Aplikasi Teknologi Geofizik dalam Pengurusan Tanah Tercemar

Penulis: Ts. Faten Syaira Binti Buslima, P. Geol¹, Prof. Madya Ts. Dr. Mohd Hariri Bin Arifin, P. Geol²

¹Pelajar Sarjana Geologi Kejuruteraan. Jabatan Sains Bumi dan Alam Sekitar, Fakulti Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia

²Pensyarah Kanan, Jabatan Sains Bumi dan Alam Sekitar, Fakulti Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia

Pencemaran tanah merupakan salah satu cabaran utama yang perlu ditangani dalam usaha memelihara kelestarian alam sekitar dan menjaga kesejahteraan manusia. Ia boleh berlaku akibat pelbagai aktiviti manusia yang tidak terkawal seperti pembuangan bahan kimia berbahaya dari sektor industri, tumpahan minyak yang berpunca daripada kemalangan pengangkutan atau operasi perlombongan, serta larut resap dari tapak pelupusan sampah yang mengandungi sisa toksik. Pencemaran ini mengakibatkan kerosakan serius kepada ekosistem, termasuk kemerosotan kualiti tanah dan air bawah tanah yang seterusnya memberi kesan negatif kepada biodiversiti. Selain itu, tanah yang tercemar juga menjadi ancaman kepada kesihatan manusia melalui pendedahan kepada bahan toksik, sama ada secara langsung atau melalui rantaian makanan. Oleh itu, pengurusan pencemaran tanah memerlukan pendekatan yang sistematik dan inovatif untuk mengesan, memantau, dan memulihkan kawasan tercemar demi memastikan keseimbangan ekologi dan keselamatan manusia.

Pengurusan tanah tercemar merupakan proses yang kompleks dan memerlukan pendekatan saintifik yang tepat untuk memastikan pencemaran dapat dikawal, dipulihkan, dan tidak memberi kesan jangka panjang kepada ekosistem serta kesihatan manusia. Salah satu kaedah moden yang semakin mendapat perhatian dalam bidang ini ialah penggunaan teknologi geofizik. Kaedah geofizik memberikan penyelesaian dalam mengenal pasti, memetakan, dan memantau tanah yang tercemar tanpa menyebabkan gangguan besar kepada struktur tanah atau persekitarannya. Teknologi ini dapat memberikan gambaran menyeluruh tentang keadaan bawah tanah, termasuk kehadiran bahan cemar seperti larut resap, minyak, atau logam berat dengan menggunakan prinsip-prinsip fizik seperti gelombang elektromagnetik, medan elektrik, dan gelombang seismos. Data yang diperoleh melalui teknologi ini bukan sahaja membantu dalam proses pengesanan awal, malah memainkan peranan penting dalam merancang strategi pemulihan yang lebih cekap dan efektif.

Teknik geofizik

Antara teknik utama yang digunakan ialah kaedah keberintangan elektrik digunakan untuk mengukur rintangan elektrik dalam tanah, yang biasanya berubah oleh kehadiran bahan cemar. Ianya bergantung kepada kandungan air, kepekatan ion, dan jenis tanah, contohnya tanah liat cenderung menunjukkan rintangan rendah. Pengutuban teraruh (IP) memberikan maklumat tambahan dengan mengukur tindak balas elektro-kimia tanah terhadap arus elektrik, yang membantu mengenal pasti sifat polarisasi bahan seperti mineral lempung atau kehadiran bahan organik dan logam berat. Kedua-dua teknik ini amat berguna untuk memetakan zon tercemar, terutamanya di kawasan yang besar atau sukar diakses. Selain itu, kaedah radar tusukan bumi (GPR) yang mengesan perubahan dalam lapisan tanah melalui pantulan gelombang elektromagnetik. Teknologi ini sangat berkesan dalam mengenal pasti bahan cemar seperti minyak atau sisa toksik yang terperangkap di dalam tanah. Bagi bahan cemar seperti logam berat yang mengubah medan magnet tanah, kaedah magnet boleh memberikan data yang terperinci tentang kehadiran dan taburan bahan tersebut. Di samping itu, teknologi seismos digunakan untuk memahami struktur bawah tanah dan laluan rekahan yang mungkin menjadi tempat pergerakan bahan cemar.

Penggunaan teknologi geofizik dalam pengurusan tanah tercemar memberikan pelbagai kelebihan yang menjadikannya pilihan yang lebih baik berbanding kaedah konvensional. Salah satu kelebihan utama ialah pendekatannya yang tidak invasif, yang bermaksud proses pengesanan dan pemetaan tanah tercemar dapat dilakukan tanpa menyebabkan sebarang kerosakan fizikal pada tanah atau kawasan sekitar. Kaedah ini sangat penting dalam melindungi struktur ekosistem yang sensitif, terutamanya di kawasan yang mengalami tekanan ekologi atau yang mempunyai nilai konservasi tinggi. Selain itu, teknologi geofizik seperti kaedah keberintangan elektrik dan radar tusukan bumi (GPR) membolehkan proses pengesanan dilakukan dengan lebih cepat berbanding kaedah tradisional seperti penggalian atau pengambilan sampel secara manual.

Keupayaan teknologi ini untuk memberikan hasil yang tepat dan terperinci turut mengurangkan keperluan kerja susulan yang mahal dan memakan masa. Sebagai contoh, imej bawah tanah yang dihasilkan oleh teknik geofizik membolehkan jurutera mengenal pasti lokasi bahan cemar dengan tepat, mengurangkan kos operasi seperti penggalian berlebihan atau rawatan yang tidak diperlukan di kawasan bersih. Teknologi ini juga boleh digunakan untuk menilai kawasan yang luas dalam masa yang singkat, menjadikannya lebih sesuai untuk projek besar atau lokasi yang sukar diakses, seperti tapak pelupusan sampah yang aktif atau kawasan perindustrian yang padat.

Selain menjimatkan masa dan kos, kelebihan teknologi geofizik juga terletak pada keupayaannya untuk memantau keberkesanan langkah pemulihan tanah tercemar. Maklumat yang diperoleh secara berkala membolehkan pemantauan pemulihan seperti bioremediasi, di mana jurutera dapat menilai sama ada tahap pencemaran berkurang dengan berkesan. Pemantauan ini membantu memastikan setiap langkah pemulihan mencapai matlamatnya dan membolehkan pelarasan dilakukan dengan segera jika diperlukan. Pendekatan ini bukan sahaja meningkatkan keberkesanan rawatan, malah mengurangkan pembaziran sumber dan meminimumkan risiko kegagalan pemulihan.

Walaupun teknologi geofizik menawarkan pelbagai kelebihan dalam pengurusan tanah tercemar, ia juga berhadapan dengan beberapa cabaran yang perlu diatasi bagi meningkatkan keberkesanannya. Salah satu cabaran utama ialah kesukaran untuk mendapatkan hasil yang tepat di kawasan dengan jenis tanah yang kompleks, seperti tanah berlapis-lapis atau tanah berbatu. Tanah dengan struktur yang tidak seragam boleh mempengaruhi keupayaan alat geofizik seperti keberintangan elektrik atau radar tusukan bumi (GPR) untuk memberikan gambaran yang jelas dan terperinci. Selain itu, kehadiran air dalam tanah, sama ada dalam bentuk air bawah tanah atau tanah yang tepu air akibat hujan, boleh mempengaruhi sifat elektrik dan gelombang elektromagnetik yang digunakan oleh teknologi ini, sekali gus mengurangkan ketepatan data yang diperoleh.

Oleh kerana itu, pendekatan gabungan sering digunakan untuk mendapatkan gambaran yang lebih lengkap dan menyeluruh tentang keadaan tanah tercemar. Sebagai contoh, maklumat geofizik sering digabungkan dengan analisis kimia tanah dan air untuk mengenal pasti jenis bahan cemar yang terlibat dan tahap kepekatannya. Pendekatan bersepadu ini membolehkan jurutera atau penyelidik membuat keputusan yang lebih tepat dan merancang strategi pemulihan yang lebih khusus dan efektif. Gabungan ini juga penting dalam kes di mana pencemaran melibatkan bahan kompleks, seperti campuran logam berat dan bahan organik, yang mungkin tidak dapat dikesan sepenuhnya dengan satu kaedah sahaja.

Inovasi teknologi

Melangkah ke hadapan, inovasi teknologi dijangka membantu mengatasi cabaran yang wujud dalam penggunaan geofizik untuk pengurusan tanah tercemar. Salah satu inovasi yang diharapkan ialah integrasi teknologi geofizik dengan kecerdasan buatan (AI). AI boleh digunakan untuk menganalisis data yang kompleks dengan lebih cepat dan tepat, termasuk mengenal pasti pola pencemaran atau kawasan berisiko tinggi berdasarkan data geofizik. Sebagai contoh, AI boleh melatih model untuk mengenal pasti variasi kecil dalam sifat tanah yang menunjukkan kehadiran bahan cemar, walaupun di kawasan yang kompleks.

Selain itu, penggunaan dron yang dilengkapi dengan peralatan geofizik seperti magnetometer atau sensor elektromagnetik juga dijangka merevolusikan cara data dikumpulkan. Penggunaan dron ini dapat mengurangkan kos dan risiko kepada tenaga kerja manusia untuk memetakan kawasan yang luas dan sukar diakses dengan lebih pantas. Teknologi ini juga boleh digunakan untuk pemantauan jangka panjang, di mana dron dapat digunakan secara berkala untuk memantau perubahan dalam kawasan tercemar dan memastikan kaedah pemulihan berjalan dengan baik.

Gabungan kecanggihan teknologi dan pendekatan saintifik menjadikan kaedah geofizik dapat memberikan penyelesaian yang mampan dan efektif untuk menangani cabaran pencemaran tanah. Pendekatan ini bukan sahaja membantu melindungi sumber semula jadi, tetapi juga memastikan keselamatan alam sekitar dan kualiti hidup masyarakat yang bergantung kepadanya.