kualiti air -mikroorganisma penting dalam air dan kumbahan kerana: 1.mereka sebagai agen penyakit...
DESCRIPTION
- mikroorganisma penting dalam air dan kumbahan kerana:1. mereka sebagai agen penyakit berjangkit2. 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 pelbagaiBakteriasistem kehidupan yang paling mudah adalah bakteria atau prokaryotes, yang merupakan kumpulan mikroorganismaTRANSCRIPT
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: