Pengenalan
Latar Belakang
Air merupakan suatu hasil semula jadi yang paling penting. Tanpa air hidupan tidak wujud dan industri juga tidak dapat beroperasi. Berbeza dengan bahan mentah lain, tidak ada bahan yang boleh digunakan untuk menggantikan air. Air memainkan peranan yang penting dalam pertumbuhan komuniti kerana dengan adanya pembekalan air yang tetap merupakan pra-syarat pembinaan sesebuah komuniti yang kekal. Walaubagaimanapun kewujudan sesebuah komuniti ini kebanyakannya menyumbangkan kepada potensi pencemaran sumber bekalan air, jika langkah-langkah pengawalan sumber bekalan air tersebut tidak dititik beratkan. Dalam tamadun primitif cara penyelesaian agak mudah iaitu dengan hanya berpindah ke tempat lain tetapi dalam peradaban yang lebih maju ini, cara sedemikian tidak lagi sesuai dan langkah-langkah mesti diambil bagi menjaga dan
menyediakan bekalan air yang cukup serta pembuangan sisa yang memuaskan.
Oleh yang demikian, pentingnya perhatian diberikan kepada sistem pembekalan air dan kesihatan telah lama diketahui. Bukti arkeologi menunjukkan adanya sistem pembekalan air dan sistem kumbahan di kediaman Neolitik dan Tamadun Minoa di Crete dalam tahun 2000 Sebelum Masihi yang dibina daripada tanah liat. Pembinaan sistem-sistem ini adalah untuk mengurangkan pencemaran terhadap sumber bekalan air (Tebbutt 1988a). Di London, pencemaran Sg. Thames disebabkan oleh kerosakan sistem kumbahan telah mengakibatkan pencemaran sumber bekalan air untuk kegunaan penduduk. Akibatnya, sungai tersebut menjadi buruk dari segi rupa serta bau dan kesan yang paling serius sekali ialah terjadinya wabak penyakit yang berkaitan dengan air secara berleluasa di bandar tersebut.
Dewasa ini pembasmian terus penyakit yang berkaitan dengan air di negara-negara maju telah dapat dicapai hanya melalui perhatian yang terus menerus serta penglibatan kos yang mahal. Pencapaian ini seharusnya tidak menutup keadaan sebenar pembekalan air dan kawalan kesihatan di kebanyakan negara-negara membangun. Kajian yang telah dibuat dalam tahun 1975 menunjukkan bahawa 80% penduduk desa dan 23% penduduk bandar di dunia tidak mempunyai bekalan air yang selamat (Tebbutt 1988a). Keadaan pengawalan kesihatan adalah lebih buruk dengan 85% penduduk desa dan 25% daripada mereka yang tinggal di bandar tidak mempunyai kemudahan kesihatan langsung (Tebbutt 1988a). Dengan pertambahan bilangan penduduk yang tinggi di negara-negara membangun dan sekiranya tiada usaha yang gigih untuk menambahkan bekalan air dan meningkatkan kualiti bekalan air, keadaan akan menjadi lebih teruk kerana akan berkurangnya peratusan orang yang dapat menggunakan kemudahan yang memuaskan.
Di negara-negara maju penyakit yang berkaitan dengan air jarang berlaku kerana sistem pembekalan air dan pembuangan sisanya efisien. Walaubagaimanapun keadaan berbeza di negara-negara membangun kerana terdapat seramai 2000 juta manusia yang tidak menggunakan air yang bersih dan tidak mempunyai sisa buangan yang mengikut peraturan. Akibatnya, didapati bilangan mangsa penyakit yang berkaitan dengan air sangat menakutkan. Hasil kajian WHO beberapa tahun yang lepas mengenengahkan beberapa fakta yang memerlukan kajian yang lebih objektif dilakukan, dimana setiap hari 30,000 orang mati disebabkan oleh penyakit yang berkaitan dengan air. Di negara-negara membangun 80% penyakit adalah berkaitan dengan air dan 1/4 daripada kanak-kanak yang dilahirkan di negara-negara membangun mati sebelum berumur 5 tahun, sebahagian besarnya disebabkan oleh penyakit yang berkaitan dengan air (Tebbutt 1988b).
Terdapat pelbagai jenis penyakit yang dipengaruhi oleh penggunaan air diantaranya kolera, tifoid, disenteri ameba, gastroentritis, askariasis, giardiasis, kriptosporidiosis dan lain-lain. Penyakit-penyakit ini mungkin disebabkan oleh virus, bakteria, protozoa patogen ataupun cacing. Bentuk penyakit yang paling lumrah dan sememangnya menyebabkan masalah di seluruh dunia adalah yang meliputi penyakit yang terjadi bila air dicemarkan oleh najis dan urin manusia atau haiwan. Seperti yang ditunjukkan dalam rajah 1.1, jangkitan berlaku bila organisma patogen mencemar air dan kemudiannya air diminum oleh seseorang yang tidak mempunyai daya melawan terhadap penyakit tersebut. Kebanyakan penyakit ini tersebar mengikut laluan klasik feses-mulut (oral) dan wabak diketahui apabila berlaku penyakit tersebut secara serentak di kalangan pengguna yang menggunakan sumber air dari punca yang sama. Selain daripada itu, wabak juga berlaku melalui hubungan terus (ingesi) bahan najis dari pengidapnya dan juga amalan kesihatan yang buruk.
Pada masa sekarang, giardiasis dan kriptosporidiosis merupakan salah satu penyakit bawaan air yang sering diberikan perhatian selain daripada pelbagai infeksi protozoa parasit (Rose et al. 1989; Musial et al. 1987; Hausler et al. 1984). Giardiasis disebabkan oleh infeksi Giardia spp. manakala kriptosporidiosis pula disebabkan oleh infeksi Cryptosporidium spp.. Parasit ini menginfeksi sel enterosit yang terdapat pada salur gastrousus dan telah menginfeksi lebih daripada 1000 juta penduduk dunia. Akibat daripadanya, menyebabkan ketidak seimbangan penyerapan makanan dan cecair yang membawa kepada cirit birit. Sista Giardia spp. dan oosista Cryptosporidium spp. boleh dijumpai pada persekitaran berair. Ia juga sering kali dijumpai dalam air yang telah mengalami rawatan dengan menggunakan kaedah penapisan dan disinfektan dengan klorin (LeChevallier 1991). Beberapa wabak penyakit diarea berkaitan dengan air disebabkan oleh Giardia spp. dan Cryptosporidium spp. telah ketahui. Spesies yang telah dikenalpasti daripada dua protozoa enterik ini yang berkaitan dengan penyakit terhadap manusia adalah Giardia intestinalis (Adam 1991) dan Cryptosporidium parvum (Current 1988).
|
Giardia intestinalis (Giardia lamblia)
|
Giardia intestinalis merupakan protozoa berflagela dalam kelas Mastigophora di bawah filum Sarcomastigophora (Thomas 1983b). Ia merupakan satu sel eukariot yang mempunyai kitar hidup yang ringkas. Infeksi protozoa ini mengakibatkan malserapan oleh dinding usus kecil terhadap gula, vitamin B12 dan sebagainya. Habitat bagi Giardia intestinalis adalah pada dinding usus kecil terutamanya pada bahagian duodenum dan bahagian proksimal jejunum. Kadang-kadang ia juga boleh dijumpai dalam salur hempedu dan pundi hempedu (Yankauer 1988; Thomas 1983c).
Giardia intestinalis wujud dalam dua bentuk, trofozoit dan sista (Rajah 1.2). Trofozoit mempunyai bentuk seperti buah pir dan bersimetri bilateral. Hujung bahagian anteriornya lebar dan membulat sementara bahagian posteriornya meruncing. Bahagian dorsal melengkung tetapi bahagian ventral meleper. Pada permukaan ventral terdapat satu pasang ceper hisap yang memenuhi sebahagian besar permukaan ventral. Ceper hisap ini adalah untuk pelekatan trofozoit pada permukaan epitelium usus Trofozoit mempunya 2 nukleus dan 8 flagela. Saiz trofozoit adalah kira-kira 6 - 9 um panjang dan 9 - 12 um lebar manakala sista pula berbentuk bujur dengan saiz 8 - 12 um panjang dan 6 - 10 um lebar. Sista yang belum matang mempunyai 2 nukleus tetapi sista yang telah matang mempunyai 4 nukleus (Thomas 1983c; Mayer & Olsen 19875). Peringkat ini merupakan peringkat yang infektif dan mempunyai sifat kerintangan yang tinggi terhadap sekitaran yang tidak sesuai bagi perkembangan parasit tersebut. Sista dikeluarkan dari perumah melalui tinja dan boleh tahan terhadap sekitaran yang sejuk lembab selama beberapa minggu. Selain manusia infeksi Giardia intestinalis boleh juga ditemui pada mamalia lain, burung dan reptilia. Infeksinya boleh bersifat akut atau kronik (Casemore et al. 1985).
Kitar hidup Giardia intestinalis adalah ringkas. Ia mengandungi peringkat sista dan trofozoit. Peringkat sista merupakan peringkat yang infektif dan mempunyai kerintangan terhadap persekitaran yang kering dan asid gastrik dalam perut perumah. Setelah sista ditelan oleh perumah ia akan mengalami eksistasi membentuk dua trofozoit. Trofozoit akan melekatkan dirinya pada permukaan epitelium usus kecil dan akhirnya membahagi secara belahan dua memanjang. Trofozoit ini berupaya menghasilkan gejala-gejala giardiasis. Sebahagian trofozoit akan berensistasi bila organisma ini melalui usus besar. Kitar hidup ini akan lengkap apabila sista keluar melalui tinja dan ditelan oleh perumah yang lain (Rajah 1.3) (Adam 1991; Katz et al 1989).
Cryptosporidium sp. merupakan protozoa kumpulan Koksidia dalam kelas Sporozoasida dan tergolong dalam filum Apicomplexa (Fayer & Ungar 1986; Casemore et al. 1985). Ia diletakkan dalam filum ini disebabkan ianya tidak mempunyai organ pergerakan seperti silia dan flagela. Organisma ini pertama kali dijumpai oleh Tyzzer pada 1907 (Casemore et al. 1985). Ia telah diketahui dengan baik sebagai penyebab diarea kepada haiwan dan pertama kali dijumpai pada manusia pada 1976 (Peeters et al. 1989). Infeksinya telah telah dikenalpasti pada perumah berimunokompromi dan juga orang yang normal. Pada masa sekarang ia telah dikenalpasti sebagai salah satu organisma yang penting menyebabkan infeksi salur gastrousus pada perumah berimunokompromi dan orang normal di seluruh dunia.
Laporan infeksi Cryptosporidium sangat membingungkan kerana banyak spesies telah digambarkan. Pada mulanya ia digambarkan sebagai organisma yang tidak mempunyai perumah spesifik iaitu zoonotik dan tidak akan menginfeksi perumah yang lain. Walaubagaimanapun kajian infeksi silang terhadap beberapa kumpulan pekerja menolak konsep yang dikemukakan di atas. Satu ujikaji menginfeksi embrio ayam dengan Cryptosporidium yang diperolehi dari manusia dan lembu telah dilakukan oleh Long dan Current. Hasilnya, Cryptosporidium mengalami perkembangan. Keputusan ini menyokong kenyataan yang Cryptosporidium tidak menginfeksi perumah yang spesifik. Cryptosporidium sp. yang mampu menginfeksi manusia masih dipertikaikan tetapi dipercayai spesies tersebut merupakan Cryptosporidium parvum.
Oosista Cryptosporidium parvum kebiasaannya berbentuk bulat, berdiameter 4 - 6 um. Sporozoit mempunyai bentuk seperti pisang dimana bahagian anteriornya meruncing dan bahagian posteriornya membulat. Dalam oosista, sporozoit berada dalam keadaan selari antara satu sama lain. Peringkat trofozoit bagi Cryptosporidium parvum terhasil daripada sporozoit dan merozoit (Casemore et al. 1985).
Protozoa ini mempunyai kitar hidup yang kompleks melibatkan pembiakan seks dan tanpa seks. Cryptosporidium sp. tersebar ke persekitaran dalam bentuk oosista yang mempunyai kerintangan yang tinggi. Oosista dibebaskan keluar oleh perumah melalui feses. Cryptosporidium sp. merupakan parasit kosmopolitan. Infeksi bermula bila tertelan oosista yang mengandungi empat sporozoit. Enzim penghadaman akan menolong membebaskan sporozoit daripada oosista. Sporozoit akan menyerang sel epitelium dan alami perkembangan intraselular di luar sitoplasma dan terdapat dalam lompang parasitoforus di sempadan vilus entrosit bagi membentuk meron jenis 1, juga dikenali sebagai trofozoit. (Garcia & Bruckner 1993; Smith 1992; Anon 1990a; Katz et al. 1989). Peringkat ini boleh mengganggu penyerapan nutrien dan cecair.
Meron jenis 1 mengalami pembiakan tanpa seks menghasilkan 8 merozoit generasi pertama yang akan dibebaskan ke dalam lumen gastrousus apabila sel yang diinfeksi pecah. Merozoit generasi pertama, sama ada menginfeksi semula perumah dan menjadi trofozoit (meron jenis 1) atau berkembang menjadi trofozoit (meron jenis 2). Kesemua meron jenis 2 yang terhasil berkembang biak melalui pembiakan seks untuk menghasilkan merozoit generasi kedua. Merozoit generasi kedua akan menyerang sel lain atau berkembang sama ada menjadi mikrogametosit atau makrogametosit. Mikrogametosit akan menghasilkan 16 mikrogamet (jantan) manakala makrogametosit akan berubah menjadi makrogamet (betina) yang tunggal. Mikrogamet akan bergerak ke arah makrogamet dan proses persenyawaan berlaku menghasilkan zigot. Zigot seterusnya berkembangan menjadi oosista. Sebanyak 80% daripada zigot tersebut akan berkembang menjadi oosista yang berdinding tebal dan mempunyai kerintangan yang tinggi terhadap persekitaran, 20% zigot berkembang menjadi oosista berdinding nipis. Sporozoit daripada oosista berdinding nipis ini akan terbebas semasa melalui usus kecil dan menyerang sel-sel epitelium permukaan yang baru. Infeksi ini meningkatkan paras parasit dalam tubuh perumah dan secara tidak langsung meningkatkan bilangan oosista berdinding tebal dikeluarkan melalui tinja (Rajah 1.4) (Garcia & Bruckner 1993; Smith 1992; Anon 1990a; Katz et al. 1989)
|
Struktur pembersihan air di loji pembersihan air
|
Empat logi pembersihan air yang difokuskan untuk penyelidikan ini mempunyai struktur pembersihan air yang hampir sama. Secara asasnya struktur yang terdapat di loji pembersihan ini adalah (rujuk lampiran):
Air mentah disedut dari sungai atau empangan. Proses pertama adalah pengasingan sampah sarap dengan menggunakan jejaring kasar (coarse screen) sebelum air tersebut di alirkan ke kebok mendap. Lumpur dan pasir akan termendap pada bahagian bawah kebok ini. Air mentah kemudiannya di alirkan ke jejaring bergerak dimana sampah sarap kecil yang terapung akan disingkirkan sebelum ianya dialirkan ke dalam takungan pam.
Air mentah dari takungan pam akan dipamkan ke dalam tangki pencampuran dimana klorin akan dicampurkan ke dalam air bagi menghampuskan rumpair. Tawas (Aluminium oksida) cair juga dicampurkan ke dalam air tersebut untuk melarutkan pepejal dan menjadikannya ketulan kecil. Air bersama ketulan dialirkan ke dalam salur flokulasi di mana pembantu pengentalan dicampurkan untuk menjadikan ketulan tersebut lebih besar dan lebih berat. Kemudiannya air tersebut dialirkan ke dalam tangki endapan. Ketulan akhirnya mendap pada dasar tangki endapan.
Air dari tangki endapan dialirkan ke dalam tangki penapisan untuk menapis pepejal halus yang masih lagi ada bersama air tersebut. Tangki penapisan merupakan tangki yang mengandungi butiran-butiran pasir yang kasar pada bahagian dasar dan butiran halus pada bahagian atas.
|
Pembasmian kuman dan flouridasasi.
|
Air yang telah ditapis akan melalui saluran air bersih dan didoskan klorin bagi pembasmian kuman. Silikoflorida juga didoskan ke dalam air sebagai langkah untuk mencegah kerosakan gigi di kalangan kanak-kanak.
Penyelarasan pH pada air bersih perlu dilakukan untuk mengawal kakisan paip agihan. Bagi tujuan ini larutan kapur (Kalsium Karbonat) didoskan ke dalam air bersih sebelum ianya dialirkan ke dalam tangki air bersih.
Selepas menjalani proses rawatan, air akan disimpan di dalam tangki air bersih sebelum ianya dialirkan ke dalam tangki imbangan. Dari tangki imbangan air bersih akan dialirkan ke tangki-tangki agihan atau terus kepada pengguna.
Kajian yang diketengahkan ini merupakan satu kajian awal bagi menentukan keberkesanan rawatan air terhadap mikroorganisma iaitu Giardia spp. dan Cryptosporidium spp. dari beberapa loji air minuman di sekitar Lembah Klang dan di Hulu Langat. Penunjuk yang akan digunakan dalam menentukan keberkesanan rawatan air minuman adalah kehadiran sista Giardia dan oosista Cryptosporidium dalam sampel air yang diambil sebelum mengalami rawatan dan selepas mengalami rawatan di loji tersebut.
Di antara objektif kajian ini dilakukan adalah:
1. Menentukan tahap kehadiran mikroorganisma (Giardia spp. dan Cryptosporidium spp.) dalam sampel air mentah (sebelum mengalami rawatan air) dan air yang telah dirawat di loji pembersihan air.
2. Membandingkan kualiti air mentah yang manakah lebih baik diantara air yang diambil terus dari sungai atau dari empangan.
3. Mencadangkan protozoa parasit (Giardia spp. dan Cryptosporidium spp.) sebagai salah satu penunjuk mikrobiologi kualiti air minuman.
4. Menentukan keberkesanan rawatan air di loji-loji pembersihan air yang terlibat dengan kajian ini.
Di Malaysia, bekalan air minuman yang dialirkan ke rumah-rumah ditentukan kualitinya oleh Kementerian Kesihatan. Penunjuk yang digunakan untuk menentukan kualiti air adalah pengukuran Koliform. Koliform merupakan penunjuk yang biasa digunakan di seluruh dunia bagi menentukan kualiti bekalan air minuman (Jangi 1994)). Pengukuran Koliform telah dibuktikan sebagai satu penunjuk mikrobiologi yang baik bagi menentukan kualiti air minuman. Walaubagaimanapun ianya tidak dapat menentukan tahap pencemaran oleh mikroorganisma lain seperti parasit protozoa yang boleh menyebabkan penyakit bawaan air. Pada kebanyakan wabak, ujian tradisional terhadap kualiti mikrobiologi iaitu ujian penentuan Koliform fekal dan Koliform jumlah tidak dapat menentukan kebarangkalian pencemaran yang disebabkan oleh organisma lain. Ini disebabkan pengklorinan air hanya mentakaktifkan organisma penunjuk tetapi tidak memberi kesan kepada sista dan oosista parasit yang lebih rintang (Hausler 1984). Oleh itu jika kita hanya bergantung kepada pengukuran Koliform sahaja bagi menentukan kualiti mikrobiologi air, ia boleh memberikan gambaran yang salah terhadap kualiti air minuman tersebut.