและการปลดปล่อยก๊าซหลายชนิดสู่บรรยากาศเช่น มีเทน (CH₄) สารประกอบของไนโตรเจนและสารประกอบของซัลเฟอร์ ทำให้เกิดปัญหาอันจะเป็นส่วนทำให้เกิดการ เปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศได้

                            นอกจากนี้ดินยังปลดปล่อยสารประกอบที่สามารถระเหยได้สู่บรรยากาศเช่นการปลดปล่อย
ไนโตรเจนในรูปของก๊าซ โดยกระบวนการดีไนตริฟิเคชั่น (Denitrification) การย่อยสลายของอินทรีย์สารต่างๆ
ในดิน จะปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) ซึ่งก๊าซทั้งสองชนิดนี้มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของ
โลกได้ด้วย

รูปที่ 4.7 กระบวนการในการฟุ้งกระจายของดิน ทำให้เกิดปัญหามลพิษทางอากาศ

                          1.2 ดินเป็นมลสารที่ก่อให้เกิดปัญหามลพิษทางน้ำ

                              เมื่อดินถูกพัดพาไปสู่แหล่งน้ำ โดยธรรมชาติหรือการกระทำของมนุษย์ จะส่งผลให้เกิด
ปัญหาขึ้นกับแหล่งน้ำ คือแหล่งน้ำตื้นเขิน ปริมาณน้ำในแหล่งน้ำลดลง โอกาสในการใช้ประโยชน์จากแหล่งน้ำลดลง สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำมีปัญหาในการดำรงชีวิต นอกจากนั้นการพัดพาดินไปสู่แหล่งน้ำยังส่งผลให้คุณภาพของน้ำเปลี่ยนแปลงไปตามส่วนผสมของอนุภาคดินที่ถูกพัดพาด้วย

                              ธาตุอาหารที่มีอยู่ในดินที่ถูกพัดพาลงสู่แหล่งน้ำจะเป็นปัจจัยส่งเสริมให้พืชน้ำเจริญเติบโตได้ดี โดยพืชน้ำที่มีการเจริญเติบโตอย่างดีจะขัดขวางการคมนาคมขนส่งทางน้ำ อีกทั้งหากพืชดังกล่าวตายจะเกิดการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ซึ่งต้องการออกซิเจนในการย่อยสลายพืชเหล่านั้น หากปริมาณของก๊าซออกซิเจนมีไม่เพียงพอจะทำให้เกิดกระบวนการย่อยสลายโดยไม่ใช้ออกซิเจน ทำให้เกิดก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ขึ้น

                              การกองมูลสัตว์และกากตะกอนต่างๆ ไว้บนดินก็เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดมลพิษทางน้ำได้ เช่นเดียวกัน หากว่ามูลสัตว์หรือตะกอนเหล่านั้นถูกพัดพาลงสู่แหล่งน้ำ

                             ปัญหาในการเกิดมลพิษทางน้ำจะมีความรุนแรงมากน้อยทั้งนี้ขึ้นกับประเภทของดิน ลักษณะสมบัติของเนื้อดิน ที่มีความสามารถในการดูดซับหรือกรองมลสารต่างๆ เหล่านั้นได้มากน้อยเพียงใด

รูปที่ 4.8 กระบวนการของดินที่ถูกพัดพาไปยังแหล่งน้ำและเกิดปัญหามลพิษทางน้ำ

               2. ดิน เป็นแหล่งรองรับมลสารต่างๆ ทั้งที่เป็นพิษและไม่เป็นพิษ ดินเป็นแหล่งรองรับและปกปิดสิ่งของต่างๆ ทั้งสารเคมี สารพิษ พลาสติก กระดาษ โฟม เศษอาหาร ซากพืช ซากสัตว์ โดยสิ่งของต่างๆ เหล่านี้มีทั้งสิ่งของที่สามารถเน่าเปื่อย ย่อยสลายผุพังไปตามกาลเวลา และไม่สามารถเน่าเปื่อยย่อยสลายผุพัง ซึ่งดินทำหน้าที่ในการรองรับสิ่งของต่างๆ ที่ทิ้งลงสู่ดินนั่นเอง ดินมีคุณสมบัติที่มีประจุทำให้สามารถดูดซับสารเคมีหรือสารพิษที่มีประจุ ดินมีพื้นที่ผิวจำเพาะมากทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีของสารต่างๆ ในดิน ทำให้เกิดสารประกอบที่ลดความเป็นพิษ หรือเกิดสภาวะ หรือเกิดสารใหม่ ที่มีสภาพไม่ก่อให้เกิดพิษ จุลินทรีย์ในดินก็สามารถใช้สารเคมีหรือสารพิษบางชนิดเป็นแหล่งของพลังงาน ทำให้สารพิษนั้นลดความเป็นพิษ รวมทั้งมีปริมาณลดลง นอกจากนี้แล้ว สารเคมีและสารพิษบางชนิด เป็นธาตุอาหารพืช หรือมีส่วนทำให้ธาตุอาหารในดินเพิ่มมากขึ้น หรือลดลงในปริมาณที่เพียงพอต่อการเจริญเติบโตของพืชด้วย

                 นอกจากนี้ดินยังสามารถรองรับสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ แต่จะต้องคำนึงถึงลักษณะทางกายภาพ และทางเคมีของดินประกอบด้วยเสมอ อัตราการใส่สารอินทรีย์ลงสู่ดินขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการจัดการ
กับสารอินทรีย์เหล่านั้น โดยจะต้องใส่ในปริมาณที่ไม่เกิดปัญหาดินเป็นพิษ นั่นหมายความว่าในการใส่สารอินทรีย์ลงในดินจะต้องคำนึงถึงขีดจำกัดสูงสุดของดินบริเวณที่จะดูดซับสารอินทรีย์เหล่านั้นไว้ด้วยลักษณะสมบัติของดิน

                อัตราการเติมสารอินทรีย์ลงในดินจะต้องคำนึงถึงปริมาณกากตะกอนและคุณภาพของผลผลิตที่ต้องการ โดยจะต้องคำนึงถึงสมดุลของปริมาณแอมโมเนียมไนโตรเจน (NH₄-N) กับปริมาณออกซิเจน

                ดินสามารถที่จะรองรับโลหะหนักและสารพิษต่างๆ ทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ ที่เป็นผลพลอยได้ จากการใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่างๆ ในชีวิตประจำวันของมนุษย์แล้วปล่อยทิ้งลงสู่ดิน ดินมีคุณสมบัติที่สามารถรองรับสารต่างๆ ได้เนื่องจากดินมีอนุภาคของสารคอลลอยด์  ทั้งชนิดอินทรีย์และ อนินทรีย์ ประกอบกับการที่ดินมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูง ดินมีองค์ประกอบของอนุภาคทั้งบวกและลบ จึงทำให้ดินสามารถที่จะดูดซับ ยึดเกาะโลหะหนัก สารเคมีอินทรีย์ สารเคมีอนินทรีย์ต่างๆ ไว้ได้ ทั้งนี้ความสามารถของดินในการดูดซับสารต่างๆ ได้ดีเพียงใดขึ้นกับสภาพของความเป็นกรด – ด่าง ปริมาณอินทรียวัตถุที่อยู่ในดิน รูปทางเคมีของโลหะหนักและของสารเคมีอินทรีย์ สารเคมีอนินทรีย์ อุณหภูมิ สภาพการระบายน้ำและลักษณะของเนื้อดิน

              ในการดูดซับโลหะหนักและสารพิษของดิน จะส่งผลต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์ในดินด้วย จุลินทรีย์ในดินจะสร้างกระบวนการในการต่อต้านพิษ รวมทั้งสร้างกระบวนการในการลดความเป็นพิษของโลหะหนักและสารพิษได้ด้วย ตัวอย่างเช่น

               - การผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์ (hydrogen sulfide production) จะมีผลทำให้เกิดสภาวะการตกตะกอนของโลหะหนักหรือสารพิษนั้นในรูปของโลหะหนักซัลไฟด์ หรือสารเคมีอินทรีย์ / อนินทรีย์ซัลไฟด์ที่ไม่ละลายน้ำ

               - การผลิตสารประกอบอินทรีย์ (production of organic compounds) จุลินทรีย์ในดินจะผลิตกรด
ซิตริก (citric acid) และ / หรือ กรดออกซาลิก (oxalic acid) ซึ่งสามารถยึดติดกับโลหะหนักหรือสารพิษได้
ทำให้โลหะหนักหรือสารพิษเหล่านั้นลดความเป็นพิษลง

               - การดึงดูดและการสะสม (uptake and accumulation) จุลินทรีย์ในดินสามารถที่จะดึงดูดและสะสมโลหะหนัก และ / หรือ สารพิษได้สองลักษณะคือ การยึดติดกับผนังเซลล์หรือส่วนที่เป็นเมือกและกระบวนการเกิดขึ้นด้วยการดึงดูดภายในจุลินทรีย์แล้วเกิดการตกตะกอนของโลหะหนัก และ / หรือสารพิษในจุลินทรีย์ ทำให้สารนั้นมีความเป็นพิษลดลง

                -  การเปลี่ยนรูปและสภาพ  (transformation) การต่อต้านการเกิดพิษนี้สามารถทำการควบคุมด้วยพันธุกรรมที่โครโมโซมหรือพลาสมิด

                สรุป   ปรากฏการณ์ในการลดพิษของโลหะหนัก  และ / หรือสารพิษนั้น ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นไม่สามารถคำนวณได้โดยง่ายจะต้องอาศัยผลของปฏิกิริยาร่วมกันระหว่างจุลินทรีย์โลหะ และสภาพแวดล้อมอื่นๆ เช่น อุณหภูมิ แสง น้ำ ออกซิเจน การลดความเป็นพิษสามารถ เกิดขึ้นได้สองลักษณะคือ การต่อต้านความเป็นพิษ (resistance) และการทนทานต่อความเป็นพิษ (tolerance)

รูปที่ 4.9 ปัญหามลพิษทางดิน

              3. ดิน เป็นพิษ
ดินเป็นพิษ หมายถึงดินที่มีสภาวะที่ไม่สามารถทำหน้าที่รองรับของเสียและสารพิษต่างๆ ซึ่งอาจจะเป็นสารอินทรีย์
หรือสารอนินทรีย์ โดยวิธีการดูดซับไว้ที่อนุภาคของดินได้ ซึ่งปัญหาที่ต่อเนื่องตามมา คือปัญหาในการที่ชนิด ปริมาณและกิจกรรมของจุลินทรีย์ในดินได้รับความกระทบกระเทือนโดยตรงและโดยอ้อม ทำให้กระบวนการในการย่อยสลายของจุลินทรีย์เปลี่ยนแปลงไป พืชที่ปลูกในดินที่เป็นพิษจะมีปัญหาเรื่องคุณภาพของผลผลิต โดยพืชจะมีการสะสมสารพิษตามส่วนต่างๆ ของพืช เมื่อสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นมาบริโภคพืชนี้จะทำให้พิษต่างๆ มีการถ่ายทอดมาสู่สิ่งมีชีวิตเหล่านั้น อันเป็นเหตุให้เกิดปัญหาสุขภาพตามมา

                การเป็นพิษของดินสามารถเกิดขึ้นได้เองโดยธรรมชาติ เช่นการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาทำให้เกิดการสะสมของหินและแร่ต่างๆ ที่สามารถก่อให้เกิดความเป็นพิษ แก่สิ่งมีชีวิตได้ แต่ปริมาณของสารพิษในดินนั้นจะขึ้นกับสภาวะแวดล้อมอื่นๆ ด้วย เช่น ความเป็นกรด-ด่าง อุณหภูมิ นอกจากนี้ในบางกรณีการเกิดดินเป็นพิษ เกิดเนื่องจากดินนั้นอยู่ในพื้นที่ที่มีแร่กัมมันตรังสี จึงเป็นเหตุให้ดินในบริเวณนั้นเป็นพิษได้

                กิจกรรมของมนุษย์ที่ทำให้เกิดดินเป็นพิษสามารถแบ่งออกได้เป็นสองกลุ่มคือ เกษตรกรรมและ
อุตสาหกรรม

                          - ดินเป็นพิษในภาคเกษตรกรรม เกิดจากการใส่ปุ๋ยลงในดินเพื่อให้ได้ผลผลิตทางการเกษตรกรรมมากขึ้น ซึ่งจะทำให้เกิดการตกตะกอนของสารพิษ การสะสมของสารพิษได้ การเปลี่ยนแปลงสภาวะของดินทำให้ดินเป็นกรดมากขึ้น หรือทำให้คุณสมบัติทางกายภาพของดินเสื่อมลง ทำให้กิจกรรมของจุลินทรีย์มีมากขึ้น รวมทั้งเกิดจากการใช้ยาปราบศัตรูพืชที่เป็นทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์จะทำให้เกิดพิษที่ทำลายสิ่งมีชีวิตในดิน หรือจุลินทรีย์ในดิน รวมทั้งทำให้เกิดผลลบแก่พืชที่เจริญเติบโตในบริเวณนั้น แต่ทั้งนี้ขึ้นกับความคงทนของดิน ซึ่งพิจารณาจากค่าครึ่งชีวิต (Half life period) ของสารกำจัดศัตรูพืชนั้น ค่าครึ่งชีวิต หมายความว่า ตัวเลขในการประมาณ ให้ทราบถึง เมื่อเวลาผ่านไปช่วงครึ่งชีวิต ปริมาณของสารนั้นจะลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณสารตั้งต้น

                          - ดินเป็นพิษในภาคอุตสาหกรรม การเกิดความเป็นพิษนั้นจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ขึ้นกับวัตถุดิบ กระบวนการผลิต วิธีการผลิต ประเภทของผลผลิตที่ได้ ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ถึงโอกาสของการเกิดความเป็นพิษของดิน เพราะว่าในทุกขั้นตอนมีการปล่อยสารพิษลงสู่ดิน

รูปที่ 4.10 ปัญหามลพิษทางดิน