KUALITI AIR

Mikrobiologi air

- mikroorganisma penting dalam air dan kumbahan kerana:

1. mereka sebagai agen penyakit berjangkit

2. mereka sebagai agen dalam pemilhan kumbahan secara biologi

- mikroorganisma dalam air adalah pelbagai, ada yang hidup menggunakan

bahan organik, ada yang menggunakan bahan bukan organik, ada yang hidup

dengan oksigen, dan ada yang hidup tanpa oksigen dan berbagai-bagai

keperluan yang berbeza di antara satu spesis dengan spesis yang lain

- sifat mereka yang boleh hidup dalam keadaan yang mudah dan keperluan

untuk terus hidup adalah minima membolehkan mereka hadir dalam situasi

yang sangat pelbagai

Bakteria

- sistem kehidupan yang paling mudah adalah bakteria atau prokaryotes, yang

merupakan kumpulan mikroorganisma yang sangat pelbagai

- sifat yang menetukan mereka adalah kurangnya membran nuklear, peralatan

mekanisma tidak terdpat dalam organel, dan mereka sistem reproduksi dengan

cara pembelahan (fission)

- bentuk sel bakteria secara umum adalah seperti gambarajah:

- ada bakteria yang boleh membentuk spora bila berada dalam persekitaran yang

tidak mengizinkan pembiakan

- spora adalah keadaan tidak aktif bakteria dan bakteria dalam genus Bacillus

dan Clostridium

Eukaryotes

- Eukaryotes adalah peringkat kehidupan yang lebih tinggi dari prokaryotes

sifat utama yang membezakan eukaryotes dari prokaryotes adalah kehadiran

nukleus di dalam membran nuklear kawasan di luar nukelas adalah sitoplasma

- Sel eukaryotes adalah satu magnitud lebih besar dari sel bakteria

- Kebanyakan eurokaryotes adalah mikroorganisma aerobik (memerlukan

oksigen)

- Sel eurokaryotes yang biasa adalah seperti dalam gambarajah di bawah:

1. Algae

- lagae adalah mikroorganisma yang menggunakan cahaya matahari untuk

sintesis dan boleh didapati dalam bentuk satu sel atau banyak sel

- mereka boleh didapati dalam tiga warna iaitu hijau, coklat dan merah

- warna hijau adalah kerana kehadiran klorofil a

- algae memainkan peranan dalam proses rawatan kumbahan

- kebanyakan algae tidak merbahaya, tetapi menjadi masalah dalam rawatan air

- kehadiran alage yang banyak menyebabkan masalah rasa dan warna air

- “algal bloom” adalah fenomea pembiakan algae yang tidak terkawal akibat

kehadiran nutrien yang tinggi di dalam air

- algae boleh menghasilkan toksin yang bahaya kepada manusia

2. Fungi (kulat)

- kulat adalah mikroorganisma yang biasanya berfilamen dan mempunyai

dinding sel yeng sebenar

- filamen secra individu dipanggail haifa

- Yis adalah kulat yang tidak berfilamen yang membiak melalui proses yang

dipanggil “budding”

- Kebanyakan kulat adalaj mikroorganisma aerobik, boleh hidup pada pH yang

lebih rendah dari bakteria, dan keperluan untuk N serta P juga kurang dari

bakteria

- Sifat ini membuatkan mereka berguna untuk menguraikan kumbahan industri

3. Protozoa

- protozoa adalah mikroorganisma satu sel

- kebanyakan mempunyai flagella atai silia

- kebanyakan protozoa memakan bakteria dan eukaryotes yang lain

- peranan protozoa dalam pembersihan air tidak begitu penting

- ada juga beberapa protozoa yang membawa penyakit sperti Plasmodium yang

membawa penyakit malaria

4. Mikroorganisma lain

- ada juga mikroorganisma yang tidak termasuk dalam kumpulan prokaryotes

dan eukaryotes seperti virus

- virus adalah mikroorganisma yang tidak mempunyai sel yang mengandungi

protin dan asid nukleik

- virus tidak boleh membiak atau melakukan metabolisma sendiri kerana

mereka adalah parasit yang menyerang sel lain

- serangan virus ini akan mengarahkan sel yang diserang untuk menmbina virus

baru

- virus adalah spesifik kepada hos yang tertentu sahaja

Pengenalan dan pengiraan mikroorganisma

- prosedur mengenal dan mengira bilangan mikroorganisma adalah proses yang

rumit yang melibatkan banyak ujian

- prosedur pengenalan melibatkan kajian fizikal dan pengukuran tindakbalas

mikroorganisma kepada keadaan fisiologi dan reaksi kepada beberapa bahan

- Untuk bakteria, boleh merujuk kepada Bergey’s Manual of Systematic

Bacteriology

- Kaedah pengiraan yang biasa digunakan adalah:

1. Nombor paling Mungkin (Most Probable Number) – MPN

2. Turasan membran

1. Nombor Paling Mungkin (MPN)

- Kaedah MPN (Greenwood dan Yule, 1971) adalah kaedah di mana beberpa

siri larutan pada isipadu yang berbeza dari sampel yang mengandungi kultur

mikroorganisma diambil dan larutan ini dimasukkkan kedalam tabung uji yang

mengandungi media tumbesaran

- Jika larutan sampel tadi mengandungi satu atau lebih mikroorganisma yang

mana ujian ini direka, maka reaksi positif (pembiakan) akan berlaku dalam

tabung uji

- Nombor tabung uji yang positif berkait dengan densiti mikroorganisma dalam

sampel asal

- Kaedah ini berdasarkan kepada analisa statistik

- Lihat gambarajah di bawah yang menunjukkan bagaimana teknik MPN

dijalankan:

1. Kaedah turasan membran

- prosedur ini melibatkan penurasan sampel air pada isipadu yang diketahui

melepasi penuras yang mana liangnya adalah lebih kecil dari spesis atau

kumpulan yang hendak dianalisa

- Hampagas diperlukan untuk proses penapisan ini

- Penuras ini kemudian diletakkan dalam mangkuk petri yang mengandungi

media tertentu dan kemudian mangkuk petri dieram pada suhu yang sesuai

- Satu sel bakteria akan menghasilkan koloni yang boleh dilihat semasa eraman

- Koloni yang memperlihatkan reaksi kepada media dikira

- Teknik ini mengandaikan bahawa setiap koloni terhasil dari satu sel, oleh itu

adalah penting untuk sampel digoncang untuk memecahkan gumpalan dan

mengagihkan mikroorganisma pada penuras

- Media yang selektif telah dihasilkan untuk beberapa mikroorganisma yang

penting kepada kualiti bekalan air

Kaedah mengesan virus

- virus adalah agen pembiakan penyakit yang dibawa oleh air

- pengesanan dan pengiraannya adalah lebih susah dari pengesanan dan

pengiraan bakteria atau protozoa

- teknik mengesan virus melibatkan 2 peringkat:

1. memekatkan sampel

2. mengira jumlah dan jenis virus

- pemerhatian terus virus boleh dibuat menggunakan mikroskop elektron

- kaedah lain adalah dengan cara melihat perubahan morfologi (bentuk) sel hos

hidup, dan kaedah ini dipanggil cytopathogenicity

Air, air kumbahan, dan penyakit

- oleh kerana air merupakan agen pengangkutan najis, banyak patogen

(mikroorganisma pembawa penyakit) memasuki air melalui jalan ini

- kebanyakan mikroorganisma mempunyai tempoh masa tertntu antara

kehadiran dalam air dari pembunagan najis dari pembawa dan menjadi tidak

berkesan

- ada patogen menjadi tidak berkesan hanya setelah 1 tahun, dan ada yang Cuma

memerlukan beberapa hari sahaja untuk menjadi tidak berkesan

- ada patogen yang boleh membiak diluar tubuh manusia yang menjadi hos

- patogen boleh terdiri dari bakteria, virus, protozoa, dan cacing (helminth)

Patogen bakteria

- Patogen bakteria yang biasa adalah seperti di dalam senarai di bawah:

Agen Penyakit Simpanan

Campylobacter spp.

Escherichia coli

Legionella spp.

Mycrobacterium spp.

Salmonella spp.

Salmonella typhi

Vibrio cholerae

Vibrio spp.

Cirit-birit (Diarrhea)

Cirit-birit

Pneumonia (paru-paru) berair

Batuk kering (tuberculosis)

Keracunan makanan, salmonellosis

Demam kepialu (typhoid)

Taun (Cholera)

Cirit-birit

Haiwan

Manusia

Akuatik

Manusia/lembu

Manusia/haiwan

Manusia

Manusia

Manusia/haiwan

- kebanyakan patogen bakteria membawa penyakit yang berkaitan dengan cirit-

birit atau disenteri (gastroenteritis) atau radang perut

- patogen najis adalah punca utama panyakit bawaan air

- V. cholerae boleh bertahan lama dalam persekitaran yang susah

- Ada patogen yang mesti hidup dalam makanan untuk membawa penyakit

seperti spesis Salmonella

- Cara mengawal penyakit di atas adalah dengan:

1. merawat air minuman

2. memegang makanan dengan cara yang betul

3. amalan kebersihan di rumah yang baik

Patogen virus

- Kebanyakan virus yang membawa penyakit adalah dalam kumpulan

enterovirus, iaitu virus yang membiak dalam usus

- Di bawah adalah senarai penyakit dan virus yang membawanya:

Agen Penyakit Simpanan

Adenovirus

Coxsackie

Echovirus

Hepatitis A

Poliovirus

Reovirus

Rotavirus

Banyak

Banyak

Banyak

Hepatitis

Poliomyelitis

Banyak

Radang perut

Manusia

Manusia

Manusia

Manusia

Manusia

?

?

Patogen protozoa

- contoh patogen protozoa adalah seperti di bawah:

Agen Penyakit Simpanan

Entamoeba histolytica

Giardia Lamblia

Balantidium coli

Cryptosporidium

Disenteri, radang kolon

Cirit-birit

Radang kolon, cirit-birit

Cirit-birit

Manusia

Manusia

Manusia

Manusia

- berdasarkan kepada banyak tempat, Entamoeba histolytica adalah yang paling

biasa ditemui

Penunjuk pencemaran oleh najis

- untuk mengira dan mengenalpasti patogen memerlukan tenaga manusia yang

ramai, masa yang banyak dan kos yang mahal

- Oleh itu perlu ada penunjuk yang sesuai yang mengisyaratkan potensi

kehadiran mikroorganisma patogen

- Hukum paling utama untuk organisma penjuk adalah: ia mesti hadir apabila

patogen hadir dan tiada apabila patogen tiada

- Melihat dari hubungan antara patogen dan najis manusia/haiwan dan

mengambil kira beberapa kesesuaian praktis, mikroorganisma penunjuk yang

ideal mesti mempunyai sifat berikut:

1. mesti datang dari usus manusia dan haiwan berdarah panas

2. mesti mudah, cepat, dan tepat untuk dikira dan dikenalpasti

3. analisa yang murah

4. hidup lebih lama dari patogen diluar usus

5. mesti hadir dengan banyak

6. bukan merupakan patogen

- oleh kerana haiwan juga membawa patogen dalam bilangan yang lebih kecil

dari manusia, maka 2 penunjuk adalah lebih ideal, satu untuk manusia dan satu

untuk haiwan

- dengan adanya 2 penunjuk maka penilaian tentang ancaman kesihatan boleh

dibuat dan punca pencemaran boleh dikenalpasti

- bakteria adalah organisma hidup yang utama dalam najis, menjadikan

sebahagiannya sesuai digunakan sebagai mikroorganisma penunjuk

Mikroorganisma penunjuk

- penggunaan bakteria sebagai penunjuk kebersihan air telah dilakukan sejak

tahun 1800 lagi apabila von Fritsch menerangkan bagaimana Klebsiella

pneumonia dan K. rhinoscleromatis sebagai mikroorganisma yang biasa

ditemui dalam najis

- di antara mikroorganisma penunjuk yang biasa digunakan ialah:

1. koliform

2. Fecal streptococci

3. Clostridium perfringens

Koliform najis

- kumpulan koliform adalah mikroorganisma penunjuk yang paling meluas

penggunaannya sejak dari dulu sampai sekarang

- kumpulan ini adalah mikroorganisma yang mempunyai habitat dalam usus

manusia dan haiwan berdarah panas

- kumpulan ini kesemuanya aerobik atau fakultatif anaerobik, gram negatif,

tidak membentuk spora, berbentuk rod dan menapaikan laktosa dalam masa 48

jam pada suhu 35oC

- untuk air minuman, koliform secara total digunakan sebagai penunjuk

- masalah utama kumpulan koliform sebagai penunjuk ialah sebahagian dari

mereka sebagai contoh Enterobacter aerogenes boleh ditemui di dalam

persekitaran

- dalam najis manusia 96.4% koliform adalah koliform najis

- Escherichia coli adalah mikroorganisma utama dalam koliform najis

Fecal Streptococci

- Fecal streptococci adalah penunjuk utama pencemaran oleh najis

- bakteria yang termasuk dalam kumpulan ini adalah Streptococcus bovis, S.

durans, S. equinus, S. faecalis dan S. faecium

- Nisbah koliform najis:fecal streptococci dalam najis manusia ialah 4.0:1

manakala dalam najis haiwan < 1.0:1

Clostridium perfringens

- Clostridum perfringens dijumpai dalam usus manusia dan haiwan tetapi dalam

jumlah yang sedikit berbanding dengan 2 penunjuk yang terdahulu

- Sifat utama yang menjadikan C. perfringens sesuai sebagai penunjuk ialah ia

boleh membentuk spora dalam persekitaran yang tidak sesuai, maka ia boleh

hidup dalam jangka masa yang lama berbanding dengan 2 penunjuk yang

terdahulu

- Oleh itu ia sesuai menjadi penunjuk untuk patogen enterovirus di mana 2

penunjuk terdahulu akan hilang lebih dahulu dari virus tersebut

- C. perfringens adalah mikroorganisma anaerobik

Proses menyahkan patogen dari air dan air kumbahan

- operasi pemulihan kumbahan lebih tertumpu kepada pengurangan bahan

organik dan bahan kimia

- tetapi sebahagian dari patogen dan penunjuk akan dibuang dalam kebanyakan

proses

Komponen air dan Piawai kualiti

- daripada 100 unsur yang boleh dijumpai secara semulajadi, hanya 16 sahaja

dijumpai sebagai penting untuk sistem kehidupan

- Unsur yang membentuk asas molekul biologi organik adalah yang paling

banyak manakala yang lain hadir dalam kuantiti yang berbeza-beza

- Jadual di bawah menunjukkan unsur yang dijumpai dalam sistem kehidupan:

Kumpulan unsur Ulasan

C, H, O, N, P, S

Ca, Cl, K, Mg, Na

Co, Cu, Fe, Mn, Zn

Al, B, I, Mo, Si, V

Unsur utama molekul organik

Unsur yang dijumpai melebihi trace element

Trace element

Umumnya tidak penting

- unsur yang tidak disenaraikan mempunyai kesan ytang berbeza kepada

kehidupan, ada yang tidak memberi apa-apa kesan manakala yang lain ada

yang toksik

- sebahagian unsur yang tidak merbahaya atau yang diperlukan untuk kehidupan

kadangkala menjadi merbahaya kepada ekosistem jika kepekatannya melebihi

had biasa

Pencemaran air

- pencemaran air berlaku dari sumber semulajadi dan sumber buatan manusia

- pembuangan effluen dari kawasan perumahan dan bandar menyebabkan

pencemaran dan punca utama wabak penyakit bawaan air

- bahan-bahan yang mencemarkan air terdiri dari:

1. bahan bukan organik seperti logam-logam berat, nitrat, fosfat dan

karbonat

2. bahan organik seperti racun serangga, bahan kimia industri

3. bahan radioaktif

Pemulihan air dan air kumbahan

- Loji rawatan air dan air kumbahan direka berdasarkan kepada konsep satu unit

oprasi, di mana satu operasi dioptimakan untuk menyelesaikan satu tugas,

walaupun semasa menjalankan tugas itu, lebih dari satu masalah dapat

diselesaikan

- pemilihan operasi rawatan bergantung kepada kualiti dan kepelbagaian sumber

air dan objektif rawatan, yang mana berbeza bagi industri berbanding

keperluan awam

Loji rawatan air mentah

- Di antara unit operasi yang boleh dimasukkan kedalam loji pembersihan air

adalah seperti berikut:

1. rawatan menggunakan karbon teraktif

2. pengudaraan

3. pengapungan udara

4. rawatan biologi

5. campuran kimia

6. pengumpalan

7. nyah-infeksi

8. penapisan

9. penambahan florida

10. pengadang

11. sedimentasi

12. lain-lain

Karbon teraktif

- karbon teraktif adalah penjerap bahan terlarut

- ia digunakan untuk menghilangkan bahan yang menyebabkan rasa dan bau

serta bahan organik yang toksik

- pemendakan berlaku pada permukaan karbon

- ia boleh digunakan untuk menghilangkan klorin

- ia boleh digunakan semula dengan memanaskannya supaya bahan yang

- terlekat akan meruwap

- ia juga boleh digunakan sebagai media dalam proses penapisan

Pengudaraan (aeration)

- proses ini mendedahkan air kepada udara untuk membuang bahan larut yang

mudah meruwap seperti bahan organik yang toksik

- penambahan oksigen kedalam air boleh mengoksidakan Fe, Mn, dan lain-lain

logam supaya ianya tidak larut

- mendakan logam ini akan dibuang semasa proses sedimentasi

- ia adalah proses pertama dikenakan kepada air

Pengapungan udara (air flotation)

- digunakan untuk memisahkan bahan terampai dari air dan kadangkala

digunakan sebagai alternatif kepada sedimentasi

- udarayang berada dibawah tekanan dimasukkan dan menyebabkan keujudan

gelembung udara yang larut

- ini akan menyebabkan bahan terampai timbul dipermukaan air

Rawatan biologi (Biological treatment)

- rawatan biologi digunakan untuk menukarkan NH3-N kepada nitrat,

membuang nitrogen, dan membuang bahan organik dari air

- ia boleh tercapai dengan menggunakan penapis dan karbon teraktif yang

disusun dalam packed beds atau fluidized beds

- ammnonia-nitrogen di tukar kepada nitrat, dan nitrat ditukar secara biologi

kepada nitrogen melalui proses denitrifikasi

Campuran kimia (Chemical feed mixers)

- banyak proses bergantung kepada campuran bahan kimia

Pengumpalan (Coagulation)

- ini adalah proses di mana bahan kimia dicampur untuk menggumpalkan bahan

koloid sesama sendiri atau dengan bahan terampai untuk membentuk

gumpalan yang lebih besar dan mudah mendak

Nyah-infeksi (Disinfection)

- proses membuang atau menyah-aktifkan mikroorganisma patogen, tetapi tidak

semestinya membunuh (sterilization)

- agen kimia seperti klorin boleh digunakan atau menggunakan pancaran UV

atau radiasi

- sekarnag ini ozon semakin banyak digunakan sebagai penyah-infeksi

- nyak-infeksi adalah rawatan terakhir yang dikenakan kepada air

Penapisan (filtration)

- air bergerak melalui penuras yang mengandungi pasir atau media lain

- biasanya proses ini dilakukan selepas proses sedimentasi supaya partikel yang

tidak mendak dapat dibuang melalui proses ini

- sebahagian dari bakteria juga boleh dibuang menggunakan penapisan tetapi

tidak cukup untuk menjamin air yang selamat

- terdapat dua jenis penuras; penuras pasir perlahan dan penuras cepat yang

mengandungi pasir, anthracite dan bahan lain

Penambahan florida (Flouridation)

- florida ditambah untuk mengurangkan kerosakan gigi

- florida ditambah pada akhir rawatan pada kadar di mana ianya tidak

menyebabkan pengumpalan

Pengadang (Screens)

- pengadang digunakan untuk membuang bahan terampai yang besar dari air

- bahan ini boleh merosakkan pam dan menyebabkan sistem rawatan air

tersumbat

- bisanya ia diletakkan pada awal rawatan

Sedimentasi (sedimentation)

- jika dibiarkan pada keadaan tenang, pepejal terampai boleh mendak

disebabkan oleh graviti

- bahan mendak ini boleh dikaut dan dibuang

- 3 rajah di bawah menunjukkan sistem untuk rawatan air mentah

Rawatan pemulihan air kumbahan

- bisanya air kumbahan dirawat dengan gabungan operasi fizikal, kimia dan

biologi

- walau bagaimanapun, rawatan air kumbahan boleh dilakukan hanya dengan

kaedah fizikal dan kimia sahaja

- proses rawatan akan menegluarkan bahan yang tidak diingini atau menjadikan

air tidak merbahaya

- dalam proses rawatan, bahan organik akan dimusnahkan, kelodak serta

lempung serta bahan terampai akan dikeluarkan

- Di antara operasi dalam rawatan air kumbahan ialah:

1. rawatan karbon teraktif

2. apungan udara

3. rawatan biologi secara erobik

4. rawatan biologi secara anaerobik

5. campuran bahan kimia

6. penapisan

7. pengumpalan

8. pengadang

9. sedimentasi

10. pemekatan dan nyah-air enapcemar

11. pencernaan enapcemar

12. kolam penstabil

rawatan karbon teraktif

- merupakan proses yang tersendiri atau ditambah kepada operasi rawatan

biologi

- tujuannya sama seperti dalam rawatan air mentah

apungan udara

- seperti penerangan pada rawatan air mentah

rawatan biologi secara erobik

- dalam proses ini oksigen dibekalkan kepada mikroorganisma

- mikroorganisma ini mengoksidakan bahan organik kepada karbon dioksida

dan produk lain serta membina tisu baru

- ada proses seperti turas perenjis (trickling filters) atau cakera biologi

(biodisks) menggunakan media keras untuk memberikan permukaan bagi

bakteria membiak dan berkumpul

- bekalan oksigen diambil dari udara

- proses enapcemar teraktif (activated sludge) ialah proses dimana

mikroorganisma dicampur dengan air kumbahan (lihat rajah):

- udara dipam kedalam bekas untuk membekalkan oksigen dan mencampurkan

bahan dalam bekas

- proses ini direka untuk mengoksidakan nitrogen atau membuang nitrogen dari

air kumbahan

- semua proses rawatan biologi secara aerobik menukarkanbahan organik larut

kepada pepejal biologi yang biasanya akan dibuang dalam proses sedimentasi

- oleh itu proses rawatan biologi secara erobik bisanya diikuti oleh rawatan

sedimentasi untuk memendakkan pepejal biologi yang telah dicernakan dalam

proses biologi

rawatan biologi secara anaerobik

- Jumlah air kumbahan yang banyak serta pekat lebih sesuai untuk dirawat

menggunakan proses anaerobik

- Rawatan anaerobik berlaku dalam reaktor yang tertutup untuk menghalang

udara masuk

- mikroorganisma anaerobik menukar bahan organik terampai dan terlarut

kepada biojirim dan gas methana

- ada proses yang menggunakan bahan pepejal untuk menyokong pembiakan

bakteria dan ada juga proses membiarkan bakteria terampai

campuran bahan kimia

- bahan kimia dicampur dalam proses fizikal dan kimia dan kadangkala

digunakan juga dalam proses biologi

penapisan

- digunakan dalam proses fizikal dan kimia untuk membuang bahan pepejal dan

koloid yang tidak mendak

- juga digunakan untuk membuang algae dalam kolam penstabilan

pengumpalan

- sama seperti dalam rawatan air mentah

- penting dalam proses fizikald an kimia tetapi tidak dalam proses biologi

pengadang

- sama seperti dalam rawatan air mentah

sedimentasi

- digunakan dalam penjernihan primer dan sekunder

- dalam penjernihan primer proses ini direka untuk membuang bahan pepejal

yang boleh mendak dari kumbahan sebelum rawatan biologi dilakukan

- proses ini lebih murah dari rawatan secara aerobik

- dalam penjernihan sekunder selepas rawatan biologi, ia direka untuk

membuang biojirim yang terbentuk semasa rawatan biologi dan lain-lain

pepejal yang hadir

- selain dari penjernihan, proses ini juga digunakan untuk memekatkan

enapcemar yang terkumpul

pemekatan dan nyah-air enapcemar

- tujuan proses ini ialah untuk mengurangkan isipadu enapcemar sebelum

dibuang

pencernaan enapcemar

- enapcemar yang terhasil dari rawatan biologi secara aerobik atau anaerobik

boleh dikurangkan dari segi kuantiti dan isipadu dalam pencerna enapcemar

aerobik atau anaerobik

- contoh pencerna enapcemar anaerobik adalah seperti gambarajah dibawah:

kolam penstabil

- kolam penstabil adalah beberapa siri kolam yang memendakkan dan merawat

air kumbahan secara biologi

- ia digunakan bersama beberapa proses yang lain

- biasanya pengudaraan secara mekanikal tidak digunakan

- pada kolam terakhir, ikan biasanya diternak

Contoh rawatan secara biologi

- lihat gambarajah dibawah:

- perbezaan utama rawatan secara fizikal-kimi dan biologi adalah cara

membuang bahan organik larut

- kuantiti enapcemar yang terhasil dari proses fizikal-kimia lebih tinggi dari loji

yang memasukkan proses rawatan biologi kerana bahan pengumpalan

ditambah dan tiada pengoksidaan bahan organik secara biologi

Contoh rawatan secara fizikal-kimia

- lihat gambarajah di bawah yang menunjukkan proses rawatan secara fizikal-

kimia

- proses rawatan fizikal-kimia boleh ditambah kepada proses rawatan biologi

untuk menghasilkan air kumbahan yang lebih jernih dan selamat

Topik khas: Chemical Oxygen Demand (COD) dan Biological Oxygen Demand

(BOD)

- COD dan BOD biasanya diukur untuk menentukan kandungan bahan organik

di dalam air

- Semakin tinggi kandungan bahan organik dalam sampel air, semakin tinggi

nilai COD atau BOD sampel itu

Chemical Oxygen Demand

- COD mengukur bahan organic dan bukan organik tang boleh dioksida di

dalam sampel air oleh agen pengoksidaan yang kuat seperti Kalium dikromat

dalam larutan asid sulfurik

- Lebihan dikromat dititrasi menggunakan larutan piawai ferus ammonium

sulfat dan kompleks ferus orthophenanthrolin (ferroin) sebagai penunjuk

- Asid sulfurik ditambah untuk menguraikan molekul yang kompleks

- Merkurik sulfat ditambah untuk mengkomplekskan klorid yang boleh

mengganggu analisa

- Perak sulfat ditambah sebagai pemangkin

- Sampel air yang mengandungi bahan pengoksida dan bahan kimia lain

dipanaskan di dalam kelalang refluks selama 2 jam supaya tindakbalas

pengoksidaan berlaku

- Pengiraan:

COD (mg/L) = (A – B) x N x 8000

S

di mana: A = mL larutan Fe(NH4)2(SO4)2 yang diperlukan untuk mentitratkan

sampel kosong

B = mL larutan Fe(NH4)2(SO4)2 yang diperlukan untuk mentitratkan

sampel

N = normaliti larutan Fe(NH4)2(SO4)2

S = mL sampel yang digunakan

Biological Oxygen Demand

- BOD adalah kaedah bioassay yang digunakan untuk mengukur oksigen larut

yang digunakan oleh hidupan mikrob semasa mengoksidakan dan

mengassimilasi bahan organik yang hadir dalam sampel air

- Penguraian bahan organik adalah seperti berikut (lihat gambarajah):

- Kaedah ini menggunakan erapan pada 20oC pada tempoh yang ditetapkan,

contohnya 5 hari

- Pengurangan kepekatan oksigen yang larut semasa eraman memberikan

ukuranm BOD sampel

- Penentuan oksigen larut boleh dibuat berdasarkan kepada kaedah Modified

Winkler atau menggunakan probe

Kaedah 1 sampel:

1. masukkan sampel air kedalam botol (bisanya 300 mL) dan tambah

air pencairan. Air pencairan adalah air suling yang mengandungi

agen penampan (buffer), nutrien, unsur yang perlu dan diudarakan

sehingga kepekatan oksigen yang terlarut tepu

2. Kepekatan asal oksigen terlarut diukur (DOi) dan sampel dieram

dalam gelap pada suhu 20oC untuk tempoh masa tertentu

3. Pada akhir tempoh eraman, kepekatan oksigen akhir (DOf) diukur

4. BOD dikira menggunakan persamaan:

BODt = (DOi –DOf) Vb

(mg/L) Vs

di mana: BODt = BOD setelah t hari

Vb = isipadu botol

Vs = isipadu sampel

- penentuan BOD dilakukan dalam gelap untuk menghalang penghasilan

oksigen oleh algae melalui proses fotosintesis

Kaedah graf:

1. Kaedah ini sama dengan kaedah untuk satu sampel kecuali kaedah

ini menggunakan beberapa siri sampel yang mempunyai isipadu

yang berbeza

2. ukur kepekatan oksigen terlarut dalam sampel asal tanpa pencairan

3. buat beberapa pencairan dengan menambah larutan pencair seperti

dalam kaedah pertama

4. selepas eraman, ukur kandungan oksigen terlarut yang tinggal

5. Plotkan graf mg/L oksigen terlarut yang tinggal (paksi Y)

melawan mL sampel yang digunakan (paksi X). Lihat contoh graf

di bawah:

6. BOD sampel (mg/L) dikira menggunakan persamaan berikut:

mg/L BOD = (│kecerunan│x 300) – pintasan Y + DO sampel asal

7. Dalam contoh graf di atas, kecerunan ialah 0.75, pintasan Y ialah 9

mg/L, dan kandungan oksigen larut ialah 0 kerana sampel

mengandungi bahan organik yang tinggi, maka BOD ialah:

(0.75 x 300) – 9 + 0 = 216 mg/L

8. Jika kandungan DO sampel asal adalah lebih tinggi dari DO maka

bacaan DO sampel asal mesti dicampurkan dalam persamaan

Penilaian Impak Alam Sekitar (Environmental Impact

Assessment) – EIA

- pelbagai projek yang dijalankan melibatkan alam sekitar

- masalah alam sekitar akibat pembangunan pesat yang tidak terkawal dapat

dilihat dinegara-negara maju

- apa-apa yang dibuat akan mengakibatkan kesan dikemudian hari, samada

kesan buruk atau kesan yang baik

- oleh itu, satu penilaian awal perlu dibuat menegani kesan-kesan sesuatu projek

pembangunan ke atas alam sekitar, terutama di kawasan yang sensitif

- EIA bertujuan mengetahui masalah yang akan timbul, samada projek

membawa munafaat atau sebaliknya

- Di negara maju, banyak kawalan pencemaran dibuat sebelum adanya EIA

- Tetapi EIA berbeza dengan lain-lain bentuk kawwalan pencemaran kerana

beberapa ciri:

1. ianya melibatkan perancangan diperingkat awal dan untuk

jangkamasa yang panjang

2. ia meilbatkan manusia sebnagai fokus utama

3. mengaitkan segala makhluk dalam persekitaran

4. mengaitkan semua proses semulajadi, kitaran C, N dan lain-lain

nutrien

- EIA mempunyai takrifan yang berbeza bergantung kepada negara dan

pengarang

- Satu takrif ringkas EIA (Royston, 1977):

“Satu taksiran sebelum sesuatu keputusan diambil mengenai potensi kesan

atau impak daripada sesuatu keputusan keatas kualiti persekitaran yang

seterusnya akan menentukan jenis kehidupan dan keselesaan manusia”

- matlamat sesuatu kajian EIA adalah seperti berikut:

1. memberi penerangan lengkap kerja yang dilakukan atau

dicadangkan

2. memberi penerangan lengkap segara persekitaran fizikal, biologi,

dan sosial di tempat kerja yang akan dijalankan

3. memberi penerangan tentang segala rancangan yang ada yang akan

mempengaruhi kerja yang akan dilakukan

4. memberi penerangan lengkap tentang kerja lain yang dicadangkan,

yang boleh berinteraksi dengan kerja yang akan dilakukan yang

mana ianya mungkin boleh menambah atau mengurangkan impak

ke atas alam sekitar

5. memberi penerangan tentang segala kemungkinan atau potensi dari

kerja yang dicadangkan ke atas persekitaran fizikal, biologi, dan

sosial secara terus atau sebaliknya termasuk jenis dan luas kesan

tersebut

6. mengenali dengan jelas penglibatan manusia, baik atau buruk, dan

segala impak ke atas keselesaan kehidupan manusia dari kerja yang

dijalankan

7. menenaraikan segala petunjuk impak yang akan digunakan

8. memberi syor atau cadangna kepada projek tersebut misalnya:

i. cadangan supaya projek diterima

ii. cadangan supaya kerja diperbaiki dan diubahsuai

sebelum diterima

iii. cadangan supaya kerja dikaji dan dirancangkan

semula dengan mengambil kira beberapa faktor lain

iv. cadangan supaya kerja diganti dengan cadangan lain

v. cadangan supaya kerja ditolak

9. menyenarailengkapkan segala kesan buruk, kesan jangka panjang

segala sumber yang terlibat, risiko yang akan ditanggung, serta

analisis kos dan untung

10. membuat syor atau saranan tentang cara dan prosedur pemeriksaan

yang perlu dilakukan selepas kerja tersebut telah lengkap

- kerja EIA adalah amat luas, banyak masa diperlukan untuk mengumpul data

- walaubagaimanapun, tujuan EIA BUKAN untuk membuat keputusan

muktamad segala rancangan kerja kerana keputusan muktamad adalah di

tangan perancang yang menggunakan hasil kajian EIA

- laporan EIA diperlukan sebelum projek dijalankan di Malaysia berdasarkan

kepada akta Environmental Quality Act (Amendment), 1985

Jenis kerja yang terlibat

- kajian EIA diperlukan untuk kerja-kerja pembangunan yang akan melibatkan

alam sekitar

- kebanyakan negara hanya mempraktikkan EIA kepada projek yang besar

sahaja

- Senarai projek pembangunan yang perlu laporan EIA adalah seperti berikut:

1. Penggunaan dan transformasi tanah seperti perbandaran (> 50 ha),

pertanian (> 500 ha), lapangan terbang (landasan > 2.5 km), pengangkutan,

bekalan tenaga elektrik

2. Penggalian sumber seperti perlombongan (> 250 ha), pemecahan batu,

pembalakan ( > 500 ha), perikanan komersial

3. pembaharuan sumber seperti pengembalian hutan dan pengawalan banjir

4. Proses pertanian

5. Proses perindustrian

6. Pengangkutan

7. Tenaga seperti tasik buatan (> 200 ha)

8. Pembuangan dan rawatan seperti pembuangan sisa toksik kepada tanah,

tempat pelupusan sampah

9. Perawatan kimia seperti penyemburan racun serangga atau rumpai dalam

kuantiti yang banyak

10. Rekreasi seperti pembinaan hotel (> 80 bilik) dan resort (kawasan > 50

ha)

Prosedur EIA

- Sila rujuk carta: