Keupayaan Rawatan Semulajadi Hasil Pelepasan Air Sisa Loji Rawatan Air Kumbahan: Kajian Kes di Sungai Buluh, Jeli Kelantan

Penulis : Profesor Dr. Aweng A/L Eh Rak
Fakulti Sains Bumi, Universiti Malaysia Kelantan

Sungai merupakan sistem hidrologi bumi yang sangat penting kerana ia menyokong sejumlah besar ekosistem dan populasi manusia. Walau bagaimanapun, beberapa aktiviti yang disebabkan oleh manusia, terutama pelepasan air sisa domestik ke dalam sungai, telah meningkatkan risiko kepada kesihatan sungai. Pelepasan sisa yang tidak dikawal menyebabkan sungai menjadi kotor dan tidak sesuai untuk kegunaan berfaedah termasuk penggunaan sebagai sumber air bersih untuk kegunaan domestik.

Walau bagaimanapun, sungai mempunyai kapasiti untuk melakukan rawatan semulajadi tanpa bantuan sistem atau loji rawatan, namun begitu keupayaannya adalah terhad dan bergantung kepada ciri khusus aliran. Ciri khusus setiap aliran, seperti halaju aliran, isipadu air dan beban sisa yang dibuang ke dalam sungai, menentukan tahap keupayaan pemulihan atau rawatan secara semulajadi sungai. Kualiti air sungai merosot apabila jumlah pencemaran yang masuk ke dalam sungai melebihi keupayaan air untuk menyerapnya. Kadar aliran air memainkan peranan penting dalam proses rawatan semulajadi sungai. Keupayaan sungai untuk mencairkan dan memindahkan bahan pencemar boleh dipertingkatkan dengan peningkatan kadar aliran air. Ini, seterusnya, mempercepatkan pemecahan sisa organik dengan penjanaan lebih banyak oksigen terlarut dan menggalakkan pergerakan mikroorganisma di dalam sungai. Sebaliknya, kadar aliran yang rendah boleh mengakibatkan pengumpulan bahan pencemar, yang akan mengurangkan kapasiti semulajadi sungai untuk membersihkan dirinya. Sebagai contoh, terdapat kajian yang telah dijalankan di Botswana, yang mendedahkan bahawa aliran air yang berterusan dari mata air semulajadi menyumbang kepada pemeliharaan kualiti air sungai melalui proses rawatan semulajadi atau penyucian diri yang cekap. Bukti yang menunjukkan bahawa kadar aliran sungai adalah merupakan faktor utama yang menentukan keupayaan serta keberkesanan  penyucian diri atau rawatan semulajadi sungai adalah kajian yang dijalankan di Lithuania. Kajian ini menilai keberkesanan rawatan semulajadi atau penyucian diri sebatang sungai yang terdapat struktur buatan yang digunakan untuk menyekat aliran air. Hasil kajian mendapati dengan aliran sungai yang lebih terkawal melalui penggunaan struktur ini telah menurunkan kepekatan fosfat dan nitrat dalam air.

Sungai Buluh di Daerah Jeli Negeri Kelantan dipilih sebagai kawasan kajian atas dua faktor utama iaitu sungai ini menerima air sisa kumbahan daripada sistem rawatan kumbahan dan faktor kedua, sungai ini dalam keadaan aliran dasar/rendah. Kajian ini direkabentuk untuk menilai keupayaan atau keberkesanan penyucian diri atau rawatan semulajadi Sungai Buluh hasil daripada penerimaan pencemar daripada sistem rawatan kumbahan dalam keadaan aliran dasar/ aliran rendah. Empat stesen persampelan telah dikenal pasti di sepanjang sungai Buluh dengan jarak 100 meter antara stesen, satu di takat pelepasan terakhir sistem rawatan kumbahan dan tiga lagi di hilir takat pelepasan. Persampelan dijalankan sebanyak tiga kali dengan tiga ulangan bagi setiap persampelan, untuk menjamin ketepatan. Sampel air telah dicerap bagi enam parameter fisio-kimia untuk menilai kualiti air, disamping menentukan jarak yang diperlukan untuk penyucian diri/rawatan semulajadi  yang lengkap. Parameter yang digunakan dalam pensampelan termasuk pH, oksigen terlarut (DO), permintaan oksigen kimia (COD), pepejal terampai (SS), nitrogen ammonia (AN), dan permintaan oksigen biokimia (BOD).

Kajian ini menggunakan dua kaedah pengukuran iaitu in-situ dan analisa makmal. Bagi in-situ, peralatan multiparameter YSI 556 MPS digunakan untuk mengukur kepekatan oksigen terlarut (DO) dan pH. Sementara parameter lain, kaedah analisa makmal digunakan dengan menggunakan peralatan makmal tertentu. Kaedah APHA 5210 B digunakan untuk menilai BOD, kaedah penghadaman reaktor digunakan untuk menilai COD, kaedah Nessler untuk ujian ammonia-nitrogen, dan kaedah fotometri untuk pepejal terampai. Sampel dianalisa menggunakan spektrofotometer UV-VIS. Setelah data untuk kesemua enam parameter diperolehi, pengiraan Indek Kualiti Air Negara (IKAN) dibuat menggunakan persamaan yang dibangunkan dan diterbitkan oleh Jabatan Alam Sekitar (DoE) Malaysia.  Keputusan kajian dipamerkan dalam bentuk graf bagi setiap parameter yang diukur.

Graf 1.1 di bawah menunjukkan kepekatan oksigen terlarut (DO) antara stesen pensampelan dengan jarak 100 meter. Graf menunjukkan stesen persampelan 1, titik pelepasan dari loji rawatan air sisa mencatatkan kepekatan DO yang paling rendah iaitu 4.27 mg/L berbanding stesen persampelan 2 pada jarak 100 meter dicatatkan lebih tinggi iaitu sebanyak 4.63 mg/L. Disamping itu, di stesen pensampelan 3 (200 meter dari takat pelepasan akhir) dan 4 (300 meter dari takat pelepasan akhir) DO direkodkan lebih tinggi dengan nilai 5.2 mg/L dan terus meningkat dengan kepekatan 5.64 mg/L. Oleh itu, penyucian diri/rawatan semulajadi boleh dilihat mula berlaku pada jarak 100 meter di hilir takat pelepasan akhir sistem rawatan kumbahan. Peningkatan konsisten DO semasa air mengalir ke hilir menunjukkan bahawa Sungai Buluh telah melalui proses pemulihan semulajadi di mana bahan pencemar yang masuk ke dalam sungai  menjadi tersebar, teroksida, atau diasimilasikan oleh spesies akuatik yang ada dalam air. Tahap oksigen yang lebih tinggi menunjukkan bahan organik berkurangan dan kualiti air yang lebih baik di hilir. Berdasarkan pemerhatian di tapak semasa pensampelan, kegunaan berfaedah sungai Buluh boleh dikategorikan di bawah Kelas IIB, Piawaian Kualiti Air Kebangsaan untuk Malaysia, iaitu untuk kegunaan rekreasi melalui sentuhan badan dengan julat kepekatan DO antara 5 – 7 mg/L. Oleh itu, berdasarkan keputusan yang direkodkan melalui kajian ini, dapat disimpulkan bahawa, 100% penyucian diri/rawatan semulajadi telah berlaku pada jarak sekurang-kurangnya 200 meter di hilir takat pelepasan akhir sisa kumbahan.

Keputusan menunjukkan corak penurunan kepekatan permintaan oksigen biokimia (BOD) yang berbeza dari titik pelepasan loji air kumbahan ke titik pensampelan hiliran. Stesen persampelan 1 mencatatkan tertinggi dengan kepekatan 2.23 mg/L. Ini menunjukkan bahawa sejumlah besar bahan organik atau bahan cemar telah memasuki sungai pada ketika ini, memerlukan tahap oksigen yang tinggi untuk penguraian mikrob. Pada mulanya, BOD adalah sifar. Apabila masa berlalu, oksigen terlarut akan berkurangan, yang membawa kepada peningkatan dalam nilai BOD (Omer, 2019). Kepekatan permintaan oksigen biologi (BOD) perlahan-lahan menurun kepada 2.04 mg/L di stesen pensampelan nombor 2, iaitu 100 meter di hilir. Ini bermakna, beberapa bahan cemar organik telah dibuang atau dicairkan semasa air bergerak ke hilir. Selain itu, stesen pensampelan 3 dan 4, yang terletak kira-kira 200 dan 300 meter di hilir, masing-masing berukuran 1.65 mg/L dan 1.28 mg/L. Penurunan tahap BOD yang konsisten ini menunjukkan proses pembersihan diri semula jadi berlaku, di mana bahan organik terurai secara perlahan, mengakibatkan permintaan oksigen hiliran yang lebih rendah berbanding sebelumnya (Rajah 4.2). Berdasarkan NWQS di bawah Kelas IIB untuk kegunaan rekreasi dengan sentuhan badan (DoE, 2022), sungai Buluh tidak mempunyai sebarang masalah dengan kepekatan BOD kerana nilai yang direkodkan adalah kurang daripada 3 mg/L tetapi daripada trend penurunan yang direkodkan menunjukkan pembersihan diri berlaku sejurus selepas dibuang dari loji rawatan air sisa. Keputusan ini menunjukkan kurang bahan organik dalam sampel air untuk bakteria untuk dimetabolismekan (Singh et al. 2016).

Titik Persampelan 1 menghasilkan kandungan permintaan oksigen kimia (COD) tertinggi (18.33 mg/L). Ini bermakna terdapat sejumlah besar bahan cemar organik dan bukan organik dalam air yang memerlukan pengoksidaan kimia untuk terurai. COD yang tinggi pada ketika ini menunjukkan bahan cemar telah memasuki sungai. Kepekatan COD di stesen Persampelan 2 yang terletak 100 meter di hilir dari titik pelepasan menurun kepada 15.11 mg/L, menunjukkan bahawa bahan cemar telah dipecahkan dan dicairkan apabila air mengalir ke hilir. Di samping itu, stesen persampelan 3 dan 4, yang terletak 200 dan 300 meter di hilir, jumlah COD didapati semakin berkurangan, masing-masing mencecah 12.33 mg/L dan 10.11 mg/L. Mengikut keputusan ini, beban pencemar telah berkurangan di sepanjang sungai akibat daripada proses semula jadi seperti pemendapan, pengoksidaan kimia, dan pencairan. Oleh itu, pengurangan COD daripada 18.33 mg/L di stesen pensampelan 1 kepada 10.11 mg/L di stesen pensampelan 4 menunjukkan sungai itu mampu ditulenkan sendiri (Rajah 4.3). Berdasarkan NWQS di bawah Kelas IIB untuk kegunaan rekreasi dengan sentuhan badan (DoE, 2022), sungai Buluh juga tidak mempunyai sebarang masalah dengan kepekatan COD kerana nilai yang direkodkan adalah kurang daripada 25 mg/L tetapi daripada trend menurun yang direkodkan menunjukkan bahawa pembersihan diri berlaku serta-merta selepas dibuang dari loji rawatan air sisa.   Proses pembersihan diri berlaku sehingga kualiti air sungai Buluh mencapai kelas tertinggi iaitu Kelas I, NWQS (10 mg/L) pada jarak 300 meter di hilir titik pelepasan.

Rajah 4.4 menunjukkan keputusan untuk jumlah pepejal terampai (TSS). Jumlah TSS dalam sungai telah meningkat dengan lebih banyak zarah bukan organik dan organik, yang turut menjejaskan kekeruhan air sungai. Apabila nilai TSS meningkat, sungai menjadi lebih tercemar (Amneera et al., 2013). Stesen persampelan 1 merekodkan nilai TSS maksimum 34.70 mg/L. Kandungan TSS di stesen pensampelan 2, terletak 100 meter di hilir dari titik pelepasan, menurun kepada 31.22 mg/L, menunjukkan bahawa zarah yang lebih besar telah terbentuk apabila air mengalir ke hilir dan mendap di dasar sungai. Selain itu, jumlah kepekatan pepejal terampai (TSS) di stesen pensampelan 3 dan 4 yang terletak 200 dan 300 meter di hilir didapati telah menurun kepada 23.55 mg/L dan 18.11 mg/L, masing-masing. Penurunan ini merupakan petunjuk yang jelas tentang pengendapan semula jadi dan pemendapan pepejal terampai yang berlaku apabila aliran sungai menjadi perlahan atau menjadi lebih perlahan ke hilir. Keupayaan sungai untuk menulen sendiri ditunjukkan dalam penurunan perlahan jumlah pepejal terampai (TSS) daripada 34.70 mg/L di stesen pensampelan 1 kepada 18.11 mg/L di stesen pensampelan 4. Penurunan ini adalah hasil daripada pemendapan dan pencairan, yang mengeluarkan zarah terampai dari sungai. Pada masa yang sama, berdasarkan NWQS di bawah Kelas IIB untuk kegunaan rekreasi dengan sentuhan badan (DoE, 2022), sungai Buluh juga tidak mempunyai sebarang masalah dengan kepekatan TSS kerana nilai yang direkodkan adalah kurang daripada 50 mg/L tetapi daripada trend menurun yang direkodkan menunjukkan bahawa pembersihan diri berlaku serta-merta selepas dibuang dari loji rawatan air sisa. Proses pembersihan diri berlaku sehingga kualiti air sungai Buluh mencapai kelas tertinggi iaitu Kelas I, NWQS (25 mg/L) pada jarak 200 meter di hilir titik pelepasan.

Nilai pH terendah (6.71) diperoleh di stesen pensampelan 1. Ini boleh membayangkan keadaan sedikit berasid pada titik nyahcas, mungkin disebabkan oleh kehadiran asid organik, bahan cemar, atau proses semula jadi seperti penguraian bahan organik. Selain itu, stesen pensampelan 2 yang terletak 100 meter di hilir, pH meningkat kepada 6.85, menunjukkan penurunan keasidan air sungai, mungkin berkaitan dengan kapasiti penampan air atau penurunan bahan cemar berasid. Selain itu, stesen pensampelan 3 dan 4 yang terletak di 200 dan 300 meter di hilir, mencatatkan peningkatan kecil dalam pH, masing-masing mencapai nilai 6.87 dan 6.98 (Rajah 4.5). Apabila air bergerak ke hilir, paras mungkin meningkat, yang mungkin bermakna keadaan menjadi lebih neutral. Ini mungkin kerana bahan kimia berasid sedang dicairkan dan dihanyutkan secara semula jadi. Berdasarkan NWQS di bawah Kelas IIB untuk kegunaan rekreasi dengan sentuhan badan (DoE, 2022), sungai Buluh juga tidak mempunyai sebarang masalah dengan nilai pH kerana nilai yang direkodkan adalah antara 6 hingga 9 tetapi daripada trend menaik yang direkodkan menunjukkan bahawa pembersihan diri berlaku serta-merta selepas dibuang dari loji rawatan air sisa.

Kepekatan nitrogen ammonia (AN) di stesen 1 mencatatkan maksimum dengan 0.24 mg/L. Keputusan menunjukkan bahawa terdapat lebih banyak nitrogen ammonia dalam sungai pada masa ini, yang mungkin disebabkan oleh pembuangan air sisa. Bacaan AN di stesen pensampelan kedua, yang terletak 100 meter di hilir dari stesen titik nyahcas telah diturunkan kepada 0.15 mg/L. Ini menunjukkan bahawa terdapat penurunan dalam tahap nitrogen ammonia apabila air mengalir ke hilir, kemungkinan besar akibat proses semula jadi seperti aktiviti mikrob atau pencairan. Di samping itu, stesen pensampelan 3 dan 4, yang terletak pada 200 dan 300 meter di hilir, jumlah AN didapati semakin menurun, masing-masing mencecah 0.07 mg/L dan 0.03 mg/L (Rajah 4.6). Kepekatan AN yang direkodkan bukan sahaja sesuai untuk kegunaan rekreasi dengan sentuhan badan tetapi juga baik untuk menyokong spesies akuatik yang sensitif seperti yang dinyatakan oleh Jabatan Alam Sekitar (DoE, 2022) dalam klasifikasi WQI mereka. JAS telah melaporkan bahawa, untuk mengekalkan hidupan akuatik di sungai Malaysia kepekatan AN tidak boleh melebihi 0.9 mg/L (DoE, 2006). Berdasarkan keputusan yang diperoleh, dapat dilihat bahawa sungai telah menunjukkan keupayaannya untuk membersihkan diri dengan berkesan. Ada kemungkinan, penurunan itu disebabkan oleh nitrifikasi, proses yang mengubah ammonia kepada bentuk yang kurang berbahaya, atau pemecahan dan penyebaran sebatian nitrogen ammonia. Berdasarkan NWQS di bawah Kelas IIB untuk kegunaan rekreasi dengan sentuhan badan, sungai Buluh juga tidak mempunyai sebarang masalah dengan kepekatan AN kerana nilai yang direkodkan adalah kurang daripada 0.3 mg/L tetapi daripada trend menurun yang direkodkan menunjukkan bahawa pembersihan diri berlaku serta-merta selepas dibuang dari loji rawatan air sisa. Proses pembersihan diri berlaku sehingga kualiti air sungai Buluh mencapai kelas tertinggi iaitu Kelas I, NWQS (0.1 mg/L) pada jarak 200 meter di hilir titik pelepasan.

Indeks Kualiti Air Negara(IKAN) 76.14 direkodkan di stesen pensampelan 1(titik pelepasan) menunjukkan keadaan air yang sedikit tercemar dan berada di bawah Kelas III berdasarkan garis panduan Jabatan Alam Sekitar (DoE, 2025; Vidhya Lakshmi & Avinash, 2014). Sub-indeks Permintaan Oksigen Biokimia (BOD) direkodkan sebanyak 51.72 yang dikategorikan sebagai sungai tercemar dan Ammoniacal Nitrogen (AN) 75.30 yang dikategorikan sebagai sedikit tercemar, berkemungkinan besar disebabkan oleh bahan organik. Bukan itu sahaja, peningkatan kepekatan jumlah pepejal terampai (TSS) dan penurunan tahap oksigen terlarut (DO) sudah tentu menyumbang kepada keadaan pencemaran juga. Sementara itu, IKAN di stesen pensampelan 2 dicatatkan sebanyak 80.57, menunjukkan kualiti air bersih yang turut dikategorikan di bawah Kelas II. Keputusan yang diperoleh adalah selaras dengan kepekatan individu enam parameter fiziko-kimia. Sebaliknya, IKAN untuk stesen 3 direkodkan sebagai 83.68 menunjukkan kualiti air bersih dan berada di bawah Kelas II juga.  Begitu juga untuk stesen 4, di mana IKAN dicatatkan sebagai 88.80 yang juga menunjukkan kualiti air bersih dan juga berada di bawah sungai Kelas II. IKAN telah berubah daripada sedikit tercemar di stesen 1 kepada keadaan bersih di stesen 2, 3 dan 4 dan nilainya telah meningkat dengan agak ketara daripada 76.14 kepada 88.80. Ini menunjukkan sungai Buluh mempunyai kapasiti yang tinggi untuk membersihkan air sendiri yang telah bercampur dengan kumbahan dari loji rawatan air sisa. Pemurnian diri ini berlaku dengan cepat dalam jarak hanya 200 hingga 300 meter di hilir kerana kepekatan bahan pencemar yang dikeluarkan dari loji rawatan air sisa adalah rendah. Kepekatan pencemaran yang lebih rendah dijangka kerana ia telah melalui proses rawatan sebelum dilepaskan ke Sungai Buluh.

Sebagai rumusannya bolehlah disimpulkan bahawa dengan beban bahan pencemar yang dilepaskan ke dalam sungai daripada loji rawatan air sisa dan dengan saiz sungai, isipadu air serta paras aliran semasa kajian dibuat, Sungai Buluh berupaya melakukan pembersihan secara semulajadi sepenuhnya pada jarak tidak melebihi 300 meter di hilir. Ini bermakna, sebaik sahaja pencemar dilepaskan daripada takat pelepasan terakhir loji rawatan kumbahan ke dalam Sungai Buluh, ianya terus melalui proses rawatan/pembersihan secara semulajadi samada melalui pencairan, tindakbalas kimia, tindakan mikroorganisma dalam air atau peningkatan penyerapan gas Oksigen di dalam badan air secara berperingkat sehinggalah kepekatan pencemar dikurangkan ke tahap yang sama atau kurang daripada kualiti air sungai sebelum pelepasan air sisa kumbahan di takat pelepasan terakhir. Peringkat ini dikatakan Sungai Buluh telah mencapai tahap pembersihan semulajadi sepenuhnya dan jarak dimana tahap ini berlaku ialah pada jarak 300 meter di hilir sungai.

Kredit foto-Kelantan.gov.my