IMPAK AKTIVITI ANTROPOGEN DAN FAKTOR YANG BERKAITAN TERHADAP KUALITI AIR SUNGAI TROPIKA, SUNGAI PINANG, BALIK PULAU, PULAU PINANG NURUL RUHAYU BINTI MOHD ROSLI UNIVERSITI SAINS MALAYSIA 2011
IMPAK AKTIVITI ANTROPOGEN DAN FAKTOR YANG BERKAITAN TERHADAP KUALITI AIR SUNGAI TROPIKA, SUNGAI PINANG, BALIK PULAU, PULAU PINANG oleh NURUL RUHAYU BINTI MOHD ROSLI Tesis yang diserahkan untuk memenuhi keperluan bagi Ijazah Sarjana Sains Februari 2011
PENGHARGAAN Dengan nama ALLAH yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang. Syukur ke hadrat ALLAH SWT kerana dengan limpah kurnia-nya saya telah menyempurnakan tesis ini. Dalam kesempatan ini, saya ingin mengucapkan terima kasih yang tidak terhingga kepada Dr. Khairun Yahya selaku penyelia kerana beliau telah banyak memberi bimbingan, sokongan padu dan nasihat berguna kepada saya. Segala dorongan, tunjuk ajar dan ilmu yang dicurahkan oleh beliau telah banyak membantu saya sepanjang perjalanan projek dan penghasilan tesis ini. Saya ingin mengucapkan jutaan terima kasih kepada En. Hussain, En. Teoh, En. Suhaimi, Cik Rogayah, En. Hamzah dan semua pensyarah dan kakitangan pejabat di Pusat Pengajian Sains Kajihayat yang telah banyak memberi bantuan secara langsung dan tidak langsung, sokongan moral tanpa henti dan yang paling utama sumbangan kudrat sepanjang proses perjalanan projek ini. Ribuan terima kasih diucapkan kepada Research Creativity and Management Office (RCMO) kerana membiayai sepenuhnya projek ini melalui Fundamental Research Grant Scheme (FRGS) dan juga kepada Institut Pengajian Siswazah kerana meluluskan Research University Postgraduate Research Grant Scheme (RU- PGRS) serta menampung sebahagian kos projek ini. Ucapan khas terima kasih saya tujukan kepada World Federation of Scientists kerana penajaan biasiswa kepada saya. Tidak lupa ucapan terima kasih saya kepada Dr. Anita Talib kerana telah mengajar menggunakan aplikasi perisian Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) sebagai salah satu analisis data projek ini. Bantuan dan sokongan daripada rakan seperjuangan saya Shazana, Nur Izni, Mohd Adib Fadhil, Norzuliana, Aisya, Nor Fadheha, Nur Hafiza dan ramai lagi sepanjang masa projek ini berlangsung, berbanyak terima kasih saya ucapkan. Terima kasih diucapkan kepada En. Syuhaimy (boatman) yang telah banyak meluangkan masa menyertai saya ii
dalam aktiviti persampelan di Sungai Pinang, Balik Pulau. Terima kasih jua kepada kakitangan Perbadanan Bekalan Air (PBA), Jabatan Pengairan dan Saliran (JPS), dan Jabatan Perancang Bandar dan Desa (JPBD) di Pulau Pinang dan En. Mohd Noor (ranger hutan simpan) kerana sudi meluangkan masa menemani kumpulan saya semasa pendakian di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger. Jasa baik anda semua amat dihargai. Akhirul kalam, saya mengucapkan terima kasih yang tidak terhingga buat Mama, Ayah, adik-adik dan seluruh ahli keluarga yang sentiasa mendoakan, memahami dan menyokong apa jua yang saya lakukan. iii
ISI KANDUNGAN Muka surat PENGHARGAAN ISI KANDUNGAN SENARAI JADUAL SENARAI RAJAH SENARAI PLAT ISTILAH BAHASA MALAYSIA BAHASA INGGERIS ABSTRAK ABSTRACT ii iv x xi xix xxii xxiii xxv BAB 1.0 - PENGENALAN 1 1.1 Fungsi Ekosistem Sungai 1 1.2 Aktiviti Antropogen di Hulu hingga Hilir Sungai Pinang 3 1.3 Kesan Aktiviti Antropogen 4 1.3.1 Pertanian 5 1.3.2 Domestik 6 1.3.3 Akuakultur 7 1.4 Kajian di Sungai Pinang 7 1.5 Objektif Kajian 9 BAB 2.0 - TINJAUAN BACAAN 10 2.1 Latar Belakang dan Ciri-ciri Kawasan Tadahan Air 10 2.2 Impak Aktiviti Antropogen di Pinggir Sungai 11 2.3 Hasil Kajian Terhadap Pencemaran Sungai 12 2.3.1 Impak Aktiviti Pertanian 14 2.3.2 Impak Aktiviti Domestik 16 2.3.3 Impak Aktiviti Akuakultur 17 iv
2.4 Parameter Fizikal Air Sungai 17 2.4.1 Suhu 17 2.4.2 ph 18 2.4.3 Jumlah Pepejal Terampai ( Total Suspended Solid, TSS) 19 2.5 Parameter Kimia Air Sungai 20 2.5.1 Oksigen Terlarut 20 2.5.2 Saliniti 21 2.5.3 Konduktiviti 22 2.5.4 Keperluan Oksigen Biologi ( Biological Oxygen Demand, BOD 5 ) 22 2.5.5 Nutrien 23 BAB 3.0 - TAPAK KAJIAN 26 3.1 Stesen-stesen Kajian di Sungai Pinang 29 3.1.1 Hulu Sungai Pinang 29 3.1.2 Tengah Sungai Pinang 31 3.1.3 Hilir Sungai Pinang 34 3.2 Kajian Nutrien (Ammonium, Nitrit, Nitrat dan Orto-fosfat) di Aliran Anak Sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang Membentuk Lembangan Sungai Pinang 36 BAB 4.0 - BAHAN DAN KAEDAH 37 4.1 Tempoh Aktiviti Persampelan, Jenis Pasang Surut dan Taburan Jumlah Hujan 4.2 Teknik Kutipan Sampel Air dan Pengukuran in-situ Parameter Fizikal dan Kimia di Lapangan 37 40 4.2.1 Kutipan Sampel Air untuk Analisis Nutrien 40 4.2.2 Pengukuran in-situ Parameter Fizikal dan Kimia 40 4.2.2.1 Kedalaman 41 4.2.2.2 Suhu Air 41 4.2.2.3 ph 41 v
4.2.2.4 Oksigen Terlarut 42 4.2.2.5 Keperluan Oksigen Biologi ( Biological Oxygen Demand, BOD 5 ) 42 4.2.2.6 Saliniti 42 4.2.2.7 Konduktiviti 43 4.3 Kaedah Analisis Jumlah Pepejal Terampai ( Total Suspended Solid, TSS) di Makmal 43 4.4 Kaedah Analisis Nutrien di Makmal 44 4.4.1 Kaedah Analisis Nitrogen dan Fosforus 44 4.4.1.1 Analisis Ammonium 44 4.4.1.2 Analisis Nitrit 46 4.4.1.3 Analisis Nitrat 46 4.4.1.4 Analisis Orto-Fosfat 47 4.5 Analisis Statistik 48 4.6 Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) 49 4.7 Kajian Nutrien (Ammonium, Nitrit, Nitrat dan Orto-fosfat) di Aliran Anak Sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang Membentuk Lembangan Sungai Pinang 51 BAB 5.0 - KEPUTUSAN 52 5.1 Parameter Fizikal dan Kimia di Sungai Pinang 52 5.1.1 Suhu Air 52 5.1.1.1 Hulu Sungai 52 5.1.1.2 Tengah Sungai 54 5.1.1.3 Hilir Sungai 58 5.1.2 ph 61 5.1.2.1 Hulu Sungai 61 5.1.2.2 Tengah Sungai 62 5.1.2.3 Hilir Sungai 66 vi
5.1.3 Oksigen Terlarut 69 5.1.3.1 Hulu Sungai 69 5.1.3.2 Tengah Sungai 70 5.1.3.3 Hilir Sungai 74 5.1.4 Keperluan Oksigen Biologi ( Biological Oxygen Demand, BOD 5 ) 76 5.1.4.1 Hulu Sungai 76 5.1.4.2 Tengah Sungai 77 5.1.4.3 Hilir Sungai 80 5.1.5 Saliniti 83 5.1.5.1 Hulu Sungai 83 5.1.5.2 Tengah Sungai 83 5.1.5.3 Hilir Sungai 87 5.1.6 Konduktiviti 90 5.1.6.1 Hulu Sungai 90 5.1.6.2 Tengah Sungai 91 5.1.6.3 Hilir Sungai 95 5.1.7 Jumlah Pepejal Terampai ( Total Suspended Solid, TSS) 98 5.1.7.1 Hulu Sungai 98 5.1.7.2 Tengah Sungai 100 5.1.7.3 Hilir Sungai 104 5.1.8 Ammonium 106 5.1.8.1 Hulu Sungai 106 5.1.8.2 Tengah Sungai 107 5.1.8.3 Hilir Sungai 111 5.1.9 Nitrit 113 5.1.9.1 Hulu Sungai 113 5.1.9.2 Tengah Sungai 114 5.1.9.3 Hilir Sungai 118 vii
5.1.10 Nitrat 121 5.1.10.1 Hulu Sungai 121 5.1.10.2 Tengah Sungai 122 5.1.10.3 Hilir Sungai 126 5.1.11 Orto-Fosfat 128 5.1.11.1 Hulu Sungai 128 5.1.11.2 Tengah Sungai 129 5.1.11.3 Hilir Sungai 133 5.2 Analisis Statistik 136 5.2.1 Analisis Varians ( Analysis of Variance, ANOVA) Satu Hala 136 5.2.2 Ujian-t Sampel Tak Bersandar 137 5.2.3 Korelasi Pearson 138 5.3 Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) 139 5.4 Kajian Nutrien (Ammonium, Nitrit, Nitrat dan Orto-fosfat) di Aliran Anak Sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang Membentuk Lembangan Sungai Pinang 142 BAB 6.0 - PERBINCANGAN 143 6.1 Parameter Fizikal dan Kimia di Sungai Pinang 144 6.1.1 Suhu 144 6.1.2 ph 146 6.1.3 Oksigen Terlarut 148 6.1.4 Keperluan Oksigen Biologi ( Biological Oxygen Demand, BOD 5 ) 150 6.1.5 Saliniti 152 6.1.6 Konduktiviti 154 6.1.7 Jumlah Pepejal Terampai ( Total Suspended Solid, TSS) 155 6.1.8 Ammonium 157 6.1.9 Nitrit 159 6.1.10 Nitrat 161 viii
6.1.11 Orto-Fosfat 164 6.2 Status Pencemaran Kualiti Air di Sungai Pinang 166 6.3 Kajian Nutrien (Ammonium, Nitrit, Nitrat dan Orto-fosfat) di Aliran Anak Sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang Membentuk Lembangan Sungai Pinang 167 BAB 7.0 - KESIMPULAN 168 RUJUKAN 169 LAMPIRAN 188 ix
SENARAI JADUAL Muka surat Jadual 2.1 Jadual 3.1 Jadual 5.1 Jadual 5.2 Status kualiti air sungai terpilih di Malaysia berdasarkan Indeks Kualiti Air (WQI) 1990 2007 Kepelbagaian aktiviti antropogen dan guna tanah sepanjang Sungai Pinang di setiap stesen kajian dengan koordinat Sistem Kedudukan Sejagat ( Global Positioning System, GPS) Korelasi Pearson antara parameter fizikal dan kimia yang berkolerasi kuat dan signifikan, n = 442 ( = 0.01) Julat kepekatan nutrien punca air di kawasan tadahan Bukit Laksamana dan Bukit Tiger 14 27 139 142 x
SENARAI RAJAH Muka surat Rajah 4.1 Rajah 4.2 Rajah 4.3 Rajah 4.4 Rajah 4.5 Rajah 5.1 Rajah 5.2 Rajah 5.3 Rajah 5.4 Ketinggian paras air laut semasa pasang perbani sepanjang kajian dijalankan dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (Jadual Pasang Surut Malaysia 2007 dan Jadual Pasang Surut Malaysia 2008) Ketinggian paras air laut semasa pasang anak sepanjang kajian dijalankan dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (Jadual Pasang Surut Malaysia 2007 dan Jadual Pasang Surut Malaysia 2008) Taburan jumlah hujan sebelum hari persampelan (mm) dan jumlah hujan bulanan (mm) semasa pasang perbani dan pasang anak dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Struktur dan fungsi prinsip diagram dalam Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) Peraturan dan pengkelasan bahagian di Sungai Pinang dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 mengikut purata ANN dan gambaran seperti yang dijelaskan dalam U-matrix (a) dan K- means (b) Profil purata suhu bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Profil suhu ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil suhu ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil suhu ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 38 38 39 49 50 53 55 57 59 xi
Rajah 5.5 Rajah 5.6 Rajah 5.7 Rajah 5.8 Rajah 5.9 Rajah 5.10 Rajah 5.11 Rajah 5.12 Profil suhu ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil purata ph bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Profil ph ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil ph ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil ph ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil ph ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil purata oksigen terlarut bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Profil oksigen terlarut ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 60 61 63 65 67 68 69 71 xii
Rajah 5.13 Rajah 5.14 Rajah 5.15 Rajah 5.16 Rajah 5.17 Rajah 5.18 Rajah 5.19 Rajah 5.20 Profil oksigen terlarut ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil oksigen terlarut ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil oksigen terlarut ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil purata BOD 5 bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Profil BOD 5 ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil BOD 5 ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil BOD 5 ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil BOD 5 ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 73 74 75 76 78 79 80 82 xiii
Rajah 5.21 Rajah 5.22 Rajah 5.23 Rajah 5.24 Rajah 5.25 Rajah 5.26 Rajah 5.27 Rajah 5.28 Profil saliniti ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil saliniti ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil saliniti ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil saliniti ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil purata konduktiviti bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Profil konduktiviti ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil konduktiviti ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil konduktiviti ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 84 86 88 89 90 92 94 96 xiv
Rajah 5.29 Rajah 5.30 Rajah 5.31 Rajah 5.32 Rajah 5.33 Rajah 5.34 Rajah 5.35 Rajah 5.36 Profil konduktiviti ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil purata TSS bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Profil TSS ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil TSS ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil TSS ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil TSS ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil purata ammonium bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Profil ammonium ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 97 99 101 103 104 105 106 108 xv
Rajah 5.37 Rajah 5.38 Rajah 5.39 Rajah 5.40 Rajah 5.41 Rajah 5.42 Rajah 5.43 Rajah 5.44 Rajah 5.45 Profil ammonium ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil ammonium ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil ammonium ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil purata nitrit bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Profil nitrit ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil nitrit ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil nitrit ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil nitrit ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil purata nitrat bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 110 111 112 113 115 117 119 120 121 xvi
Rajah 5.46 Rajah 5.47 Rajah 5.48 Rajah 5.49 Rajah 5.50 Rajah 5.51 Rajah 5.52 Rajah 5.53 Profil nitrat ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil nitrat ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil nitrat ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil nitrat ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Profil purata orto-fosfat bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Profil orto-fosfat ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil orto-fosfat ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 Profil orto-fosfat ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 123 125 126 127 128 130 132 134 xvii
Rajah 5.54 Rajah 5.55 Profil orto-fosfat ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 Ordinasi dan pengkelasan corak taburan keseluruhan data parameter fizikal dan kimia dalam kejadian pasang perbani dan pasang anak mengikut bahagian di Sungai Pinang dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 135 141 xviii
SENARAI PLAT Plat 3.1 Plat 3.2 Plat 3.3 Plat 3.4 Lokasi kajian di Sungai Pinang dengan keluasan aktiviti guna tanah (ha) Stesen 1 adalah aliran dari air sungai di kawasan berbukit Air Terjun Titi Kerawang Stesen 2 merupakan aliran air sungai dari Air Terjun Titi Kerawang di kaki bukit Stesen 3 terletak di kawasan domestik yang dibangunkan di pinggir Sungai Pinang Muka surat 28 30 30 31 Plat 3.5 Stesen 4 merupakan kawasan penanaman kelapa sawit 32 Plat 3.6 Plat 3.7 Pintu air yang menghalang kemasukan air laut semasa air pasang Stesen 5 adalah alur air buangan yang dilepaskan dari kolam akuakultur 32 33 Plat 3.8 Stesen 6 terletak di bahagian muara sungai 34 Plat 3.9 Stesen 7 merupakan lautan terbuka yang menghala perairan Selat Melaka 35 xix
SENARAI LAMPIRAN Lampiran A Data kegunaan tanah Daerah Barat Daya di Pulau Pinang (sehingga Mac 2008) Muka surat 188 Lampiran B Tarikh aktiviti persampelan dari bulan Oktober 2007 Oktober 2008 189 Lampiran C Kepekatan piawai bagi analisis ammonium 190 Lampiran D Kepekatan piawai bagi analisis nitrit dan nitrat 190 Lampiran E Kepekatan piawai bagi analisis orto-fosfat 190 Lampiran F Lampiran G Lampiran H Lampiran I Lampiran J Lampiran K ANOVA satu hala antara parameter fizikal dan kimia serta nutrien dengan bahagian sungai (hulu, tengah dan hilir sungai) pada aras = 0.01 Analisis penentuan subset-subset sama jenis ( homogeneous subsets ) menerusi ujian Tukey HSD daripada ANOVA satu hala antara parameter fizikal dan kimia serta nutrien dengan bahagian sungai (hulu, tengah dan hilir sungai) Ujian-t antara parameter fizikal dan kimia (tengah dan hilir) dengan permukaan dan dasar air sungai ( = 0.05) Ujian-t antara parameter fizikal dan kimia (tengah dan hilir) dengan air surut dan air pasang ( = 0.05) Ujian-t antara parameter fizikal dan kimia (tengah dan hilir) dengan pasang perbani dan pasang anak ( = 0.05) Ujian-t antara parameter fizikal dan kimia (tengah dan hilir) dengan musim hujan dan musim panas ( = 0.05) 191 192 195 198 201 204 Lampiran L Korelasi Pearson antara parameter fizikal dan kimia 207 Lampiran M Perbandingan nilai purata parameter fizikal dan kimia di Sungai Pinang daripada aplikasi Non-supervised Artificial Neural Network ANN dengan piawaian INWQSM (JAS, 2008), WHO (WHO, 2008), MWQCSM (JAS, 2010) dan MWQCA (AWGCME, 2004) 209 xx
Lampiran N Lampiran O Lampiran P The Impact of Anthropogenic Activities in Pinang River, Balik Pulau, Penang. [2nd Annual PPSK/IPS Postgraduate Colloquium, May 2009] Estimation of Nutrient and Sediment Loading in the Pinang River, Balik Pulau, Penang, Malaysia [UNAIR-USM 2 nd Collaborative Conference on Life Science Synergy for Enhancement of Quality of Life, 10 11th February 2009] The Impact of Anthropogenic Activities in Pinang River, Balik Pulau, Penang, Malaysia [UMT 7 th International Annual Symposium on Sustainability Science and Management, 8 10 June 2008] 210 211 212 xxi
ISTILAH BAHASA MALAYSIA BAHASA INGGERIS Eutrofikasi Hipoksia Istilah Bahasa Malaysia Indeks Kualiti Air Interim Kebangsaan Piawai Kualiti Air untuk Malaysia Jumlah pepejal terampai Keperluan oksigen biologi Keperluan oksigen kimia Kriteria dan Piawai Kualiti Air Marin untuk Malaysia Kriteria Kualiti Air Marin untuk ASIA Pasang anak Pasang perbani Pasang surut mikro Pecahan pada bahagian peta Penyatuan jarak matrik Peta swaorganisasi Sistem kedudukan sejagat Stratifikasi Subset-subset sama jenis Organisasi Kesihatan Sedunia Eutrophication Hypoxia Istilah Bahasa Inggeris Water Quality Index (WQI) Interim National Water Quality Standards for Malaysia (INWQSM) Total suspended solids (TSS) Biological oxygen demand (BOD) Chemical oxygen demand (COD) Marine Water Quality Criteria and Standards for Malaysia (MWQCSM) Marine Water Quality Criteria for ASEAN (MWQCA) Neap tide Spring tide Micro-tidal K-means U-matrix Self-organizing map (SOM) Global Positioning System (GPS) Stratification Homogeneous subsets World Health Organization (WHO) xxii
IMPAK AKTIVITI ANTROPOGEN DAN FAKTOR YANG BERKAITAN TERHADAP KUALITI AIR SUNGAI TROPIKA, SUNGAI PINANG, BALIK PULAU, PULAU PINANG ABSTRAK Sungai Pinang bermula dari kawasan hutan simpan Bukit Laksamana dan Bukit Tiger. Ianya berfungsi membekalkan sumber air tawar kepada penduduk Balik Pulau, Pulau Pinang. Kebanyakan aktiviti antropogen seperti pertanian, domestik dan akuakultur tertumpu di sepanjang pinggir sungai ini. Sungai Pinang yang berukuran 6.5 km panjang mengalami pasang surut mikro dengan kemasukan air masin sehingga ke bahagian tengah sungai dan bersaliniti 30 psu ketika pasang perbani. Kajian ini dijalankan selama 13 bulan semasa air pasang perbani dan anak (Oktober 2007 hingga Oktober 2008) bagi menentukan impak aktiviti antropogen terhadap sistem sungai ini. Dari Analisis Varians (ANOVA) satu hala dan Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) menunjukkan bahawa sumber pencemaran nitrat (44.68 ± 0.62 µm) tertumpu di hulu sungai manakala keperluan oksigen biologi ( Biological Oxygen Demand, BOD 5 ) (13.85 ± 2.05 mg/l), jumlah pepejal terampai ( Total Suspended Solids, TSS) (2366.67 ± 707.11 mg/l) dan orto-fosfat (34.17 ± 0.43 µm) mempengaruhi di bahagian tengah sungai. Ujian korelasi Pearson menunjukkan nitrat berkolerasi secara negatif dengan saliniti (r = -0.70), konduktiviti (r = - 0.67) dan suhu (r = -0.62). Faktor pasang surut dan kemusiman memainkan peranan penting dalam mempengaruhi kualiti air Sungai Pinang. Ujian-t menunjukkan impak aktiviti antropogen bagi nitrat, BOD 5, TSS dan orto-fosfat secara signifikan lebih tinggi (p < 0.05) semasa air sungai surut berbanding ketika air pasang. Kepekatan nitrat lebih tinggi semasa pasang anak (8.72 µm, p < 0.05) jika dibandingkan dengan pasang xxiii
perbani, berkemungkinan disebabkan percampuran air yang lemah. Nilai TSS lebih tinggi semasa pasang perbani (115.22 mg/l, p < 0.05) berbanding semasa pasang anak kerana kemasukan dan percampuran air laut. Musim hujan merekod nitrat lebih tinggi (9.30 µm, p < 0.05) kerana air hujan membawa nutrien melalui larian permukaan air yang mengalir masuk ke sungai. Nilai BOD 5 (4.54 mg/l, p < 0.05) dan TSS (179.66 mg/l, p < 0.05) meningkat ketika musim kering, kemungkinan pelepasan bahan buangan ke dalam sungai sering berlaku. Kesimpulannya, impak aktiviti antropogen di hulu dan tengah sungai yang mengalirkan bahan pencemar sewaktu air sungai surut merupakan punca utama menyumbang pencemaran air sungai. Setiap pembangunan di kawasan tadahan air dan juga di pinggir sungai seharusnya dielakkan bagi menjamin dan mengekalkan nilai estetik dan kelestarian sesebuah ekosistem sungai. xxiv
THE IMPACT OF ANTHROPOGENIC ACTIVITIES AND OTHER RELATED FACTORS ON WATER QUALITY OF TROPICAL RIVER, PINANG RIVER, BALIK PULAU, PENANG ABSTRACT Pinang River originates from the Laksamana Hill and Tiger Hill forest reserve. Its function to supply freshwater source to the residents of Balik Pulau, Penang. Many anthropogenic activities such as agriculture, domestic and aquaculture concentrated along the river bank. Pinang River with 6.5 km length experiences a micro-tidal with the intrusion of seawater up to the middle-stream with 30 psu salinity during spring tide. This study was carried out for 13 months during spring and neap tides (October 2007 until October 2008) to determine the impact of anthropogenic activities towards the river system. From one way Analysis of Variance (ANOVA) and Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) showed that the source of nitrate pollution (44.68 ± 0.62 µm) concentrated at the upstream while biological oxygen demand (BOD 5 ) (13.85 ± 2.05 mg/l), total suspended solids (TSS) (2366.67 ± 707.11 mg/l) and orthophosphate (34.17 ± 0.43 µm) dominated at the middle-stream. Pearson s correlation test indicated that nitrate is negatively correlated with salinity (r = -0.70), conductivity (r = -0.67) and temperature (r = -0.62). Tidal and seasonal factors play an important role influencing the water quality of Pinang River. T-test showed that the impact of anthropogenic activities for nitrate, BOD 5, TSS and ortho-phosphate were significantly higher (p < 0.05) during low tide compared to high tide. Nitrate concentration was higher during neap tide (8.72 µm, p < 0.05) compared to spring tide, might be due to weak tidal mixing. The TSS value was higher during spring tide (115.22 mg/l, p < 0.05) compared to neap tide due to seawater intrusion and tidal mixing. Wet xxv
season recorded higher nitrate (9.30 µm, p < 0.05) because rain water brings nutrient into the river from surface water runoff. BOD 5 (4.54 mg/l, p < 0.05) and TSS (179.66 mg/l, p < 0.05) values increased during dry season, due to discharge of effluent into the river frequently occured. It can be concluded that, the impact of anthropogenic activities at the upstream and middle-stream which flow pollutants during low tide are the main source that contributes to river pollution. Any development surrounding the water catchment and also near the river bank should be avoided to ensure and maintain the aesthetic value and the sustainability of a river ecosystem. xxvi
BAB 1.0 - PENGENALAN Sungai adalah sistem lotik yang membentuk habitat kepada pelbagai spesies fauna dan flora terutama sistem sungai yang mengalami pasang surut. Sesebuah sistem sungai mempunyai ciri-ciri fizikal, kimia dan biologi yang berbeza-beza dengan sungai-sungai yang lain. Secara amnya, keadaan fizikal hulu sungai adalah cetek dan sempit dengan persekitaran yang redup dilindungi pokok-pokok hutan. Sebaliknya, hilir sungai adalah dalam serta lebih lebar di samping persekitaran yang terdedah dengan pancaran matahari. Berdasarkan Kamus Biologi Oxford ( Dictionary of Biology Oxford) (2000), sungai adalah ekosistem yang mempunyai ciri-ciri yang dinamik bermula dari kawasan punca air sungai hingga ke muara sungai yang bergantung pada input tenaga alam sekitar. Faktor-faktor seperti kejadian pasang surut, corak penyaliran air dari hulu sungai yang bermusim dan pola cuaca yang tidak menentu menyebabkan perubahan terhadap kemasinan, suhu, nutrien dan bahan mendapan dalam ekosistem sungai dari semasa ke semasa (Levinton, 1994). 1.1 Fungsi Ekosistem Sungai Ekosistem sungai memberi manfaat dalam kehidupan manusia dari zaman dahulu sehingga ke hari ini. Sungai bermanfaat kepada komuniti nelayan yang menetap berhampiran dengan sungai untuk mencari mata pencarian. Hidupan di sungai seperti ikan, ketam dan udang dijadikan sebagai sumber pendapatan dan makanan harian mereka. Sungai juga digunakan sebagai laluan air yang menghubungkan dari 1
satu lokasi dengan lokasi yang lain. Sumber air di hulu sungai menjadi keperluan asas sebagai bekalan air bersih untuk memasak, membasuh dan sebagainya kepada penduduk tempatan yang menetap berhampiran sungai jika ketiadaan sistem perpaipan air yang sistematik. Bagi ekosistem sungai yang ditumbuhi dengan vegetasi paya bakau, selalunya mendominasi di sekitar kawasan muara sungai. Muara sungai adalah kawasan pertemuan dan percampuran air sungai dengan air laut ketika mengalami keadaan pasang surut. Definisi yang lebih tepat bagi muara yang telah dihurai oleh Pritchard (1967) adalah suatu jasad air laut di persisiran pantai yang menjalani proses pencairan dengan sumber air tawar yang mengalir dari bahagian hulu dan tengah sungai. Keadaan ini menghasilkan sebuah ekosistem sungai yang unik dan kompleks. Bagi sesebuah muara yang berdekatan dengan paya bakau, ianya kaya dengan sumber makanan serta memberi perlindungan dan habitat untuk anak-anak ikan, udang dan organisma bercengkerang (McHugh, 1967). Selain kaya dengan juvenil ikan dan krustasia, ekosistem muara juga mempunyai pelbagai pengeluar primer contohnya fitoplankton, mikroalga bentik, alga epifitik, makrofita (tumbuhan paya rawa, paya bakau), makrofita sub-emergen (rumput laut) dan makroalga yang lebih tinggi daripada ekosistem lain (Knox, 1986; Primavera, 1989). Ekosistem muara ini amat penting kerana mempunyai biodiversiti dan produktiviti ikan yang tinggi (Ahyaudin, 2000). Kebanyakan spesies hidupan muara terdiri daripada pelbagai jenis organisma eurihalin iaitu organisma yang boleh beradaptasi dalam julat kemasinan yang tinggi (Lokman, 1992). Kewujudan ekosistem muara paya bakau ini menyebabkan pelbagai hasil makanan laut mudah didapati di kawasan perairan tersebut. 2
Pengkayaan nutrien di muara sungai disebabkan oleh kemasukan bahan organik dari hutan paya bakau seperti sampah sarap, kemasukan nitrogen inorganik dan fosforus dari sisa domestik dan pertanian serta kemasukan karbon organik dari bahan kumbahan ke dalam aliran sungai (Wosten et al., 2003). Kadar penyerapan nutrien ini menentukan sama ada paya bakau di muara merupakan sumber ataupun sinki nutrien bagi sesebuah muara sungai (Wosten et al., 2003). 1.2 Aktiviti Antropogen di Hulu hingga Hilir Sungai Pinang Penyelidikan yang dijalankan di Sungai Pinang yang terletak dalam daerah Balik Pulau, Pulau Pinang melibatkan kajian antropogen yang bertumpu di bahagian hulu dan tengah sungai hingga ke hilir sungai seterusnya ke laut terbuka (Jadual 3.1 dan Plat 3.1). Hulu sungai merupakan kawasan air tawar dan kawasan tadahan air. Pihak Perbadanan Bekalan Air Pulau Pinang (PBA) telah membina loji takungan air bertujuan menyalurkan sumber bekalan air bersih untuk kegunaan penduduk setempat di sekitar Balik Pulau. Oleh yang demikian, kepentingan pemeliharaan kawasan tersebut perlu dirancang supaya tidak dicemari dan kekal sebagai warisan semulajadi kita. Menurut Wetzel (2001), sungai telah digunakan untuk kepentingan manusia sejak beratus-ratus tahun yang lalu dan kini, hanya tinggal beberapa batang sungai yang masih dalam keadaan semulajadi iaitu tanpa sebarang gangguan aktiviti antropogen. Oleh itu, sebarang kemusnahan daripada aktiviti antropogen di sepanjang sungai akan memberi impak terhadap kualiti air sesebuah sungai. 3
Sumber air Sungai Pinang berpunca daripada kewujudan mata air di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang mengalir keluar dari puncak bukit tersebut membentuk aliran-aliran air yang bercabang sehingga mengalir ke hilir sungai. Namun begitu, di sekitar kawasan tadahan air di hulu Sungai Pinang yang terletak di kawasan topografi berbukit-bukau dipenuhi dengan tanaman pokok-pokok durian. Penerokaan kawasan berbukit di sekitar kawasan tadahan bagi pembukaan dusun durian telah berlaku semenjak 30 tahun yang lalu. Sungai Pinang mengalir melalui kawasan perumahan yang terancang, kawasan kampung-kampung kecil tanpa sistem pembetungan dan kolam akuakultur di sekitar bahagian tengah sungai. Bahan-bahan buangan dari kumbahan tanpa dirawat boleh menjejaskan kualiti air sungai ini jika dibiarkan berlarutan. Ketiadaan sistem rawatan air yang dibina untuk merawat sisa atau bahan buangan kedua-dua aktiviti domestik dan akuakultur ini menyumbang kepada permasalahan air sungai yang semakin hari semakin dicemari. 1.3 Kesan Aktiviti Antropogen Sungai Pinang adalah sebatang sungai yang tercemar akibat kewujudan aktiviti antropogen seperti pertanian, domestik dan akuakultur. Ketiga-tiga aktiviti antropogen ini terletak berhampiran ataupun di sekitar cabangan aliran sungai ini. 4
1.3.1 Pertanian Aktiviti pertanian merupakan salah satu punca berlakunya perubahan kualiti dan kuantiti larian air (Richards & Host, 1994). Kesan daripada kewujudan penanaman pokok-pokok durian dan kelapa sawit secara meluas menyebabkan penggunaan baja, herbisid dan pestisid secara berkala dilakukan terutama apabila musim durian berbunga. Walaupun impak aktiviti antropogen di kawasan yang kecil di hulu sungai, ia berupaya memberi kesan pencemaran yang lebih besar terhadap keseluruhan lembangan sungai sehingga ke hilir sungai (Peters & Meybeck, 2000). Oleh itu, tidak mustahil faktor luaran seperti penggunaan baja dan pestisid (Bellos et al., 2004) untuk tanaman durian di hulu dan tanaman kontan pokok kelapa sawit di tengah Sungai Pinang yang menggunakan keluasan tanah yang besar boleh menyebabkan pencemaran air yang lebih teruk pada masa akan datang. Baja utama yang biasa digunakan untuk aktiviti pertanian seperti ini ialah nitrogen, fosforus dan kalium (Todd, 1989). Sungguhpun, baja fosforus dan kalium yang digunakan dapat melarut lesap melalui aliran bawah tanah, tetapi jumlahnya adalah sedikit kerana ia dipegang kuat oleh zarah-zarah tanah. Oleh itu, ia jarang menjadi masalah pencemaran terhadap air sungai. Menurut Todd (1989) lagi, hanya sebahagian sahaja daripada baja nitrogen dalam bentuk larutan yang diserap ke dalam tanah dan digunakan oleh tumbuhan. Selebihnya, ia mengalir melalui aliran bawah tanah seterusnya memasuki sistem sungai (Todd, 1989). 5
Tambahan pula, aplikasi baja terhadap tanah pertanian yang berdekatan dengan aliran sungai menambahkan peluang ia bergerak dengan cepat mengikut aliran sungai melalui proses larut lesap (Peters & Meybeck, 2000) dan juga bergantung kepada jumlah dan kualiti larian air semasa hujan lebat (Ngoye & Machiwa, 2004). Di samping itu juga, racun serangga yang digunakan pada tumbuhan pertanian turut menjadi punca kepada masalah pencemaran air (Hishamudin et al., 1987). 1.3.2 Domestik Pembuangan sisa-sisa domestik secara terus ke dalam sungai menyebabkan kekeruhan air serta menghasilkan bau yang kurang menyenangkan (Todd, 1989). Berdasarkan kajian Todd (1989), pembuangan secara langsung sisa-sisa domestik ini boleh mengakibatkan peningkatan kepekatan keperluan oksigen biologi ( Biochemical Oxygen Demand, BOD), nitrat, kimia organik dan juga bakteria dalam tanah. Air buangan domestik ini boleh menyebabkan bakteria, virus, kimia tak organik dan kimia organik masuk ke dalam tanah (Todd, 1989) dan menjurus kepada pencemaran sungai. Di sekitar Sungai Pinang terdapat kawasan perumahan, premis kedai dan restoran. Persekitaran tersebut amat mendukacitakan kerana keadaan air sungai yang keruh dipenuhi sampah-sarap, sisa minyak masakan dan minyak pelincir bot, najis manusia, sisa buangan makanan dan sebagainya dilihat terapung-apung di permukaan air sungai berkenaan. Pembinaan perumahan yang tidak terancang tanpa sistem rawatan air menyebabkan bahan buangan dari aktiviti domestik disalur secara terus ke sistem sungai (Wan Maznah, 2002). 6
1.3.3 Akuakultur Bahan buangan akuakultur yang mengandungi lebihan pelet yang tidak dimakan, urin dan najis haiwan boleh menyebabkan keadaan eutrofikasi akibat daripada kandungan nutrien nitrat dan fosforus yang tinggi (Defur & Rader, 1995; Taufik, 2000). Selain itu, pengurangan oksigen dan biodiversiti ikan boleh menggugat aktiviti perikanan oleh nelayan daripada segi kuantitatif dan kualitatif (Kautsky et al., 2001). Kawasan kolam akuakultur biasanya terletak antara 2 hingga 20 hektar dari pinggir muara paya bakau (Sasekumar, 2000). Kolam akuakultur merupakan faktor utama yang menyumbang kepada kemusnahan ekosistem paya bakau (Todd, 1989). Pembukaan dan pembinaan sektor akuakultur telah memusnahkan sebanyak 64% daripada keluasan paya bakau bagi negeri Pulau Pinang sepanjang tempoh 1973 hingga 2004 (SAM, 2004) akibatnya menjurus kepada kehilangan habitat fauna. 1.4 Kajian di Sungai Pinang Kajian ini menekankan tahap kualiti air Sungai Pinang yang menerima impak daripada aktiviti antropogen yang wujud di sepanjang dan sekitar kawasan kajian. Kawasan kajian ini bermula dari kawasan tadahan air terjun Titi Kerawang sehinggalah mengalir ke laut terbuka. Lembangan Sungai Pinang di bahagikan kepada tiga bahagian iaitu hulu, tengah dan hilir sungai. Hulu sungai iaitu di kawasan rekreasi air terjun Titi Kerawang menjadi kawasan tadahan air untuk memenuhi keperluan air penduduk di sekitar daerah Balik 7
Pulau. Kawasan tengah sungai merupakan kawasan yang pesat dengan aktiviti pertanian, kawasan domestik dan perindustrian akuakultur. Hanya beberapa batang pokok paya bakau kelihatan di sepanjang pinggir bahagian tengah sungai. Kawasan hilir sungai berhampiran dengan bukaan muara paya bakau dan lautan terbuka yang terletak kira-kira 0.5 km dari muara Sungai Pinang. Parameter fizikal dalam kajian ini yang diukur adalah ph, jenis pasang surut (pasang anak atau pasang perbani), suhu, kedalaman sungai dan jumlah pepejal terampai ( Total Suspended Solids, TSS). Parameter kimia yang diukur adalah BOD 5, oksigen terlarut, konduktiviti, saliniti, ammonium (NH + 4 ), nitrit (NO - 2 ), nitrat (NO - 3 ) dan orto-fosfat (PO 3-4 ). Kandungan nutrien sepanjang Sungai Pinang ini berubahubah dari hulu hingga hilir bergantung kepada punca air tersebut, bahan buangan yang dihasilkan oleh aktiviti antropogen yang berdekatan dengan kawasan tersebut selain daripada beberapa faktor luaran seperti jumlah hujan, tindakan mikroorganisma, sedimentasi, bentuk muka bumi, topografi dan sebagainya. Data penyelidikan yang diperolehi daripada kajian di Sungai Pinang dianalisis dengan menggunakan kaedah statistik daripada perisian SPSS 15.0. Kaedah statistik yang diterapkan dalam kajian ini adalah Analisis Varians ( Analysis of Variance, ANOVA) satu hala iaitu dengan menggunakan bahagian sungai (hulu, tengah dan hilir) sebagai faktor. Selain itu, kaedah analisis ujian-t sampel tidak bersandar digunakan untuk membuat bandingan setiap parameter dengan permukaan dan dasar sungai, keadaan air surut dan pasang, jenis pasang perbani dan pasang anak serta perbezaan musim hujan dan musim kering. 8
Selain daripada itu, data tersebut juga dianalisis dan diaplikasikan dengan menggunakan pendekatan pemodelan persekitaran dinamakan Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) yang didapati daripada perisian MATLAB 6.5. ANN digunakan untuk mengenalpasti bahagian sungai yang dicemari daripada taburan data parameter fizikal dan kimia yang mana merupakan faktor utama menyumbang kepada pencemaran air di Sungai Pinang. 1.5 Objektif Kajian Dalam kajian ini beberapa objektif disasarkan untuk mengetahui setakat mana impak aktiviti antropogen memberi kesan terhadap kualiti air sungai ini. Oleh yang demikian, objektif kajian ini adalah untuk: 1. Mengkaji impak aktiviti antropogen dan faktor yang berkaitan terhadap parameter kualiti air di sepanjang lembangan Sungai Pinang. 2. Melihat pengaruh pasang surut terhadap taburan parameter kualiti air Sungai Pinang. 3. Menentukan taburan nutrien di Sungai Pinang dengan mengaplikasi Nonsupervised Artificial Neural Network (ANN). 9
BAB 2.0 - TINJAUAN BACAAN 2.1 Latar Belakang dan Ciri-ciri Kawasan Tadahan Air Secara amnya, kawasan tadahan air berpunca daripada mata air yang membentuk aliran anak-anak sungai di puncak bukit. Pembentukan sungai menjadi lebih besar dan luas semakin ia mengalir menuju ke laut. Segala permasalahan pencemaran air yang berlaku di bahagian tengah dan hilir sungai berkait rapat dengan keadaan persekitaran di bahagian hulu sungai. Sungai dan kawasan tadahannya merupakan bahagian yang sangat penting sebagai warisan semulajadi (Wetzel, 2001). Sebarang pengubahsuaian ciri-ciri kawasan tadahan air termasuk kawasan sekitarnya oleh aktiviti penerokaan dan pembangunan kawasan hutan (Anderson et al., 2001; Yan et al., 2005; Lehrter, 2006) pertanian, sektor perindustrian dan perbandaran (Richards & Host, 1994; JAS, 2007) di hulu sungai boleh menjejaskan kualiti air daripada segi eksport nitrogen ke dalam aliran sungai di hilir (Anderson et al., 2001; Yan et al., 2005; Merseburger et al., 2005; Lehrter, 2006). Sehubungan dengan itu, pengubahsuaian bentuk muka bumi dan perubahan yang bersangkut paut dengan vegetasi bukan sahaja mengubah keseimbangan aliran air malah ia juga mempengaruhi keseluruhan proses kawalan kualiti air (Peters & Meybeck, 2000). Selain daripada itu, pembangunan sosioekonomi, kekurangan alat sanitasi dan kemudahan sistem rawatan bahan buangan di negara membangun yang mempunyai populasi penduduk yang tinggi turut menyebabkan pencemaran air sungai (Peters & Meybeck, 2000). Penggunaan gas, aerosol dan pelbagai bahan kimia lain dalam 10
atmosfera yang memasuki aliran sungai melalui tindakan hujan berkemungkinan memberi kesan toksik terhadap sesebuah kawasan tadahan air sehinggakan sumber air tersebut tidak lagi bersih digunakan oleh manusia (Peters & Meybeck, 2000). Sebarang perubahan yang berlaku di kawasan tadahan air oleh impak aktiviti antropogen ataupun fenomena semulajadi berpotensi mengakibatkan perubahan secara tidak langsung terhadap ekosistem muara sungai (Dauer et al., 2000). 2.2 Impak Aktiviti Antropogen di Pinggir Sungai Dari dahulu sehingga ke hari ini, aktiviti pembangunan sering diwujudkan di pinggirpinggir sungai. Rentetan daripada keadaan tersebut, banyak kemusnahan ekosistem di pinggir sungai dilakukan bagi memenuhi kehendak masyarakat yang inginkan pembangunan. Hasil daripada kemusnahan di pinggir sungai mengakibatkan kualiti air sungai dan ekosistem sungai terjejas secara keseluruhannya. Sungai Pinang adalah satu contoh di mana kawasan paya bakaunya tertumpu di kawasan tengah dan hilir sungai. Kawasan tersebut dibangunkan menjadi kawasan domestik dan sebahagiannya dibuka menjadi kolam akuakultur. Contohnya di Pulau Pinang hanya tinggal seluas 1,400 hektar paya bakau pada tahun 2004 berbanding 3,900 hektar pada tahun 1973 disebabkan masalah yang sama (SAM, 2004). Pembukaan kolam akuakultur dan kawasan domestik (SAM, 2004; Schaffelke et al., 2005), pembinaan pelabuhan, kemudahan lapangan terbang, perindustrian dan juga kawasan pertanian (Ong, 1982) menyumbang kepada kemusnahan paya bakau di pinggir muara sungai. 11
Kemusnahan ini menyebabkan kehilangan habitat, fauna, flora dan proses hakisan di persisiran pantai atau sedimentasi (Esam Ahmad, 1998). Kesan pembangunan ini menyebabkan struktur tanah yang tidak stabil, kemerosotan kualiti air secara nyata dan kehilangan habitat utama di kawasan persisiran marin (Schaffelke et al., 2005). Paya bakau secara alamiahnya merupakan tempat pembuangan sampah secara haram, bahan buangan dari sektor akuakultur dan perindustrian (Clark, 1998) serta dijadikan tempat buangan kumbahan (Clough et al., 1983; Clark, 1998). 2.3 Hasil Kajian Terhadap Pencemaran Sungai Di Malaysia, muara sungai bertindak sebagai tempat penyaluran sisa perindustrian, bahan kumbahan, bahan kimia pertanian dan bahan buangan akuakultur. Berdasarkan Laporan Kualiti Alam Sekeliling (JAS, 2007), kawasan tempat pembuangan sampah pepejal, tempat pembuangan bahan radioaktif, kawasan pedalaman, tapak bekas lombong, kawasan penanaman bangkai haiwan dan kawasan pelancongan juga menyumbang kepada pencemaran aliran air bawah tanah dan sungai di Malaysia. Pelbagai aktiviti antropogen yang dijalankan di sekitar sungai juga turut mengakibatkan masalah pencemaran dan ketoksikan air di hilir sungai. Keadaan berterusan seperti ini boleh menjejaskan kelestarian ekosistem di kawasan muara paya bakau dan pantai sebagai kawasan terakhir dalam pengaliran sesebuah sungai (Ahyaudin, 2000). Kajian Sidik et al. (2008) menyatakan banyak perairan muara dan 12
pinggir pantai mengalami pengkayaan kepekatan nutrien sejak 40 tahun yang lalu kerana dipengaruhi oleh aktiviti antropogen di sekitarnya. Pada tahun 2007, sebanyak tujuh lembangan sungai dilaporkan paling tercemar di Malaysia iaitu lembangan Sungai Pinang (Georgetown) dan Sungai Juru di Pulau Pinang, Sungai Merlimau di Melaka manakala, Sungai Dangga, Sungai Segget, Sungai Kawasan Pasir Gudang dan Sungai Tebrau di Johor (JAS, 2007). Lembangan sungai ini diklasifikasikan sebagai sungai yang paling tercemar berdasarkan Indeks Kualiti Air ( Water Quality Index, WQI) untuk enam parameter iaitu oksigen terlarut, BOD, keperluan oksigen kimia ( Chemical Oxygen Demand, COD), ammonium, pepejal terampai dan ph (JAS, 2007). WQI yang digunakan untuk menilai dan menentukan sesebuah sungai itu bersih adalah seperti berikut; oksigen terlarut (> 7 mg/l), BOD (< 1 mg/l), COD (< 10 mg/l), ammoniakal-nitrogen (< 0.1 mg/l), pepejal terampai (< 25 mg/l) dan ph (> 7) seperti yang terkandung dalam Piawaian Kualiti Air Kebangsaan bagi Malaysia (JAS, 2007). Jadual 2.1 menunjukkan kualiti air sungai di Malaysia berada dalam paras membimbangkan bermula dari tahun 1993 dengan 11 batang sungai yang direkodkan tercemar, sebanyak 35 batang sungai sedikit tercemar dan 48 batang sungai dilaporkan bersih daripada 90 batang sungai yang dikaji. Kemerosotan kualiti air sungai diperhatikan berlaku sekitar tahun 1997 dengan 25 batang sungai didapati tercemar. Ini adalah satu peningkatan sekali ganda dari tahun sebelumnya. 13
Jadual 2.1 Status kualiti air di sungai-sungai terpilih di Malaysia berdasarkan Indeks Kualiti Air (WQI) 1990 2007 Tahap Kualiti Air Bilangan Sungai Tahun 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 Bersih 48 37 25 32 38 48 42 24 33 35 34 60 63 59 58 80 80 91 Sedikit tercemar 35 44 55 73 64 53 61 68 71 72 74 47 43 52 53 51 59 45 Tercemar 7 6 7 11 14 14 13 25 16 13 12 13 14 9 9 15 7 7 Jumlah diawasi 90 87 87 116 116 115 116 117 120 120 120 120 120 120 120 146 146 143 Sumber: Jabatan Alam Sekitar (JAS, 2007) Pemantauan kebersihan sungai diperluaskan lagi dengan mengkaji sebanyak 146 batang sungai pada tahun 2005. Daripada jumlah tersebut, sebanyak 80 batang sungai telah dikenalpasti bersih, 51 batang sungai sedikit tercemar dan 15 batang sungai tercemar daripada 146 batang sungai yang dipantau. Dalam kajian tersebut, bilangan sungai yang didapati tercemar semakin berkurangan pada tahun-tahun berikutnya (Jadual 2.1). 2.3.1 Impak Aktiviti Pertanian Antara aktiviti pertanian yang terdapat di sepanjang dan sekitar kawasan Sungai Pinang adalah dusun buah-buahan, kebun sayur-sayuran dan ladang kelapa sawit. Kewujudan aktiviti pertanian yang semakin berleluasa di bahagian hulu kawasan tadahan air merupakan salah satu punca pencemaran air sungai secara keseluruhannya (Piscart et al., 2009). Penggunaan baja dalam pertanian telah bermula sejak tahun 1874 (Dermott, 1979). Pada waktu itu, kandungan nutrien fosforus dan kalium dalam penghasilan baja tidak banyak berubah sehingga kini. Walau bagaimanapun, kuantiti nitrogen yang 14
digunakan semakin meningkat secara berterusan mengikut perubahan masa dan keperluan sesuatu tumbuhan (Dermott, 1979). Berdasarkan kajian-kajian sebelum ini, peningkatan nutrien nitrogen (Arheimer & Linden, 2000; Castillo et al., 2000; Goolsby et al., 2000, Bramly & Roth, 2002) dan fosforus (Fisher et al., 2000; Bramly & Roth, 2002; Schaffelke et al., 2005) dari larut lesap aktiviti pertanian boleh menyebabkan pencemaran terhadap sumber air minuman dan eutrofikasi di permukaan air sungai (Gomann et al., 2004). Pembajaan pokok durian perlu dilakukan tiga atau empat kali setahun dan jumlah baja yang diperlukan adalah daripada 9 40 kg baja organik yang berunsur nitrogen (N), fosforus (P) dan kalium (K) untuk setiap pokok per tahun (PPDM, 2010). Tanaman pokok kelapa sawit memerlukan baja sebanyak 1.2 kg N, 0.4 kg P dan 2.0 kg K untuk setiap pokok setahun bagi menggalakkan pertumbuhan pokok dan penghasilan buah (Hishamudin et al., 1987). Kandungan pestisid yang tinggi dalam air boleh menyebabkan keadaan air sungai bertoksik dan berlaku pengurangan kandungan oksigen dalam air sungai (Griffin et al., 1979). Di samping memberi kesan karsinogen dan mutagen terhadap hidupan akuatik di muara sungai, ia mampu menyebabkan kesan penyakit jangka panjang kepada manusia (Dermott, 1979). 15
2.3.2 Impak Aktiviti Domestik Penempatan manusia biasanya bermula di pinggir sungai seperti di muara-muara sungai. Masyarakat yang menetap di kawasan ini boleh menimbulkan masalah pencemaran air sungai seperti penggunaan detergen, bahan makanan, minyak, urin, najis (Jothy, 1976, Wan Maznah, 2002; Schaffelke et al., 2005) pemendapan, hakisan dan kesihatan awam (Ahyaudin, 2000). Pembuangan secara terus dari kawasan perbandaran merupakan penyumbang utama terhadap pencemaran di Sungai Pinang, Georgetown (Wan Maznah, 2002). Punca masalah ini disebabkan penggunaan tanah seperti kawasan domestik, industri kecil dan gudang-gudang yang terdapat di sebahagian kawasan muara sungai (Wan Maznah, 2002). Kehadiran lumpur dan pembuangan sampah sarap secara haram ke sungai, sisa domestik dan pepejal yang tak terurai oleh penduduk yang menetap di sepanjang sungai mengakibatkan keadaan sungai menjadi cetek dan sempit sehingga menjejaskan pengaliran air sungai (Wan Maznah, 2002). Peningkatan kepekatan bahan nutrien domestik yang disalurkan ke dalam sistem sungai boleh meningkatkan masalah eutrofikasi di perairan laut (Ahyaudin, 2000). Goldberg (1976) dalam kajiannya melapor bahawa bahan boleh larut seperti bahan buangan najis yang disalurkan ke sungai telah dikenalpasti boleh dibawa sejauh 10 kilometer dari tempat ia dilepaskan bergantung kepada kuantiti dan pasang surut air laut. 16
2.3.3 Impak Aktiviti Akuakultur Bahan buangan dari kolam udang yang mengandungi nitrat dan fosforus boleh menimbulkan masalah eutrofikasi dalam air dan peningkatan pepejal terampai (Defur & Rader, 1995; Taufik, 2000). Bahan buangan dari kolam akuakultur mengeluarkan bahan kimia bertoksik, kehadiran parasit, antibiotik, bahan organik dan mendorong penularan penyakit melalui air sungai (Kautsky et al., 2001; SAM, 2004). Di samping itu, bahan buangan yang mengandungi lebihan pelet yang tidak dimakan, urin dan najis ternakan menghasilkan pencemaran organik dan kepekatan nutrien yang tinggi terhadap sungai dan menjurus kepada pengurangan kandungan oksigen terlarut dalam sistem sungai (Kautsky et al., 2001 dan SAM, 2004). Impak daripada keadaan itu, biodiversiti ikan akan berkurangan seterusnya menggugat kuantiti dan juga kualiti hasil tangkapan para nelayan menerusi aktiviti perikanan (Kautsky et al., 2001). 2.4 Parameter Fizikal Air Sungai 2.4.1 Suhu Suhu air tawar di hulu sungai beriklim tropika adalah dalam lingkungan 25 o C hingga 29 o C (Dudgeon, 2008). Persekitaran yang menerima haba daripada cahaya matahari dapat mempengaruhi peningkatan suhu air sungai dan laut di sesebuah kawasan secara langsung (Sanderson dan Taylor, 2003). Walau bagaimanapun, kawasan yang terdedah dengan cahaya matahari di kawasan pasang surut mampu memindahkan 17
haba secara tidak langsung ke persekitaran perairan pinggir pantai (Sanderson & Taylor, 2003). Selain daripada itu, julat tahunan bagi suhu air secara keseluruhannya bergantung kepada perubahan latitud, kelembapan udara, saiz kawasan perairan dan jarak yang menghampiri perairan di persisiran pantai (Lokman, 1992; Dudgeon, 2008). Persekitaran yang dilitupi pokok-pokok atau hutan memberikan nilai suhu yang lebih rendah berbanding dengan persekitaran yang terdedah atau di tempat yang terbuka yang mempunyai suhu persekitaran yang lebih tinggi (Ngoye & Machiwa, 2004; Dudgeon, 2008). Nilai suhu air juga berkait rapat dengan perubahan kandungan oksigen yang dipegang dalam kolum air (Lokman, 1992; Dudgeon, 2008). 2.4.2 ph Nilai ph yang optimum untuk sumber air minuman di bawah piawai Organisasi Kesihatan Sedunia ( World Health Organization, WHO) antara 6.5 9.5 (WHO, 2008) manakala dalam Interim Kebangsaan Piawai Kualiti Air untuk Malaysia ( Interim National Water Quality Standards for Malaysia, INWQSM) adalah 6.5 8.5 (JAS, 2008). ph air sungai rendah semasa musim kering manakala peningkatan nilai ph berlaku pada musim hujan (Akpan, 2004; Uzoukwu et al., 2004). Paras keasidan air sungai boleh dipengaruhi oleh aktiviti pembuangan sampah-sarap dari kawasan domestik (Akpan, 2004; Mendiguchia et al., 2007), kemasukan bahan buangan berasid dan 18
penggunaan baja untuk pertanian (Karuppiah & Gupta, 2006; Sanjay Kumar et al., 2006). 2.4.3 Jumlah Pepejal Terampai ( Total Suspended Solids, TSS) Secara amnya, kepekatan TSS lebih rendah di hulu berbanding dengan bahagian tengah dan hilir sungai. Ciri-ciri dasar sungai yang berselut dan berlumpur di tengah dan hilir sungai mempengaruhi peningkatan kepekatan TSS di kedua-dua bahagian sungai tersebut. Keadaan ini berbeza dengan struktur dasar di hulu sungai yang berpasir serta merekodkan kepekatan TSS yang lebih rendah. Berdasarkan kajian Sanderson dan Taylor (2003) ketika sungai mengalami air surut, kepekatan TSS paling tinggi disebabkan oleh bahan buangan sedimen terampai yang terhasil dari saliran air kawasan pertanian. Kepekatan TSS dalam kolum air berpunca daripada pergolakan dari dasar sungai semasa air pasang (Sanderson & Taylor, 2003). Musim hujan menunjukkan peningkatan TSS (Costanzo et al., 2003; Akpan, 2004; Sanjay Kumar et al., 2006; Mendiguchia et al., 2007) dengan kehadiran kelodak dan bahan organik yang dibawa oleh aliran sungai (Akpan, 2004) jika dibanding dengan musim kering. Kemasukan air laut ke muara sungai (Mendiguchia et al., 2007) dan bahan buangan daripada lebihan bahan makanan yang berlebihan dari kolam ternakan udang dan ikan (Macintosh & Phillips, 1992) adalah antara faktor peningkatan TSS. Hasil kajian oleh Jones et al. (2001), menunjukkan bahawa kepekatan TSS adalah tinggi dalam bahan buangan dari kolam akuakultur berbanding sisa kumbahan dari 19
domestik. TSS meningkat apabila ph (Sanderson & Taylor, 2003; Mendiguchia et al., 2007), saliniti (Sanderson & Taylor, 2003) dan oksigen terlarut (Mendiguchia et al., 2007) menurun pada paras minimum. 2.5 Parameter Kimia Air Sungai 2.5.1 Oksigen Terlarut Oksigen yang terlarut di dalam air terhasil daripada proses percampuran oksigen di udara dengan air di bahagian permukaan air sungai. Proses fotosintesis oleh fitoplankton juga menghasilkan oksigen terlarut (Lokman, 1992). Oksigen yang terlarut dalam air juga dipengaruhi oleh suhu, kemasinan, altitud dan kawasan sesebuah perairan (Lokman, 1992). Paras kandungan oksigen terlarut yang rendah boleh menyebabkan tekanan dan kesesakan nafas terhadap hidupan akuatik (Lokman, 1992). Kandungan oksigen yang rendah atau dalam istilah sains hipoksia ( hypoxia ) terjadi disebabkan kewujudan peningkatan bakteria dan juga plankton yang banyak dalam air (Lindenschmidt et al., 1998; Lindenschmidt et al., 2009). Sungai mengalami masalah hipoksia kerana tahap BOD yang tinggi disebabkan peningkatan kandungan sedimen dari aliran perbandaran dan sisa kumbahan (Dauer et al., 2000). Kajian Dauer et al. (2000) mendapati kepekatan oksigen yang rendah berkolerasi dengan kepadatan penduduk (r = 0.7) dan aktiviti guna tanah (r = 0.7) tetapi ia tidak menunjukkan kolerasi dengan kemuatan nutrien. Kajian ini menjelaskan bahawa 20
kandungan oksigen yang rendah disebabkan masalah eutrofikasi yang melanda dalam sesebuah aliran sungai akibat aktiviti antropogen seperti perbandaran dan pertanian yang dijalankan sepanjang aliran sungai (Dauer et al., 2000). Kandungan oksigen terlarut juga dipengaruhi oleh musim hujan dan musim kering. Dalam kajian Uzoukwu et al. (2004), kandungan oksigen terlarutnya lebih tinggi semasa musim hujan berbanding semasa musim kering. Musim hujan yang memberikan taburan hujan yang tinggi di sesebuah kawasan tadahan boleh mempengaruhi bacaan oksigen terlarut. Ia disebabkan pergolakan air sungai dan udara di persekitaran yang berpunca daripada pengaliran arus air deras di hulu sungai. Secara keseluruhan, perairan air di kawasan tropika mengandungi simpanan oksigen yang lebih rendah kerana keperluan oksigennya lebih tinggi disebabkan oleh jumlah muatan bahan organik yang tinggi berbanding di kawasan temperat (Dudgeon, 2008). 2.5.2 Saliniti Saliniti adalah jumlah kandungan bahan tak organik tidak terlarut yang terdiri daripada ion natrium dan klorida. Saliniti diukur dalam unit psu iaitu practical salinity unit. Saliniti yang berbeza-beza wujud apabila ada percampuran antara air tawar dan air masin semasa air pasang surut berlaku dan juga pengaliran air tawar ke kawasan muara. 21
Saliniti air muara di hilir bergantung kepada keadaan pasang dan surut air laut selain daripada mengikut kejadian pasang perbani atau pasang anak. Saliniti di bahagian dasar sungai lebih tinggi berbanding di permukaan air sungai (Gao et al., 2008) kerana kelaziman juzuk air yang bersaliniti lebih tumpat daripada air tawar (Todd, 1989) dan ia semakin meningkat mengikut kedalaman. 2.5.3 Konduktiviti Paras konduktiviti di kawasan air tawar sangat rendah berbanding dengan kawasan muara sungai yang menerima pengaruh pasang surut dari air laut (Ngoye & Machiwa, 2004). Paras konduktiviti meningkat ketika sungai mengalami fenomena air pasang semasa pasang perbani (Nurul Ruhayu, 2007; Gao et al., 2008) kerana kehadiran kandungan ion-ion terlarut seperti ion natrium, klorida selain ion sulfat, nitrat, bromida, iodida, kalsium, magnesium, kalium dan barium. 2.5.4 Keperluan Oksigen Biologi ( Biological Oxygen Demand, BOD 5 ) BOD 5 digunakan sebagai petunjuk pencemaran organik (contohnya daun-daun dan bangkai) dalam sesebuah ekosistem akuatik. Kajian Lai (1983) mendapati keluasan perbandaran sebanyak 19% di Sungai Klang memberi kesan terhadap peningkatan BOD 5 dengan julat 0.1 50.1 mg/l manakala, di Sungai Selangor yang hanya merangkumi 1% kawasan perbandaran memberikan julat bacaan BOD 5 antara 0.1 4.1 mg/l (Lai, 1983). Sisa-sisa domestik daripada kumbahan yang tidak dirawat mengakibatkan peningkatan mikroorganisma dalam aliran air sungai terbabit dan 22
dalam masa yang sama meningkatkan kadar BOD 5 dalam air sungai (Lai, 1983; Johnson et al., 2002; Uzoukwu et al., 2004; Sanjay Kumar et al., 2006). 2.5.5 Nutrien Nutrien seperti ammonium, nitrit, nitrat dan orto-fosfat hadir dalam perairan sungai dan juga lautan dalam bentuk nutrien tak organik. Nutrien tak organik adalah suatu unsur yang boleh larut (Qualls, 2000) dan ia sangat diperlukan untuk proses tumbesaran tumbuhan (Pidwirny, 2006). Aktiviti pemineralan mikrob menguraikan bahan nitrogen organik kepada bentuk nitrogen tak organik (Qualls, 2000; Pidwirny, 2006; Moss, 2008). Peningkatan kemasukan bahan organik daripada najis haiwan ternakan (Pidwirny, 2006), sisa kumbahan dari kawasan domestik yang tidak dirawat (Sanjay Kumar, 2006; Mendiguchia et al., 2007; Morgan II et al., 2007), larut lesap dari baja pertanian (Ngoye & Machiwa, 2004; Pidwirny, 2006; Sanjay Kumar, 2006), proses pengoksidaan gas nitrogen (nitrifikasi) dan nitrogen oksida dalam atmosfera (Moss, 2008) dalam fenomena hujan (Eyre & Balls, 1999; Qualls, 2000; Pidwirny, 2006) atau kesan kilat (Pidwirny, 2006) meningkatkan kepekatan ammonium dalam air sungai (Qualls, 2000; Ngoye & Machiwa, 2004; Pidwirny, 2006; Sanjay Kumar, 2006; Mendiguchia et al., 2007; Morgan II et al., 2007; Moss, 2008). Dalam air laut, kepekatan ammonium direkodkan semakin meningkat setiap tahun dengan peningkatan 0.05 0.07 µm (Aminot & Kérouel, 1995) impak dari aktiviti antropogen. Ammonium yang terhasil daripada proses pemineralan mikrob (Kotti et al., 2005) seterusnya membentuk nitrit dan akhirnya bertukar ke bentuk nitrat 23
melalui proses nitrifikasi (Kemp & Dodds, 2002) dengan kehadiran bakteria autotrofi Nitrosomonas sp. dan Nitrobacter sp. (Lokman, 1992; Pidwirny, 2006). Proses nitrifikasi boleh berlaku dalam keadaan kepekatan oksigen pada paras yang normal. Proses pendenitritan iaitu penukaran nitrat kepada nitrit boleh berlaku semasa kandungan oksigen terlarut berada pada paras yang rendah sahaja (< 4 mg/l) dan peningkatan kepekatan nitrit ini boleh menyebabkan ketoksikan terhadap ikan (Kemp & Dodds, 2002). Berdasarkan kajian Aminot dan Kérouel (1995), julat kepekatan nitrit di lautan lebih rendah dalam lingkungan 0.50 5.00 µm berbanding nitrat (5.00 50.00 µm). Bagi sumber air minuman, jika kepekatan nitrat melebihi 3571.4 µm, ia boleh mendatangkan penyakit methaemoglobinaemia yang membawa kepada Sindrom Bayi Biru ( Blue Baby Syndrome ) (WHO, 2008). Sindrom ini berlaku akibat keracunan nitrat dalam minuman susu formula bayi menyebabkan tubuh badan gagal mendapat oksigen yang diperlukan sehingga boleh membawa maut dan kecacatan mental kekal (WHO, 2008). Kepekatan nitrat dilaporkan lebih tinggi semasa musim hujan (Sanjay Kumar, 2006) dan banjir (Eyre & Balls, 1999) kerana nutrien tersebut lebih mudah bergerak dalam larian air bawah tanah melalui proses larut lesap (Ismail & Mohamad, 1992). Impak peningkatan nitrit dan nitrat dalam ekosistem akuatik boleh mengakibatkan penghasilan alga bertoksik, pereputan alga, warna air berubah menjadi keruh, kematian makrofita dan fitoplankton, merangsang proses penguraian oleh mikrob, 24
kandungan oksigen terlarut menurun seterusnya mendatangkan penyakit dan kematian ikan (Shanmugam et al., 2007). Proses luluhawa dalam persekitaran terhadap batu-batuan dan sedimen di dasar laut membentuk nutrien fosforus tak organik iaitu orto-fosfat dalam ekosistem sungai dan lautan. Berbeza daripada nutrien yang lain, orto-fosfat tidak mudah digerakkan oleh air melalui larut lesap air bawah tanah (Ismail & Mohamad, 1992). Oleh yang demikian, hanya sebahagian sahaja kepekatan orto-fosfat memasuki sistem sungai (Ismail & Mohamad, 1992) yang berpunca daripada sisa kumbahan antropogen dan bahan buangan industri (Sanjay Kumar, 2006), pertanian yang berleluasa (Mendiguchia et al., 2007) dan banjir (Eyre & Balls, 1999). Orto-fosfat juga mampu mengundang masalah eutrofikasi di ekosistem air tawar, sungai, muara sungai dan marin (Kronvang et al., 2005; He et al., 2006). 25
BAB 3.0 - TAPAK KAJIAN Sungai Pinang terletak di kawasan Balik Pulau dalam daerah Barat Daya Pulau Pinang berkoordinat 5 o 23 26.71 N 100 o 10 40.62 E dan 5 o 24 12.79 N 100 o 13 36.01 E. Ia merupakan sebatang sungai yang cetek dengan kedalaman antara 13 303 cm dan lebarnya antara 2 hingga 10 m. Menurut sumber Jabatan Perangkaan (2009), unjuran penduduk adalah dihitung mengikut kawasan Parlimen dan Dewan Undangan Negeri. Kawasan penempatan penduduk Kampung Sungai Pinang yang terletak dalam kawasan Ahli Dewan Undangan Negeri Pulau Betong (N39) dianggarkan sejumlah 25,000 orang pada tahun 2009. Sungai Pinang dipilih sebagai tapak kajian kerana sungai ini menghadapi pelbagai impak daripada aktiviti antropogen. Di samping itu, Sungai Pinang merupakan pintu kedua untuk melawat Taman Negara Pulau Pinang. Dalam kajian ini Sungai Pinang dibahagikan kepada tiga bahagian iaitu hulu, tengah dan hilir sungai (Jadual 3.1). 26
Jadual 3.1 Kepelbagaian aktiviti antropogen dan guna tanah sepanjang Sungai Pinang di setiap stesen kajian dengan koordinat Sistem Kedudukan Sejagat ( Global Positioning System, GPS) Stesen S1 Aktiviti Antropogen / Lokasi Pertanian (Kawasan tadahan air berbukit) Aktiviti Guna Tanah Hutan sekunder dan tanaman dusun durian GPS 5 o 23 33.90 N 100 o 13 4.17 E Bahagian Sungai Hulu S2 Pertanian dan domestik (Kawasan tadahan air di kaki bukit) Tanaman kebun dan perumahan kampung 5 o 23 59.36 N 100 o 12 50.48 E Hulu S3 Domestik Perumahan di pinggir sungai 5 o 23 35.38 N 100 o 12 0.28 E Tengah S4 Pertanian Penanaman kelapa sawit 5 o 23 24.78 N 100 o 46 0.57 E Tengah S5 Akuakultur Kolam akuakultur 5 o 23 31.48 N 100 o 11 42.85 E Tengah S6 Muara Vegetasi paya bakau 5 o 23 30.03 N 100 o 11 13.71 E Hilir S7 Laut terbuka Tiada 5 o 23 29.51 N 100 o 10 41.65 E Laut Sumber pencemaran utama sungai ini adalah akibat dari aktiviti antropogen yang sedia wujud di sepanjang sungai iaitu kawasan domestik, pertanian dan akuakultur. Tiada sistem pembentungan dan rawatan air dibina dan kesemua sisa kumbahan dan bahan buangan di salur terus ke dalam sungai. Plat 3.1 menunjukkan lokasi kajian serta anggaran keluasan aktiviti guna tanah berdasarkan pemetaan menerusi perisian komputer ArcGIS 9.3. Hasil dari laporan Jabatan Perancang Bandar dan Desa di Negeri Pulau Pinang (2008) keluasan aktiviti guna tanah merangkumi keseluruhan bahagian Barat Daya (Lampiran A). 27
Bukit Laksamana Bukit Tiger Plat 3.1 Lokasi kajian di Sungai Pinang dengan keluasan aktiviti guna tanah (ha). Bulatan merah menunjukkan kajian nutrien (ammonium, nitrit, nitrat dan orto-fosfat) di aliran anak sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang membentuk lembangan Sungai Pinang (Pemetaan daripada perisian komputer ArcGIS 9.3) 28
3.1 Stesen-stesen Kajian di Sungai Pinang 3.1.1 Hulu Sungai Pinang Keadaan fizikal hulu sungai merangkumi batu batan dan batu kerikel selain substratnya yang berpasir. Hulu sungai berasal daripada pertemuan aliran dua anak sungai dari Bukit Laksamana dan Bukit Tiger di kawasan hutan simpan Pantai Acheh (Plat 3.1). Berdasarkan pemerhatian yang dijalankan, aliran tersebut berpunca daripada mata air yang mengalir dari puncak kedua-dua bukit tersebut yang bercantum dan menjadi sebatang alur yang mengalir ke kawasan air terjun Titi Kerawang (stesen 1) (Plat 3.2). Air terjun Titi Kerawang terkenal sebagai tempat rekreasi penduduk sekitar, pelancong dari dalam mahupun luar negara. Sekitar stesen 1 dipenuhi dengan dusun durian yang dianggarkan lebih daripada 3,000 batang pokok ditanam di lereng-lereng bukit. Dusun durian tersebut telah diusahakan sejak 30 tahun yang lalu oleh segelintir penduduk tempatan yang menetap di sekitar kawasan tersebut. 29
Plat 3.2 Stesen 1 adalah aliran dari air sungai di kawasan berbukit Air Terjun Titi Kerawang Di stesen 2, air sungai mengalir melalui kawasan perkampungan yang tidak tersusun (Plat 3.3). Stesen ini juga berhampiran dengan kawasan kebun buah pala dan cengkih. Plat 3.3 Stesen 2 merupakan aliran air sungai dari Air Terjun Titi Kerawang di kaki bukit 30
3.1.2 Tengah Sungai Pinang Bermula di tengah hingga hilir sungai adalah kawasan sungai yang mendatar dengan substrat berselut dan berlumpur. Kawasan ini merupakan tempat laluan bot-bot nelayan tempatan yang keluar masuk untuk menangkap ikan. Sebahagian dari kawasan hutan paya bakau telah dimusnahkan untuk pembukaan kawasan perumahan, premis-premis komersial kecil dan projek akuakultur. Stesen 3 merupakan kawasan perumahan yang dibina dan dibangunkan di sepanjang pinggir sungai (Plat 3.4). Hanya beberapa pokok paya bakau dan pokok nipah masih tumbuh di pinggir perairan sungai tersebut. Plat 3.4 Stesen 3 terletak di kawasan domestik yang dibangunkan di pinggir Sungai Pinang Aliran yang bersebelahan dengan ladang kelapa sawit merupakan lokasi kajian bagi stesen 4 (Plat 3.5). Aliran ini sebenarnya satu terusan air yang mengalir ke muara Sungai Pinang. Sebuah pintu air (Plat 3.6) dibina untuk menghalang kemasukan air 31
laut ke ladang kelapa sawit ketika air sungai sedang pasang. Pintu air hanya di buka ketika air sungai surut. Plat 3.5 Stesen 4 merupakan kawasan penanaman kelapa sawit Plat 3.6 Pintu air yang menghalang kemasukan air laut semasa air pasang 32
Stesen 5 adalah stesen yang menerima aliran air buangan dari kawasan kolam akuakultur (Plat 3.7). Aktiviti kolam akuakultur tersebut dimajukan oleh syarikat dan juga secara persendirian oleh penduduk tempatan. Pinggir sungai hanya ditumbuhi vegetasi pokok paya bakau yang nipis. Plat 3.7 Stesen 5 adalah alur air buangan yang dilepaskan dari kolam akuakultur 33
3.1.3 Hilir Sungai Pinang Stesen 6 adalah muara Sungai Pinang. Sepanjang pinggir muara ditumbuhi dengan pokok bakau seperti Avicennia sp., Rhizophora sp., Bruguiera sp. dan Nypa fruticans (Plat 3.8). Muara sungai yang lebih dikenali sebagai Kuala Sungai Pinang oleh penduduk tempatan adalah pintu kedua Taman Negara Pulau Pinang untuk pelancong melawat dan melihat kekayaan biodiversiti flora dan fauna di sekitar kawasan perairan dan dataran lumpur. Berdasarkan pemerhatian, kawasan berlumpur ini seringkali menjadi tempat mencari makan bagi burung raja udang, kedidi, wak-wak dan bangau. Ikan belacak yang merupakan petunjuk kepada kualiti air sungai yang tercemar (Bu-Olayan & Thomas, 2008; Clinton et al., 2009) didapati dengan sangat banyak di dataran berlumpur terutama ketika air sungai surut. Plat 3.8 Stesen 6 terletak di bahagian muara sungai 34
Stesen 7 adalah stesen mengarah ke laut terbuka yang menghala perairan Selat Melaka dan berkedudukan kira-kira 0.5 km dari muara Sungai Pinang (Plat 3.9). Plat 3.9 Stesen 7 merupakan lautan terbuka yang menghala perairan Selat Melaka 35
3.2 Kajian Nutrien (Ammonium, Nitrit, Nitrat dan Orto-fosfat) di Aliran Anak Sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang Membentuk Lembangan Sungai Pinang Kajian ini dijalankan untuk membandingkan tahap kualiti air (nutrien) di dua batang aliran yang mengalir dan membentuk lembangan Sungai Pinang. Kedua-dua aliran ini berada di puncak Bukit Laksamana berkoordinat 5 o 25 26.74 N 100 o 14 49.65 E (altitud 710 m) sementara Bukit Tiger dengan koordinat 5 o 24 46.28 N 100 o 14 57.19 E (altitud 735 m) (Plat 3.1). Sekitar Bukit Laksamana telah di terokai dan diganggu oleh aktiviti manusia dengan penanaman dusun durian. Di sekitar Bukit Tiger adalah kawasan hutan sahaja. 36
BAB 4.0 - BAHAN DAN KAEDAH 4.1 Tempoh Aktiviti Persampelan, Jenis Pasang Surut dan Taburan Jumlah Hujan Persampelan di Sungai Pinang dilakukan dua kali dalam sebulan. Walau bagaimanapun, di tengah dan hilir Sungai Pinang yang mengalami pengaruh pasang surut (stesen 3 7) kutipan sampel air dilakukan pada dua keadaan kelimpahan air iaitu semasa air surut dan air pasang ketika pasang perbani dan pasang anak setiap bulan. Aktiviti persampelan bermula pada Oktober 2007 sehingga Oktober 2008 dengan sejumlah 884 sampel air dikutip dan dianalisis (Lampiran B). Ramalan pasang surut air Sungai Pinang semasa pasang perbani (Rajah 4.1) dan pasang anak (Rajah 4.2), merujuk kepada Jadual Pasang Surut Malaysia bagi tahun 2007 dan 2008 (PHN, 2007 dan PHN, 2008) berdasarkan piawai di pelabuhan Kedah Pier, Pulau Pinang. 37
4 Ketinggian (m) 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Jam (24 Jam) 27-Oct-07 25-24-Dec-07 21-13- 11 Mac 08 7-5-May-08 17-19- 16-Aug-08 3-18-Oct-08 Rajah 4.1 Ketinggian paras air laut semasa pasang perbani sepanjang kajian dijalankan dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (Jadual Pasang Surut Malaysia 2007 dan Jadual Pasang Surut Malaysia 2008) 4 Ketinggian (m) 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Jam (24 Jam) 4-Oct-07 1-1-Dec-07 3-28- 17-14- 13-May-08 12-12- 9-Aug-08 9-8-Oct-08 Rajah 4.2 Ketinggian paras air laut semasa pasang anak sepanjang kajian dijalankan dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (Jadual Pasang Surut Malaysia 2007 dan Jadual Pasang Surut Malaysia 2008) 38
Data taburan jumlah hujan bulanan (mm) sepanjang persampelan dijalankan dari Oktober 2007 sehingga Oktober 2008 diperoleh dari Unit Hidrologi dan Sumber Air, Jabatan Pengairan dan Saliran Pulau Pinang (Rajah 4.3). Berdasarkan jumlah hujan bulanan yang diperolehi (Rajah 4.3), musim hujan bermula pada bulan Mac April dan Julai Oktober manakala, musim kering dari bulan November Februari dan Mei Jun. Jumlah Hujan an (mm) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Oct-07 Dec-07 May-08 Aug-08 Oct-08 Rajah 4.3 Taburan jumlah hujan bulanan (mm) dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (Unit Hidrologi dan Sumber Air, Jabatan Pengairan dan Saliran Pulau Pinang) 39
4.2 Teknik Kutipan Sampel Air dan Pengukuran in-situ Parameter Fizikal dan Kimia di Lapangan 4.2.1 Kutipan Sampel Air untuk Analisis Nutrien Di kawasan hulu sungai yang cetek dengan kedalaman minimum 30 cm, kutipan sampel air dilakukan antara bahagian permukaan air dan dasar sungai yang berpasir. Di tengah dan hilir sungai, kutipan sampel air dilakukan hanya di permukaan semasa air surut manakala, ketika air pasang sampel dikutip di permukaan air dan dasar sungai. Persampelan air tersebut dilakukan dengan jarak 30 cm di bawah permukaan air dan 50 cm sebelum mencecah dasar sungai. Kaedah ini untuk mengelak bekas sampel air terkena dasar sungai yang berlumpur. Sebanyak dua replikat sampel air dikutip dengan menggunakan bekas penyampel Van Dorn dalam setiap sesi kajian. Sampel air dimasukkan ke dalam botol polietilena berisipadu 500 ml dan kemudian disimpan dalam bekas kedap udara berisi ais untuk mengurangkan aktiviti mikroorganisma (seperti proses respirasi dan fotosintesis mikrob) di dalam sampel air. 40
4.2.2 Pengukuran in-situ Parameter Fizikal dan Kimia Pengukuran in-situ parameter fizikal dan kimia air sungai juga dilakukan mengikut kaedah kutipan sampel air iaitu di permukaan air dan dasar sungai mengikut pasang surut. In-situ parameter fizikal dan kimia yang diukur adalah kedalaman, suhu, ph, oksigen terlarut, BOD 5, saliniti dan konduktiviti. 4.2.2.1 Kedalaman Kedalaman sungai diukur dengan menggunakan seutas tali yang diikat dengan pemberat di hujung tali tersebut. Tali pengukur ditanda setiap 50 cm bagi memudahkan merekod paras kedalaman yang diukur. 4.2.2.2 Suhu Air Pengukuran suhu air ( o C) sungai dilakukan dengan menggunakan Meter Oksigen Terlarut (YSI 52, USA) dengan ketepatan ± 0.2 o C. 4.2.2.3 ph Paras keasidan dan kealkalian air sungai ditentukan dengan penggunaan ph Scan mudah alih (EUTECH Instruments, Malaysia) dengan ketepatan ± 0.1. 41
4.2.2.4 Oksigen Terlarut Oksigen terlarut disukat dengan menggunakan Meter Oksigen Terlarut (YSI Model 52) dalam unit mg/l dengan ketepatannya ± 0.3 mg/l. Langkah berjaga-jaga perlu dititik beratkan agar prob yang diturunkan ke dalam air tidak mencecah dasar sungai yang berselut dan menimbulkan ralat pada bacaan. 4.2.2.5 Keperluan Oksigen Biologi ( Biological Oxygen Demand, BOD 5 ) Bagi analisis BOD 5 (APHA, 1998) sampel air dikutip dengan bekas penyampel Van Dorn yang kemudiannya disalur ke dalam botol BOD 5 gelap berisipadu 300 ml dengan menggunakan tiub kecil bagi menghalang pembentukan buih-buih udara yang boleh menyebabkan ralat pada bacaan. Pengukuran bacaan BOD 5 dilakukan pada hari pertama dan kelima dengan menggunakan Meter Oksigen Terlarut (YSI 52, USA) dalam unit mg/l dan ketepatannya adalah ± 0.3 mg/l. Dalam analisis BOD 5 ini, sampel air tersebut dieram dalam inkubator pada suhu 20 o C selama lima hari supaya tindak balas respirasi oleh mikroorganisma berlaku sepenuhnya. 4.2.2.6 Saliniti Saliniti air diukur dengan menggunakan Refraktometer (ATAGO, Japan). Unit pengukurannya adalah practical salinity unit (psu) dengan ketepatan ± 1 psu. 42
4.2.2.7 Konduktiviti Konduktiviti air diukur dengan menggunakan Meter Konduktiviti (TDS Meter (HACH, USA)) iaitu dalam unit µmhos/cm dengan ketepatan ± 0.025 µmhos/cm. Bagi mengelakkan ralat dalam bacaan yang dilakukan, perlu memastikan prob tidak mencecah selut di dasar sungai ketika ia dimasukkan ke dalam air. 4.3 Kaedah Analisis Jumlah Pepejal Terampai ( Total Suspended Solid, TSS) di Makmal Sebelum analisis TSS (APHA, 1998) dilakukan, gentian kaca Whatman GF/C berdiameter 47 mm dengan saiz pora 12.5 µm dikeringkan dalam ketuhar selama 24 jam di bawah suhu 105 o C. Selepas dikeringkan, gentian kaca tersebut disejukkan di dalam desikator supaya tidak terdedah dengan kelembapan persekitaran. Kemudian, gentian kaca tersebut ditimbang dengan penimbang (OHAUS, Malaysia dengan ketepatan ± 0.01 g) dan bacaan beratnya diambil [A]. Untuk mendapatkan bacaan TSS, sampel air berisipadu 250 ml (V) dituraskan melalui gentian kaca. Gentian kaca yang mengandungi pepejal terampai dialihkan ke dalam bekas aluminium dengan menggunakan forsep sebelum dimasukkan ke dalam ketuhar di bawah suhu 105 o C selama 24 jam untuk pengeringan. Selepas tempoh itu, ia disejukkan dalam desikator dan beratnya ditimbang (g) [B]. Jumlah pepejal terampai dikira dengan menggunakan formula berikut: 43
TSS = ([B A] x 1000/V x 1000) mg/l di mana A = Berat gentian kaca sebelum penurasan (g) B = Berat gentian kaca selepas penurasan (g) V = Isipadu sampel yang ditapis (250 ml dalam kajian ini) 4.4 Kaedah Analisis Nutrien di Makmal Untuk analisis nutrien, sampel air dituras dengan menggunakan gentian kaca Whatman GF/C berdiameter 47 mm dengan saiz liang 12.5 µm. Sampel air berisipadu 250 ml dituras menerusi gentian kaca dengan menggunakan pam vakum bebas minyak (Rocker 300, Iran). Sampel air yang telah dituras dimasukkan ke dalam botol polietilena dan disimpan di dalam peti sejuk di bawah suhu 4 ºC. Penyimpanan sampel air di tempat sejuk bagi mengelakkan tindakan mikroorganisma yang boleh mempengaruhi bacaan nutrien dalam sampel air (Gardolinski et al., 2001). Seterusnya, sampel air tersebut boleh digunakan untuk analisis nutrien seperti ammonium, nitrit, nitrat dan orto-fosfat. 4.4.1 Kaedah Analisis Nitrogen dan Fosforus 4.4.1.1 Analisis Ammonium Kepekatan ammonium diukur dengan menggunakan kaedah fenol-hipoklorit oleh Strickland dan Parsons (1972). Kaedah ini memberi had pengesanan dan kepersisan sebanyak 7.14 x 10-3 µm untuk kedua-duanya. Sebatian hipoklorit yang terhasil daripada percampuran antara larutan alkali sitrat dan natrium hipoklorit, fenol dan 44
kehadiran natrium nitroprussida yang bertindak sebagai pemangkin membentuk warna biru indofenol dengan ion ammonium dalam sampel air. Satu set larutan piawai berkepekatan 0.43 µm, 0.86 µm, 1.71 µm, 3.43 µm, 6.86 µm dan 8.23 µm disediakan sebelum analisis ammonium dijalankan bagi mendapatkan persamaan piawai (y = mx + c) daripada graf taburan dan menghitung nilai kepekatan ammonium (Lampiran C). Nilai regresi r 2 > 0.9 seharusnya diperolehi agar analisis yang bakal dijalankan lebih jitu dan mengelakkan kontaminasi berlaku dalam larutan piawai dan sampel air. Sampel air yang disukat dimasukkan ke dalam botol Mc Cartney. Sebelum analisis dijalankan, botol Mc Cartney perlu dicuci bersih dengan basuhan berasid 10% dan dibilas dengan air suling kemudian dikeringkan semalaman dalam ketuhar dengan suhu 60 o C. Bagi analisis ammonium, reagen fenol, sodium nitroprussida dan sebatian hipoklorit disuntik (mengikut turutan) ke dalam botol Mc Cartney yang mengandungi sampel air kemudiannya ia digoncang. Seterusnya botol tersebut, disimpan dalam tempat yang gelap selama 1 jam sehingga larutan berwarna biru terhasil. Bacaan densiti penglihatan ( Optical Density, OD) ammonium diambil dengan menggunakan spektrofotometer pada jarak gelombang 640 nm dan kepekatan ammonium sampel air dihitung menggunakan persamaan piawai. 45
4.4.1.2 Analisis Nitrit Penentuan kepekatan nitrit dengan had pengesanan 7.14 x 10-4 µm dan kepersisan ± 1.64 x 10-3 µm (Strickland & Parsons, 1972) ditentukan secara pendiazonan dengan reagen sulfanilamida dan N-(1-naftil)-etilenadiamina untuk membentuk satu perwarna azo iaitu warna merah jambu yang dapat diukur secara kolorimetri. Bacaan OD nitrit kemudiannya dibaca dengan menggunakan spektrofotometer (SHIMADZU-UV-120-01, Japan) pada jarak gelombang 543 nm. Sebelum analisis dijalankan, satu set larutan piawai disediakan dengan kepekatan 2.5 µm, 5.0 µm, 7.5 µm, 10.0 µm dan 12.5 µm daripada larutan stok piawai nitrit. Larutan piawai terbabit turut ditambah dengan reagen sulfanilamida dan N-(1-naftil)- etilenadiamina yang sama. Setelah itu OD piawai dibacakan menggunakan spektrofotometer seterusnya mendapatkan persamaan piawai daripada graf taburan dan pengiraan kepekatan nitrit boleh dilakukan (Lampiran D). 4.4.1.3 Analisis Nitrat Analisis nitrat ini sama seperti analisis nitrit iaitu berpandukan kaedah Strickland dan Parsons (1972). Nilai had pengesanan dan kepersisan kaedah ini adalah sama iaitu 3.57 x 10-3 µm. Sampel air yang ditambahkan dengan larutan reagen ammonium klorida-disodium etilenadiaminatetraasetat (NH 4 Cl-EDTA) dibiarkan mengalir menerusi ruang kolum yang terkandung logam berat kadmium bersalut kuprum sulfat. Sampel air tersebut akan mengalami proses penurunan membentuk ion nitrit sepenuhnya. Secara prinsipnya dalam analisis nitrat, titisan sampel air yang menitis 46
keluar daripada kolum sebenarnya mengandungi jumlah keseluruhan ion nitrat yang telah terturun kepada ion nitrit (OD nitrat) secara kuantitatif dan kandungan ion nitrit yang telah sedia ada dalam sampel air tersebut (OD nitrit). Sebelum analisis nitrat dimulakan, setiap kolum mesti mencapai peratus keefisienan antara 90 % - 100 %. Sampel air yang menitis keluar ditambah dengan larutan sulfanilamida dan N-(1- naftil)-etilenadiamina sehingga warna merah jambu diperolehi. Kemudian, bacaan OD nitrat+nitrit direkodkan pada jarak gelombang 543 nm dengan menggunakan spektrofotometer seterusnya mendapatkan nilai kepekatan nitrat melalui persamaan piawai daripada analisis nitrit (Lampiran D). Secara amnya, ton warna larutan yang terhasil dalam analisis nitrat lebih pekat daripada nitrit. Berikut adalah cara pengiraan kepekatan nitrat sebenar dalam sampel air: ([Kepekatan nitrat+nitrit] [Kepekatan nitrit]) x 100% = Kepekatan nitrat Peratus keefisienan kolum 4.4.1.4 Analisis Orto-Fosfat Dalam penentuan kepekatan orto-fosfat (Strickland dan Parsons, 1972) dalam sampel air, larutan berwarna biru akan terhasil menandakan kehadiran ion fosfat. Ia disebabkan tindak balas antara sampel air dengan sebatian reagen yang mengandungi ammonium molibdat, 5 N asid sulfurik, asid askorbik dan kalium antimonil tartrat. Larutan yang terhasil berwarna biru air. Bacaan kepekatan orto-fosfat diambil dengan menggunakan spektrofotometer pada jarak gelombang 880 nm. Melalui 47
kaedah ini, had pengesanan dan kepersisan adalah 9.38 x 10-4 µm dan 6.25 x 10-4 µm masing-masing. Seperti analisis ion nitrogen lain, satu larutan piawai stok fosfat berkepekatan 1.56 µm, 3.13 µm, 6.25 µm dan 7.81 µm disediakan untuk mendapatkan persamaan piawai daripada graf taburan dan pengiraan kepekatan orto-fosfat dalam sampel air dilakukan (Lampiran E). 4.5 Analisis Statistik Aplikasi perisian SPSS 15.0 digunakan untuk menjalani Analisis Varians (ANOVA) satu hala, ujian-t sampel tak bersandar dan korelasi Pearson (r). Analisis Varians (ANOVA) satu hala dilakukan terhadap semua pemboleh ubah (parameter fizikal dan kimia) dengan satu faktor iaitu bahagian sungai (hulu, tengah dan hilir). Analisis ujian-t sampel tak bersandar dijalankan untuk melihat perbandingan pemboleh ubah dengan permukaan dan dasar sungai, keadaan air surut dan pasang serta jenis air pasang perbani dan anak. Ujian-t tersebut hanya dilakukan terhadap pemboleh ubah di bahagian sungai (tengah dan hilir) yang menerima pengaruh pasang surut. Selain itu, analisis ujian-t sampel tak bersandar juga dijalankan untuk melihat perbandingan pemboleh ubah mengikut perbezaan musim hujan dan kering selama setahun (November 2007 hingga Oktober 2008) bermula dari hulu hingga hilir sungai. 48
Analisis pekali korelasi Pearson (r) juga digunakan untuk mengenal pasti pemboleh ubah yang saling berkolerasi kuat antara satu sama lain sepanjang kajian ini dijalankan. Nilai r yang diperoleh menunjukkan pertalian peratusan variasi antara dua pemboleh ubah. 4.6 Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) Kohonen (1984) telah mencipta algoritma peta swaorganisasi ( self-organizing map, SOM) yang diperoleh daripada konsep ANN. Berdasarkan konsep kajian ini, ia telah mengaplikasikan peraturan, pengkelasan dan pemetaan data parameter fizikal dan kimia mengikut bahagian di Sungai Pinang iaitu hulu, tengah dan hilir sungai. Prinsip pendekatan ANN dipersembahkan dalam bentuk yang ringkas seperti dalam Rajah 4.4. Rajah 4.4 Struktur dan fungsi prinsip diagram dalam Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) (Recknagel et al., 2006) ANN mengandungi neuron yang menentukan pengkelasan ciri-ciri yang sama dan tidak sama daripada input data normal yang akan dipetakan dalam bentuk input pengkelasan (Recknagel et al., 2006). Ciri-ciri tersebut juga dikira antara kesamaan input-input dan pengaruh kepentingan jarak Euclidean yang boleh digambarkan 49
dengan penyatuan jarak matrik ( U-matrix ) dan pecahan pada bahagian peta ( Kmeans ) (Vesanto et al., 2000; Kalteh et al., 2008). Rajah 4.5 menunjukkan bahagian pengkelasan Sungai Pinang berdasarkan saliniti sungai seperti yang dipetakan pada U-matrix dan K-means dengan menggunakan SOM daripada perisian MATLAB 6.5. Pewarnaan peta U-matrix (Rajah 4.5 (a)) mewakili jarak relatif antara data input yang berjiran seperti yang ditakrifkan oleh Chan et al. (2007). Kawasan yang lebih cerah dalam U-matrix menggambarkan jarak relatif terkecil antara data yang berjiran dan penentuan sempadan kelas. Warna yang lebih gelap pula mewakili data yang berjiran dengan jarak relatif yang lebih besar dan turut menandakan sempadan antara kelas seperti yang diterangkan dalam kajian Chan et al. (2007). Algoritma K-means membahagikan data input dalam bilangan kelas yang khusus berdasarkan U-matrix (Recknagel et al., 2006; Chan et al., 2007). Rajah 4.5 (b) memaparkan sempadan kelas untuk ketiga-tiga bahagian Sungai Pinang (hulu, tengah dan hilir) pada bahagian peta. (a) U-matrix (b) K-means Hilir Hulu Tengah Rajah 4.5 Peraturan dan pengkelasan bahagian di Sungai Pinang dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 mengikut purata ANN dan gambaran seperti yang dijelaskan dalam U-matrix (a) dan K-means (b) 50
Sebelas input pemboleh ubah termasuk suhu, ph, oksigen terlarut, BOD 5, saliniti, konduktiviti, TSS, ammonium, nitrit, nitrat dan orto-fosfat telah digunakan untuk mendapatkan nilai purata dalam peraturan dan pengkelasan daripada SOM untuk perisian MATLAB 6.5. 4.7 Kajian Nutrien (Ammonium, Nitrit, Nitrat dan Orto-fosfat) di Aliran Anak Sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang Membentuk Lembangan Sungai Pinang Kutipan sampel air dengan dua replikat dilakukan di enam stesen di sepanjang aliran anak-anak sungai di sepanjang Bukit Laksamana dan Bukit Tiger. Sampel air tersebut dimasukkan ke dalam botol polietilena dan seterusnya di bawa segera ke makmal untuk menjalani analisis TSS (Bahagian 4.3) dan analisis nutrien seperti ammonium (Bahagian 4.4.1.1), nitrit (Bahagian 4.4.1.2), nitrat (Bahagian 4.4.1.3) dan orto-fosfat (Bahagian 4.4.1.4). Kajian ini dijalankan sebanyak dua kali dalam sebulan iaitu pada bulan Mei dan Jun 2009. 51
BAB 5.0 - KEPUTUSAN 5.1 Parameter Fizikal dan Kimia di Sungai Pinang Parameter fizikal dan kimia di Sungai Pinang dipengaruhi oleh ciri-ciri fizikal sungai seperti pendedahan kepada cahaya matahari, jarak dengan kawasan persisiran pantai, aktiviti guna tanah, kehadiran arus dalam kejadian pasang surut, pergolakan air sungai, perbezaan kolum air dan faktor musim. 5.1.1 Suhu Air Secara amnya, suhu permukaan air sungai di hulu yang dilitupi pokok hutan lebih rendah daripada bacaan suhu di bahagian tengah dan hilir sungai yang lebih terdedah kepada pancaran matahari kerana persekitaran kawasan yang terbuka. 5.1.1.1 Hulu Sungai Bahagian hulu sungai (stesen 1 dan 2) adalah kawasan air terjun dengan persekitaran redup serta dipenuhi dengan pokok hutan dan sebahagiannya dusun durian. Purata suhu air di stesen 1 merekodkan julat antara 22.7 ± 0.92 o C (Disember 2007) hingga 25.5 ± 0.71 o C (Oktober 2007) manakala di stesen 2 berjulat antara 23.7 ± 1.27 o C (Disember 2007) dan 26.1 ± 0.14 o C (Mei 2008) (Rajah 5.1). Secara keseluruhannya, nilai suhu di stesen 2 merekodkan peningkatan suhu 2 o C berbanding di stesen 1. 52
Suhu ( o C) 35 33 31 29 27 25 23 21 Rajah 5.1 Profil purata suhu bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Stesen 1 Stesen 2 53
5.1.1.2 Tengah Sungai Kawasan tengah sungai ini mengalami kemasukan air laut semasa air pasang. Profil suhu semasa pasang perbani di stesen 3, 4 dan 5 ditunjukkan dalam Rajah 5.2. Stesen 3, 4 dan 5 mempamerkan suhu air sungai yang lebih rendah semasa air surut berbanding ketika air pasang. Pengaliran air tawar dari bahagian hulu sungai menyumbang penurunan bacaan suhu di tengah sungai. Semasa air sungai surut, bahagian tengah sungai mempamerkan suhu berjulat antara 25.0 o C (stesen 4: November 2007) dan 31.2 o C (stesen 3: Februari 2008, ) iaitu dalam musim kering. Ketika air pasang suhu air tidak banyak berbeza antara permukaan dan dasar sungai. Nilai minimum dan maksimumnya adalah 26.2 o C (stesen 3: Oktober 2008) dan 32.6 o C (stesen 3 Februari 2008). Suhu air sungai mencatatkan variasi di antara 1 dan 5 o C semasa sungai mengalami keadaan air surut dan pasang ketika pasang perbani. 54
Suhu ( o C) 35 33 31 29 27 25 23 21 (a) LT;S HT;S HT;B Suhu ( o C) 35 33 31 29 27 25 23 21 (b) Suhu ( o C) 35 33 31 29 27 25 23 21 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.2 Profil suhu ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 55
Apabila sungai mengalami pasang anak, suhu air antara permukaan dan dasar sungai adalah sekata di stesen 3 dan 5 dengan julat antara 25.5 33.0 o C dan 23.0 31.2 o C masing-masing (Rajah 5.3 a, c). Berbeza di stesen 4, bacaan suhu air berubah-ubah di permukaan dan di dasar ketika sungai mengalami pasang surut (Rajah 5.3 b). Bacaan suhu semasa air surut di stesen 4 mencatatkan suhu minimum 21.9 o C (April 2008) dan maksimum 32.2 o C (Mac 2008) semasa air pasang. 56
Suhu ( o C) 35 33 31 29 27 25 23 21 (a) 35 33 31 29 27 25 23 21 Suhu ( o C) (b) 35 33 31 29 27 25 23 21 Suhu ( o C) (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.3 Profil suhu ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 57
5.1.1.3 Hilir Sungai Secara amnya, suhu air sungai meningkat semakin menuju ke laut kerana persekitaran yang lebih terdedah kepada cahaya. Perbezaan suhu begitu ketara semasa air sungai sedang surut di stesen 6, di mana suhu terendah direkodkan pada bulan September (26.6 o C) (Rajah 5.4 a). Percampuran air yang sekata ketika pasang perbani memaparkan corak taburan suhu yang hampir seragam di permukaan air dan dasar sungai terutama di stesen 7 yang berhampiran lautan terbuka (Rajah 5.4 b). 58
Suhu ( o C) 35 33 31 29 27 25 23 21 (a) LT;S HT;S HT;B Suhu ( o C) 35 33 31 29 27 25 23 21 (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.4 Profil suhu ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 59
Semasa sungai mengalami pasang anak, percampuran air adalah lemah serta menyebabkan ketiadaan corak taburan suhu yang nyata antara air surut dan air pasang di hilir sungai (Rajah 5.5). Bacaan suhu paling rendah dan tinggi bagi kedua-dua stesen kajian ini adalah 25.4 o C (stesen 7: Disember 2007) hingga 33.0 o C (stesen 6: Mac 2008). Suhu ( o C) 35 33 31 29 27 25 23 21 (a) 35 33 31 29 27 25 23 21 Suhu ( o C) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.5 Profil suhu ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 60
5.1.2 ph Perubahan nilai ph dari hulu hingga hilir sungai berjulat antara 4.9 dan 9.8. Berdasarkan kajian ini, didapati bacaan ph di stesen 2 rendah berbanding dengan stesen-stesen kajian lain. 5.1.2.1 Hulu Sungai Bahagian hulu sungai menunjukkan nilai ph yang rendah di stesen 2 dari di stesen 1 (Rajah 5.6). Nilai ph yang minimum di stesen 1 dan stesen 2 direkodkan pada bulan November 2007 (6.3 ± 1.3) dan Oktober 2007 (5.8 ± 1.6) masing-masing iaitu pada musim kering. Bacaan maksimum ph dicatatkan 8.3 ± 0.6 pada bulan Mac 2008. ph 10 8 6 4 2 0 Rajah 5.6 Profil purata ph bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Stesen 1 Stesen 2 61
5.1.2.2 Tengah Sungai Profil ph ketika pasang perbani di Stesen 3, 4 dan 5 (Rajah 5.7) yang menerima impak sisa buangan secara langsung daripada kawasan perkampungan menunjukkan sedikit peningkatan nilai ph (8.6 9.8) sekitar bulan Februari dan April 2008. Paras ph tidak berbeza secara ketara antara permukaan dan dasar sungai semasa air pasang. Pada bulan Februari 2008 dalam musim kering dan ketika air sungai surut, ph air sungai dicatatkan serendah 6.2 (stesen 3). 62
10 8 6 4 2 0 ph (a) LT;S HT;S HT;B ph 10 8 6 4 2 0 (b) 10 8 6 4 2 0 ph (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.7 Profil ph ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 63
Ketika sungai mengalami pasang anak, ph air sungai hampir seragam sama ada di permukaan mahupun dasar sungai ketika air surut ataupun air pasang (Rajah 5.8). Peningkatan nilai ph (8.3 9.4) direkodkan pada bulan Februari (musim kering) dan Mac 2008 (musim hujan) di stesen 3, 4 dan 5. Nilai ph paling rendah (4.9) direkodkan pada bulan November 2007 (musim kering) ketika air surut di stesen 3. 64
ph 10 8 6 4 2 0 (a) 10 8 ph 6 4 2 0 (b) 10 8 ph 6 4 2 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.8 Profil ph ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 65
5.1.2.3 Hilir Sungai Semasa sungai mengalami pasang perbani ketika air sungai surut (stesen 6 dan 7), nilai ph lebih rendah daripada yang direkodkan semasa air sungai pasang sepanjang bulan Oktober 2007 hingga April 2008 (Rajah 5.9). Nilai ph tidak begitu berbeza (6.3 9.8) di bahagian permukaan dan dasar sungai (air pasang) dan peningkatan ph ketara pada bulan Februari hingga April dan Oktober 2008. Julat ph dalam lingkungan 6.3 8.8 (air surut) manakala semasa air pasang antara julat 7.3 9.8 (permukaan) dan 7.6 9.7 (dasar). 66
ph 10 8 6 4 2 0 (a) LT;S HT;S HT;B 10 8 6 4 2 0 ph (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.9 Profil ph ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 67
Apabila berlaku pasang anak, nilai ph hampir seragam dalam julat 6..4 9.8 dalam keadaan pasang surut (Rajah 5.10). Nilai ph meningkat sehingga 9.8 pada bulan Februari dan Mac 2008. ph 10 8 6 4 2 0 (a) 10 8 6 4 2 0 ph (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.10 Profil ph ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 68
5.1.3 Oksigen Terlarut Secara keseluruhan, paras oksigen terlarut adalah normal (> 4.0 mg/l). Terdapat beberapa persampelan mencatatkan bacaan oksigen terlarut rendah (< 4.0 mg/l) terutama di bahagian tengah (stesen 3 hingga 5) dan hilir (stesen 6) dalam beberapa bulan kajian dijalankan. 5.1.3.1 Hulu Sungai Paras oksigen terlarut di stesen 1 dan stesen 2 hampir seragam sepanjang kajian ini dijalankan (Rajah 5.11). Julat paras oksigen terlarut adalah 6.6 9.1 mg/l (stesen 1) dan 6.3 8.4 mg/l (stesen 2). Oksigen terlarut (mg/l) 12 10 8 6 4 2 0 Rajah 5.11 Profil purata oksigen terlarut bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 Stesen 1 Stesen 2 69
5.1.3.2 Tengah Sungai Rajah 5.12 mencatatkan bacaan paras oksigen terlarut di stesen 3 hingga stesen 5 ketika air sungai surut dan pasang sewaktu pasang perbani. Nilai oksigen terlarut paling rendah direkodkan di permukaan stesen 5 iaitu 1.0 mg/l (Februari 2008). Di stesen 4 juga menunjukkan penurunan bacaan oksigen terlarut di bahagian permukaan air semasa air sungai surut (1.1 mg/l) dan pasang (2.1 mg/l) iaitu pada bulan Oktober 2007. 70
Oksigen terlarut (mg/l) (a) 12 10 8 6 4 2 0 LT;S HT;S HT;B Oksigen terlarut (mg/l) 12 10 8 6 4 2 0 (b) Oksigen terlarut (mg/l) 12 10 8 6 4 2 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.12 Profil oksigen terlarut ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 71
Rajah 5.13 memaparkan corak bacaan oksigen terlarut di permukaan ketika pasang anak agak seragam bagi kedua-dua keadaan air surut dan pasang. Bacaan oksigen terlarut yang rendah dicatatkan terutamanya pada bulan Oktober dan November 2007 di stesen 4 (1.0 mg/l) (Rajah 5.13 b) dan stesen 5 (1.4 mg/l) (Rajah 5.13 c). Kadang-kala penurunan paras oksigen terlarut juga diperhatikan pada bulan Februari 2008 dan Julai 2008. 72
Oksigen terlarut (mg/l) (a) 12 10 8 6 4 2 0 12 10 8 6 4 2 0 Oksigen terlarut (mg/l) (b) Oksigen terlarut (mg/l) (c) 12 10 8 6 4 2 0 *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.13 Profil oksigen terlarut pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 73
5.1.3.3 Hilir Sungai Berdasarkan Rajah 5.14, paras oksigen terlarut di stesen 7 ketika pasang perbani lebih seragam daripada stesen 6. Pada bulan Oktober dan Julai di stesen 6, bacaan oksigen terlarut di permukaan sungai menurun semasa air surut (< 4.0 mg/l) dan meningkat ketika air pasang sehingga 10.6 mg/l pada bulan Januari 2008. 12 Oksigen Terlarut (mg/l) (a) 10 8 6 4 2 0 LT;S HT;S HT;B Oksigen terlarut (mg/l) 12 10 8 6 4 2 0 (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.14 Profil oksigen terlarut ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 74
Ketika pasang anak, nilai oksigen terlarut sangat rendah di stesen 6 (julat 1.7 3.8 mg/l) terutama pada bulan Oktober dan November 2007 (Rajah 5.15 a). Salah satu faktor yang menyebabkan paras oksigen rendah berkemungkinan disebabkan pergerakan dan percampuran air sungai yang lemah ketika pasang anak. Paras oksigen terlarut di stesen 7 lebih seragam dengan julat antara 6.8 9.0 mg/l (air surut) dan 4.8 mg/l 8..9 mg/l (air pasang). Di stesen 7, paras oksigen terlarut di dasar sungai lebih rendah berbanding di permukaan sungai. Oksigen Terlarut (mg/l) (a) 12 10 8 6 4 2 0 Oksigen Terlarut (mg/l) (b) 12 10 8 6 4 2 0 *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.15 Profil oksigen terlarut ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 75
5.1.4 Keperluan Oksigen Biologi ( Biological Oxygen Demand, BOD 5 ) Kepekatan BOD 5 direkodkan rendah di hulu sungai. Pencemaran BOD 5 semakin meningkat bermula dari bahagian tengah yang merupakan tumpuan pelepasan bahan buangan tanpa rawat dari aktiviti antropogen ke dalam sungai yang seterusnya dibawa hingga ke hilir sungai. 5.1.4.1 Hulu Sungai Kedua-dua stesen di hulu sungai merekodkan kepekatan BOD 5 yang rendah pada setiap bulan kajian dengan nilai minimum 0 ± 0.07 mg/l dan nilai maksimum 3.87 ± 0.64 mg/l (Rajah 5.16). 6 5 4 3 2 1 0 BOD 5 (mg/l) Stesen 1 Stesen 2 Rajah 5.16 Profil purata BOD 5 bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 76
5.1.4.2 Tengah Sungai Keadaan tengah sungai menerima pembuangan sisa domestik dari kawasan perkampungan dan perumahan serta bahan buangan dari kolam akuakultur yang dibina di pinggir sungai. Justeru itu, kepekatan BOD 5 paling maksimum direkodkan adalah 12.61 ± 0.63 mg/l (stesen 4: pasang perbani) dan 11.40 ± 0.42 mg/l (stesen 3: pasang anak). Berdasarkan Rajah 5.17 dan Rajah 5.18, kepekatan BOD 5 sepanjang sesi kajian menunjukkan corak turun naik yang tidak seragam sama ada ketika air pasang ataupun air surut dalam dua keadaan pasang perbani dan pasang anak. 77
BOD 5 (mg/l) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 (a) LT;S HT;S HT;B BOD 5 (mg/l) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 (b) BOD 5 (mg/l) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.17 Profil BOD 5 ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 78
BOD 5 (mg/l) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 (a) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 BOD 5 (mg/l) (b) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 BOD 5 (mg/l) (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.18 Profil BOD 5 ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 79
5.1.4.3 Hilir Sungai Air sungai di bahagian hilir adalah keruh dan menerima pelbagai bahan buangan daripada impak aktiviti antropogen. Kepekatan BOD 5 di stesen 6 (pasang perbani) merekodkan bacaan maksimum iaitu 13.85 ± 2.05 mg/l semasa air surut berbanding di stesen 7 (8.85 ± 0.78 mg/l) (Rajah 5.19). Perubahan corak kepekatan BOD 5 lebih seragam di hilir apabila air sungai pasang. BOD 5 (mg/l) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 (a) LT;S HT;S HT;B BOD 5 (mg/l) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.19 Profil BOD 5 ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 80
Rajah 5.20 menunjukkan terdapat corak peningkatan kepekatan BOD 5 berlaku semasa sungai mengalami pasang anak dan kebanyakannya dalam musim kering (Disember 2007 Januari 2008 dan Mei Julai 2008). Secara keseluruhannya, kepekatan BOD 5 di stesen 7 lebih rendah dari stesen 7 kerana berlaku pencairan bahan pencemar organik dari perairan laut terbuka. Nilai maksimum kepekatan BOD 5 semasa air surut adalah 11.45 ± 1.34 mg/l (stesen 6) dan 6.00 ± 0.02 mg/l (stesen 7). Kepekatan BOD 5 tidak banyak berbeza di permukaan air dan dasar sungai semasa air pasang dengan julat antara 0 ± 0.07 mg/l 10.10 mg/l (stesen 6) sementara, 0 ± 0.28 mg/l 11.30 ± 0.14 mg/l (stesen 7). 81
BOD 5 (mg/l) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 (a) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 BOD 5 (mg/l) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.20 Profil BOD 5 ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 82
5.1.5 Saliniti Bahagian tengah sungai sentiasa mengalami kemasukan air laut terutama ketika pasang perbani. Julat saliniti di tengah sungai meliputi 0 31 psu dan terdapat peningkatan saliniti di hilir sungai yang berjulat 2 34 psu. Pengaruh pengaliran air tawar dari aliran air terjun Titi Kerawang (hulu) kadangkala begitu kuat sehinggakan bahagian tengah sungai berair tawar. Berdasarkan kajian semasa air surut, saliniti air sungai seringkali lebih rendah daripada semasa air pasang. 5.1.5.1 Hulu Sungai Bahagian hulu sungai adalah pengaliran air tawar. 5.1.5.2 Tengah Sungai Paras saliniti di stesen 3 (0 30 psu) dan 5 (3 31 psu) mempamerkan corak taburan yang hampir sama ketika air pasang (Rajah 5.21 a, c). Saliniti air sungai di keduadua stesen kajian tersebut lebih rendah semasa air surut berbanding ketika air pasang dengan julat 0 22 psu (stesen 3) dan 1 23 psu (stesen 5). Di stesen 4, paras saliniti di permukaan air seragam semasa air surut dan pasang dengan julat dari 0 dan 6 psu (Rajah 5.21 b). Walau bagaimanapun, paras saliniti di dasar lebih tinggi (maksimum 28 psu) dari permukaan air. 83
Saliniti (psu) 35 30 25 20 15 10 5 0 (a) LT;S HT;S HT;B Saliniti (psu) 35 30 25 20 15 10 5 0 (b) Saliniti (psu) 35 30 25 20 15 10 5 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.21 Profil saliniti ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 84
Berdasarkan Rajah 5.22, pengaruh air laut lemah di stesen 3 (0 20 psu) dan 4 (0 28 psu) semasa pasang anak dengan bacaan maksimum dalam musim kering pada bulan Mei 2008. Profil saliniti di stesen 5 menunjukkan corak menaik pada awal kajian dan menurun di akhir kajian dijalankan. Saliniti di dasar sungainya lebih tinggi (1 30 psu) berbanding di permukaan sungai (1 24 psu). 85
Saliniti (psu) 35 30 25 20 15 10 5 0 (a) 35 30 25 20 15 10 5 0 Saliniti (psu) (b) 35 30 25 20 15 10 5 0 Saliniti (psu) (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.22 Profil salinitii ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 86
5.1.5.3 Hilir Sungai Terdapat persamaan corak paras saliniti permukaan air di stesen 6 dan 7 terutama semasa air surut dalam kejadian pasang perbani (Rajah 5.23). Penurunan saliniti ini biasanya berlaku semasa musim hujan iaitu pada bulan Mac, April, Julai, Ogos dan September 2008 dengan bacaan minimum 3 psu (stesen 6). Muara Sungai Pinang merekodkan saliniti 3 31 psu (stesen 6) dan 12 33 psu (stesen 7) ketika air surut semasa keadaan pasang perbani (Rajah 5.23). Paras saliniti lebih seragam di stesen 7 di permukaan dan dasar sungainya kerana berhampiran dengan lautan terbuka. 87
Saliniti (psu) 35 30 25 20 15 10 5 0 (a) LT;S HT;S HT;B Saliniti (psu) 35 30 25 20 15 10 5 0 (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.23 Profil saliniti ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 88
Adakala semasa air sungai surut ketika pasang anak, stesen 6 dan 7 bersaliniti rendah iaitu 2 10 psu (Rajah 5.24). Apabila air sungai sedang pasang, saliniti di bahagian permukaan (7 32 psu) dan dasar (4 32 psu) hampir sekata kecuali pada bulan November 2007 dan September 2008 (stesen 6) manakala pada Oktober 2007 (stesen 7) (Rajah 5.24 (a)). Saliniti (psu) 35 30 25 20 15 10 5 0 (a) 35 30 25 20 15 10 5 0 Saliniti (psu) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.24 Profil salinitii ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 89
5.1.6 Konduktiviti Paras konduktiviti diukur melalui kehadiran ion terlarut di perairan sungai dan lautan yang juga dipengaruhi oleh bacaan saliniti. Semakin meningkat saliniti air maka paras konduktiviti juga turut mengalami peningkatan. 5.1.6.1 Hulu Sungai Rajah 5.25 menunjukkan bacaan konduktiviti yang rendah di Stesen 1 dan Stesen 2 dengan julat 10.0 30.0 µmhos/cm. 40 Konduktiviti (µmhos/cm) 30 20 10 0 Stesen 1 Stesen 2 Rajah 5.25 Profil purata konduktiviti bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 90
5.1.6.2 Tengah Sungai Apabila sungai dipengaruhi dengan kemasukan air laut (pasang perbani), konduktiviti akan meningkat seperti yang ditunjukkan di stesen 3 dan 5 dengan nilai konduktiviti 80 48000 µmhos/cm dan 1000 47000 µmhos/cm masing-masing (Rajah 5.26 a, c). Nilai konduktiviti di stesen 5 semasa air surut mencatatkan bacaan yang lebih tinggi dari stesen 3 kecuali pada bulan Februari (40000 µmhos/cm). Peningkatan konduktiviti didapati di dalam bulan Januari, Februari, Mei dan Jun 2008 iaitu semasa musim kering. Memandangkan kemasukan air laut yang sedikit di stesen 4, nilai konduktiviti adalah rendah dan hampir seragam bagi permukaan dan dasar sungai di sepanjang bulan kajian dengan julat di antara 170 36000 µmhos/cm (Rajah 5.26 b). 91
60000 Konduktiviti (µmhos/cm) 50000 40000 30000 20000 10000 0 (a) LT;S HT;S HT;B 60000 Konduktiviti (µmhos/cm) 50000 40000 30000 20000 10000 0 (b) 60000 Konduktiviti (µmhos/cm) 50000 40000 30000 20000 10000 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.26 Profil konduktiviti ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 92
Corak paras konduktiviti semasa pasang anak di stesen 3 dan 5 meningkat pada awal aktiviti persampelan (Oktober Disember 2007) dan menurun di akhir kajian (Ogos Oktober 2008) yang mana berada dalam julat 20 12000 µmhos/cm dan 2000 46000 masing-masing (Rajah 5.27 a, c). Di stesen 4, perubahan paras konduktiviti tidak menunjukkan sebarang corak nyata dengan nilai minimum 300 µmhos/cm dan maksimum 40000 µmhos/cm (Rajah 5.27 b). 93
Konduktiviti (µmhos/cm) (a) 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 Konduktiviti (µmhos/cm) 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 (b) Konduktiviti (µmhos/cm) 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.27 Profil konduktiviti ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 94
5.1.6.3 Hilir Sungai Kawasan hilir sungai sebagai kawasan zon mendakan memberi nilai maksimum 49500 µmhos/cm (Rajah 5.28). Nilai yang rendah dicatatkan di stesen 6 dalam beberapa bulan kajian (Oktober 2007, Mac, Julai, September dan Oktober 2008) semasa musim hujan sewaktu air sungai surut (pasang perbani) dengan bacaan minimum adalah 210 µmhos/cm. Bacaan konduktiviti di stesen 7 seragam antara air surut dan air pasang, tetapi penurunan nilai konduktiviti direkodkan pada bulan November dan Disember 2007 iaitu ketika musim kering. 95
60000 Konduktiviti (µmhos/cm) (a) 50000 40000 30000 20000 10000 0 LT;S HT;S HT;B Konduktiviti (µmhos/cm) 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.28 Profil konduktiviti ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 96
Corak paras konduktiviti di stesen 7 lebih seragam ketika air surut dan pasang berbanding di stesen 6 semasa pasang anak (Rajah 5.29). Nilai konduktiviti merekodkan bacaan dalam julat di antara 3500 dan 49500 µmhos/cm. Penurunan dan peningkatan konduktiviti di kedua-dua stesen ini saling berlawanan antara satu sama lain terutama sepanjang bulan Oktober November 2007 dan September Oktober 2008. Konduktiviti (µmhos/cm) (a) 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 Konduktiviti (µmhos/cm) 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.29 Profil konduktiviti ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 97
5.1.7 Jumlah Pepejal Terampai ( Total Suspended Solids, TSS) Secara keseluruhan, TSS di hulu sungai lebih rendah daripada bahagian tengah dan hilir sungai. Pemendakan, jenis sedimen yang berlumpur dan pergolakan arus dari air laut yang berlaku ketika air pasang semasa pasang perbani membawa TSS dari hilir sungai memasuki bahagian tengah sungai. Kepekatan TSS juga merekodkan bacaan lebih tinggi semasa pasang perbani (purata di tengah sungai 195.21 mg/l manakala, di hilir sungai 318.46 mg/l) dari pasang anak (purata di tengah sungai 78.63 mg/l sementara, di hilir sungai 170.12 mg/l). 5.1.7.1 Hulu Sungai Rajah 5.30 menunjukkan kepekatan TSS di stesen 1 dan stesen 2 yang mencatatkan bacaan 0 56.25 ± 8.84 mg/l (stesen 1) dan 0 32.50 ± 3.54 mg/l (stesen 2). Walau bagaimanapun, peningkatan TSS maksimum (56.25 mg/l) di stesen 1 berlaku pada musim hujan iaitu dalam bulan September 2008. 98
Jumlah pepejal terampai (mg/l) 70 60 50 40 30 20 10 0 Stesen 1 Stesen 2 Rajah 5.30 Profil purata jumlah pepejal terampai bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 99
5.1.7.2 Tengah Sungai Secara keseluruhannya, kepekatan TSS di bahagian tengah sungai meningkat (purata 195.21 mg/l) sepanjang persampelan dijalankan di stesen 3 dan 5 sewaktu air sungai sedang surut dan pasang semasa pasang perbani (Rajah 5.31). Kepekatan TSS mencatat bacaan paling tinggi di stesen 5 ketika air sungai sedang surut dengan bacaan 2366.67 ± 707.11 mg/l (Rajah 5.31 c). Peningkatan ketara kepekatan TSS di stesen 5 ketika air surut juga didapati lebih tinggi dari kajian semasa air pasang. 100
Jumlah pepejal terampai (mg/l) (a) 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 0 LT;S HT;S HT;B Jumlah pepejal terampai (mg/l) 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 0 (b) Jumlah pepejal terampai (mg/l) 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.31 Profil jumlah pepejal terampai ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 101
Kepekatan TSS semasa pasang anak (Rajah 5.32) lebih rendah berbanding ketika pasang perbani (Rajah 5.31) dan jelas diperhatikan terutamanya di stesen 5 pada kedua-dua keadaan air surut dan pasang (purata 78.63 mg/l). 102
Jumlah pepejal terampai (mg/l) 400 300 200 100 0 (a) Jumlah pepejal terampai (mg/l) 400 300 200 100 0 (b) Jumlah pepejal terampai (mg/l) 400 300 200 100 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.32 Profil jumlah pepejal terampai ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 103
5.1.7.3 Hilir Sungai Terdapat nilai TSS yang turun dan naik di bahagian hilir semasa sungai mengalami pasang perbani dengan nilai purata 318.46 mg/l (Rajah 5.33). Kepekatan TSS didapati meningkat (maksimum 1300.00 ± 235.70 mg/l) terutama di bahagian dasar sungai semasa pasang perbani sepanjang bulan Oktober 2007 hingga Mei 2008. Jumlah pepejal terampai (mg/l) (a) 1600 1200 800 400 0 LT;S HT;S HT;B Jumlah pepejal terampai (mg/l) (b) 1600 1200 800 400 0 *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.33 Profil jumlah pepejal terampai ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 104
Kepekatan TSS direkodkan lebih rendah semasa pasang anak (purata (Rajah 5.34) jika dibandingkan dengan sewaktu pasang perbani 170.12 mg/l) (Rajah 5.33). Bacaan TSS meningkat di bahagian permukaan air di stesen 7 (Januari 2008 dan Ogos 2008) dengan kepekatan maksimum 1077.27 ± 173.56 mg/l. Jumlah pepejal terampai (mg/l) (a) 1600 1200 800 400 0 Jumlah pepejal teramapi (mg/l) 1600 1200 800 400 0 (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.34 Profil jumlah pepejal terampai ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 105
5.1.8 Ammonium Kepekatan ammonium di hulu sungai sangat rendah. Nutrien ammonium meningkat di bahagian tengah sungai dan semakin menurun apabila semakin menghampiri perairan laut (stesen 7). 5.1.8.1 Hulu Sungai Kepekatan ammonium didapati rendah di stesen 1 dan stesen 2 (hulu sungai) dengan julat 0.03 ± 0.02 µm 1.79 ± 0.20 µm seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5.35. 5 4 3 2 1 0 Ammonium (µm) Stesen 1 Stesen 2 Rajah 5.35 Profil purata ammonium bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 106
5.1.8.2 Tengah Sungai Sepanjang perairan di bahagian tengah sungai, kepekatan ammonium ketika pasang perbani mencatatkan bacaan kurang daripada 5 µm (Rajah 5.36). Walau bagaimanapun, nilai ammonium meningkat dalam bulan-bulan tertentu di stesen 3 dan 4 (Mei 2008) sementara di stesen 5 (Februari dan Mei 2008) iaitu ketika musim kering. Di stesen 5, kepekatan ammonium meningkat sewaktu air sungai sedang surut dengan mencatatkan bacaan maksimum 19.62 ± 1.06 µm (Februari 2008) (Rajah 5.36 c). 107
25 20 15 10 5 0 Ammonium (µm) (a) LT;S HT;S HT;B Ammonium (µm) 25 20 15 10 5 0 (b) 25 20 15 10 5 0 Ammonium (µm) (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.36 Profil ammonium ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 108
Dalam kajian sewaktu pasang anak, stesen 3 menunjukkan peningkatan ammonium dengan nilai maksimum dicatatkan pada bulan Februari 2008 iaitu 13.22 ± 0.04 µm (Rajah 5.37 a). Kajian selainnya secara keseluruhannya merekodkan bacaan kurang daripada 5 µm. 109
Ammonium (µm) 15 10 5 0 (a) 15 Ammonium (µm) 10 5 0 (b) 15 10 5 0 Ammonium (µm) (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.37 Profil ammonia ketika pasang anak di tengah Sungai Pinangng sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 110
5.1.8.3 Hilir Sungai Kepekatan ammonium di hilir secara keseluruhannya rendah (< 5 µm) ketika pasang perbani tetapi ia meningkat (11.75 ± 0.86 µm) pada bulan Mei 2008 di stesen 6 (Rajah 5.38). Di stesen 6, paras kepekatan ammonium semasa air surut lebih tinggi berbanding ketika air pasang. Ammonium (µm) 15 10 5 0 (a) LT;S HT;S HT;B 15 10 5 0 Ammonium (µm) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.38 Profil ammonium ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 111
Nilai kepekatan ammonium yang diperolehi semasa pasang anak rendah bagi keduadua stesen 6 dan 7 yang berjulat di antara 0.01 ± 0.02 µm dan 3.44 ± 0..40 µm (Rajah 5.39). Ammonium (µm) 5 4 3 2 1 0 (a) 5 4 3 2 1 0 Ammonium (µm) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.39 Profil ammonium ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 112
5.1.9 Nitrit Kepekatan nitrit sangat rendah di bahagian hulu sungai. Namun demikian, terdapat peningkatan nitrit dalam beberapa bulan dan stesen-stesen yang dikaji di bahagian tengah dan hilir sungai. 5.1.9.1 Hulu Sungai Berdasarkan Rajah 5.40, kepekatan nitrit memberikan nilai yang rendah di bahagian hulu sungai dengan kepekatan masing-masing 0 0.75 ± 0.03 µm (stesen 1), manakala 0 1.23 ± 1.58 µm (stesen 2). 5 4 3 2 1 0 Nitrit (µm) Stesen 1 Stesen 2 Rajah 5.40 Profil purata nitrit bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 113
5.1.9.2 Tengah Sungai Di bahagian tengah sungai merekodkan kepekatan nitrit yang rendah (purata 1.78 µm) di setiap stesen 3, 4 dan 5 dalam sesi kajian pasang perbani ketika air surut dan air pasang (Rajah 5.41). Walau bagaimanapun, kepekatan nitrit didapati meningkat di stesen 3 (Mac dan Jun 2008) dan stesen 5 (Februari 2008) semasa pasang perbani dengan julat peningkatan di antara 16.30 ± 0.68 µm dan 18.09 ± 3.76 µm (Rajah 5.41 a, c). 114
25 20 Nitrit (µm) 15 10 5 0 (a) LT;S HT;S HT;B 25 20 15 10 5 0 Nitrit (µm) (b) 25 20 15 10 5 0 Nitrit (µm) (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.41 Profil nitrit ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 115
Kepekatan nitrit sewaktu pasang anak juga rendah dengan purata 1.49 µm (Rajah 5.42). Ada sedikit peningkatan nitrit (7.47 ± 0.37 µm hingga 8.86 ± 0.79 µm) dalam bulan Mac 2008 di stesen 4. 116
Nitrit (µm) 10 8 6 4 2 0 (a) 10 8 6 4 2 0 Nitrit (µm) (b) 10 8 6 4 2 0 Nitrit (µm) (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.42 Profil nitrit ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 117
5.1.9.3 Hilir Sungai Di bahagian hilir sungai juga mencatatkan kepekatan nitrit yang rendah (purata 0.85 µm) sama ada di permukaan air sungai mahupun di dasar ketika pasang perbani (Rajah 5.43). Peningkatan nitrit secara drastik terjadi di stesen 6 (Februari 2008) dengan mencecah sehingga 19.60 ± 3.07 µm. 118
Nitrit (µm) 25 20 15 10 5 0 (a) LT;S HT;S HT;B 25 20 15 10 5 0 Nitrit (µm) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.43 Profil nitrit ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 119
Kepekatan nitrit semasaa pasang anak rendah sepanjang kajian dijalankan dengan purata 0.87 µm (Rajah 5..44). Nitrit (µm) 5 4 3 2 1 0 (a) 5 4 3 2 1 0 Nitrit (µm) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.44 Profil nitrit pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 120
5.1.10 Nitrat Corak kepekatan nutrien nitrat sepanjang kajian di hulu sungai sedikit sebanyak mempengaruhi paras nitrat di bahagian tengah dan hilir sungai. Perubahan corak kepekatan nitrat yang semakin menurun (Oktober 2007 Februari 2008) dan semakin menaik (Jun Oktober 2008) sepanjang kajian pasang perbani dan pasang anak dijalankan jelas dapat diperhatikan di bahagian tengah sungai. 5.1.10.1 Hulu Sungai Berdasarkan Rajah 5.45, kepekatan nitrat di bahagian hulu sungai di stesen 2 (10.03 ± 1.10 µm 41.43 ± 1.77 µm) lebih tinggi daripada stesen 1 (7.44 ± 0.31 µm 22.43 ± 2.22 µm). 50 40 30 20 10 0 Nitrat (µm) Stesen 1 Stesen 2 Rajah 5.45 Profil purata nitrat bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 121
5.1.10.2 Tengah Sungai Perubahan kepekatan nitrat yang menurun dan menaik semasa pasang perbani paling jelas diperhatikan di stesen 3 semasa air sedang surut (1.27 ± 0.66 µm 33.39 ± 0.20 µm) (Rajah 5.46 a). Peningkatan nitrat direkodkan pada bulan April 2010 (musim hujan) di setiap stesen kajian. Kepekatan nitrat di bahagian permukaan dan dasar sungai sewaktu air sungai pasang tidak banyak berbeza dengan nilai minimum dan maksimum adalah 0.34 ± 0.25 µm dan 30.73 ± 2.08 µm masing- masing. 122
Nitrat (µm) 50 40 30 20 10 0 (a) LT;S HT;S HT;B Nitrat (µm) 50 40 30 20 10 0 (b) Nitrat (µm) 50 40 30 20 10 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.46 Profil nitrat ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 123
Berbeza pula semasa pasang anak, kepekatan nitrat ketika air sungai surut dan pasang memberikan bacaan yang hampir seragam di permukaan dan dasar air sungai (Rajah 5.47). Dalam rajah tersebut, diperhatikan terdapat peningkatan kepekatan nitrat pada bulan Mac 2008 di stesen 4 dan 5 iaitu ketika musim hujan. Julat kepekatan nitrat untuk ketiga-tiga stesen kajian hampir sama iaitu di antara 0.58 ± 0.64 µm dan 44.68 ± 0.62 µm. 124
Nitrat (µm) 50 40 30 20 10 0 (a) 50 40 30 20 10 0 Nitrat (µm) (b) 50 40 30 20 10 0 Nitrat (µm) (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.47 Profil nitrat ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 125
5.1.10.3 Hilir Sungai Julat kepekatan nitrat semasa pasang perbani di hilir ketika air surut (0.00 ± 1.51 µm 14.02 ± 0.03 µm) lebih tinggi daripada semasa air pasang (0.00 ± 0.10 µm 8.75 ± 2.75 µm) (Rajah 5.48), ia jelas diperhatikan terutama di stesen 6. 20 Nitrat (µm) 15 10 5 0 (a) LT;S HT;S HT;B 20 15 10 5 0 Nitrat (µm) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.48 Profil nitrat ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 126
Persamaan corak turun dan naik (0.00 ± 0.38 µm 30.63 ± 3.75 µm) kepekatan nitrat turut diperolehi ketika kejadian pasang anak dan jelas kelihatan di stesen 6 (Rajah 5.49). Kepekatan nitrat semasa air pasang tidak menunjukkan perbezaan antara di permukaan dan dasar air sungai. 40 Nitrat (µm) 30 20 10 0 (a) 40 30 20 10 0 Nitrat (µm) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.49 Profil nitrat ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 127
5.1.11 Orto-fosfat Kepekatan orto-fosfat di hulu sungai direkodkan lebih rendah diikuti bahagian hilir dan tengah sungai. Peningkatan nutrien orto-fosfat paling jelas diperhatikan di stesen 5 yang menerima bahan buangan dari akuakultur sewaktu air sungai surut ketika pasang perbani. 5.1.11.1 Hulu Sungai Berdasarkan Rajah 5.50, kepekatan orto-fosfat di bahagian hulu sungai adalah sangat rendah dengan julat di antara 0.10 ± 0.06 µm dan 2.90 ± 0.09 µm. Orto-fosfat (µm) 5 4 3 2 1 0 Stesen 1 Stesen 2 Rajah 5.50 Profil purata orto-fosfat bagi persampelan yang dilakukan dua kali sebulan di kawasan tadahan air stesen 1 dan stesen 2 di hulu Sungai Pinang sepanjang tempoh kajian dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 128
5.1.11.2 Tengah Sungai Kepekatan orto-fosfat (pasang perbani) di bahagian tengah (stesen 3 dan 4) sewaktu air sungai surut dan pasang berjulat daripada 0.00 µm hingga 9.88 ± 0.05 µm (Rajah 5.51). Pengecualian direkodkan bagi stesen 5 yang mengalami peningkatan kepekatan orto-fosfat hampir di sepanjang tempoh kajian dengan bacaan maksimum 34.17 ± 0.43 µm pada bulan Februari 2008 (musim kering). Bahagian tengah sungai terutamanya di stesen 5 dikenal pasti sebagai sumber pencemaran orto-fosfat dalam air sungai kerana penghasilan paras kepekatan yang tinggi semasa air sungai sedang surut. Kepekatan orto-fosfat di stesen 5 tersebut kembali rendah apabila air sungai pasang. 129
Orto-fosfat (µm) 35 30 25 20 15 10 5 0 (a) LT;S HT;S HT;B Orto-fosfat (µm) 35 30 25 20 15 10 5 0 (b) Orto-fosfat (µm) 35 30 25 20 15 10 5 0 (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.51 Profil orto-fosfat ketika pasang perbani di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 130
Corak kepekatan orto-fosfat di tengah sungai hampir seragam (purata 4.17 µm) semasa pasang anak (Rajah 5.52). Namun, kelihatan peningkatan orto-fosfat yang ketara semasa sungai sedang surut dengan bacaan maksimum di dasar sungai stesen 5 (20.63 ± 0.19 µm) dalam bulan Disember 2007 iaitu pada musim kering. 131
Orto-fosfat (µm) 35 30 25 20 15 10 5 0 (a) 35 30 25 20 15 10 5 0 Orto-fosfat (µm) (b) 35 30 25 20 15 10 5 0 Orto-fosfat (µm) (c) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.52 Profil orto-fosfat ketika pasang anak di tengah Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 3 (b) Stesen 4 (c) Stesen 5 132
5.1.11.3 Hilir Sungai Di bahagian hilir sungai ketika pasang perbani menunjukkan kepekatan orto-fosfat yang sedikit meningkat (maksimum 7.05 ± 0.30 µm) di stesen 6 ketika air surut (Rajah 5.53). Peningkatan nutrien tersebut direkodkan ketika musim kering (November 2007 dan Februari 2008) dan juga pada musim hujan (Julai dan September 2008). Apabila air pasang mencatatkan kepekatan orto-fosfat yang rendah di kedua-dua bahagian kolum air di permukaan dan dasar sungai dengan julat 0.00 4.66 ± 1.00 µm. 133
Orto-fosfat (µm) 12 10 8 6 4 2 0 (a) LT;S HT;S HT;B Orto-fosfat (µm) 12 10 8 6 4 2 0 (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.53 Profil orto-fosfat ketika pasang perbani di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 134
Kepekatan orto-fosfat rendah di kedua-dua stesen di hilir semasa pasang anak (Rajah 5.54). Julat kepekatan orto-fosfat berada dalam julat 0.20 ± 0.29 µm 8.20 ± 2.53 µm. Peningkatan maksimum tersebut direkodkan semasa air surut di stesen 6 dalam bulan Januari 2008 (musim kering). Orto-fosfat (µm) 12 10 8 6 4 2 0 (a) 12 10 8 6 4 2 0 Orto-fosfat (µm) (b) *LT = air surut; HT = air pasang; S = permukaan; B = dasar Rajah 5.54 Profil orto-fosfat ketika pasang anak di hilir Sungai Pinang sepanjang kajian dari bulan Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (a) Stesen 6 (b) Stesen 7 135
5.2 Analisis Statistik Analisis statistik yang dijalankan terhadap data kajian yang dikumpul adalah ANOVA satu hala, ujian-t tak bersandar dan korelasi Pearson. 5.2.1 Analisis Varians ( Analysis of Variance, ANOVA) Satu Hala Kesemua parameter fizikal dan kimia yang dikaji diuji dengan analisis ANOVA satu hala dengan menggunakan faktor ruang kawasan ( spatial ) iaitu bahagian Sungai Pinang (hulu, tengah dan hilir sungai). Analisis tersebut menunjukkan terdapat perbezaan signifikan antara bahagian sungai iaitu hulu, tengah dan hilir (p < 0.01, df = 2, n = 442) untuk suhu (F = 172.708), ph (F = 39.491), oksigen terlarut (F = 14.796), BOD 5 (F = 19.907), saliniti (F = 211.906) dan konduktiviti (F = 155.830), TSS (F = 28.879), nitrit (F = 15.122), nitrat (F = 97.643), ammonium (F = 33.712) dan orto-fosfat (F = 34.698) (Lampiran F). Dalam analisis penentuan subset-subset sama jenis ( homogeneous subsets ) menerusi ujian Tukey HSD (Lampiran G) menunjukkan terdapat perbezaan signifikan pada parameter suhu, ph, saliniti, konduktiviti dan TSS. Parameter tersebut mengalami peningkatan paras kepekatan bermula dari hulu, tengah dan seterusnya menuju ke hilir sungai. Oksigen terlarut di tengah dan hilir sungai menunjukkan perbezaan yang signifikan lebih rendah dari hulu sungai. Paras BOD 5 di hilir dan tengah sungai pula lebih tinggi serta berbeza secara signifikan dari di hulu sungai. Kepekatan nitrat menunjukkan perbezaan yang signifikan menunjukkan peningkatan di hulu dan semakin rendah menuju ke hilir sungai. Kepekatan nitrit di 136
hulu secara signifikan lebih rendah dari tengah sungai. Kepekatan ammonium meningkat di tengah sungai dan ia signifikan berbeza dengan hulu dan hilir sungai. Kepekatan orto-fosfat menunjukkan perbezaan signifikan dengan peningkatan di tengah sungai dan semakin menurun di hilir dan diikuti hulu sungai. 5.2.2 Ujian-t Sampel Tak Bersandar Parameter fizikal dan kimia di bahagian tengah dan hilir Sungai Pinang yang menerima pengaruh pasang dan surut menjalani ujian-t sampel tak bersandar untuk melihat sama ada terdapat perbezaan signifikan antara permukaan dan dasar sungai, keadaan air surut dan pasang serta jenis pasang perbani dan pasang anak. Selain daripada itu, ujian-t sampel tak bersandar juga dijalankan untuk melihat taburan parameter fizikal dan kimia di sepanjang sungai (hulu, tengah dan hilir) terhadap perbezaan antara musim hujan dan musim kering. Berdasarkan ujian-t yang dijalankan terhadap bahagian permukaan dan dasar sungai, oksigen terlarut secara signifikan lebih tinggi (t = 2.999, p < 0.05, df = 258, n = 260) di permukaan berbanding di dasar sungai (Lampiran H). Kepekatan TSS (t = -4.063) dan paras saliniti (t = -2.394) pula menunjukkan bahagian dasar sungai secara signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 258, n = 260) dari permukaan air sungai. Analisis ujian-t menunjukkan perbezaan signifikan antara air surut dan air pasang terhadap kesemua parameter yang dikaji (Lampiran I). Paras suhu (t = -2.513), ph (t = -2.950), oksigen terlarut (t = -2.044), saliniti (t = -3.217) dan konduktiviti (t = -2.912) lebih tinggi semasa air pasang secara signifikan (p < 0.05, df = 258, 137
n = 260) dari ketika air surut. Walau bagaimanapun, kepekatan BOD 5 (t = 2.064), TSS (t = 2.215), nitrit (t = 2.815), nitrat (t = 3.151), ammonium (t = 3.117) dan ortofosfat ( t = 3.115) secara signifikan lebih tinggi sewaktu air surut (p < 0.05, df = 258, n = 260) berbanding air pasang. Berdasarkan ujian-t menunjukkan kejadian pasang perbani secara signifikan lebih tinggi untuk data suhu (t = 5.541), saliniti (t = 3.391), konduktiviti (t = 3.918), TSS (t = 6.077) dan ph (t = 2.306) (p < 0.05, df = 388, n = 390) berbanding semasa pasang anak (Lampiran J). Kepekatan nitrat secara signifikan lebih tinggi ketika pasang anak dari pasang perbani (t = -3.496, p < 0.05, df = 388, n = 390). Paras ph (t = 3.464), oksigen terlarut (t = 2.477) dan nitrat (t = 1.998) (p < 0.05, df = 406, n = 408) secara signifikan lebih tinggi dalam musim hujan (Mac April dan Julai Oktober) berbanding musim kering (Mei Jun dan November Februari) di sepanjang tempoh kajian di Sungai Pinang (Lampiran K). Parameter BOD 5 (t = -5.773), saliniti (t = -1.998) dan TSS (t = -1.991) (p < 0.05, df = 406, n = 408) menunjukkan ia signifikan lebih tinggi dalam musim kering dari musim hujan. 5.2.3 Korelasi Pearson Nilai r dalam analisis korelasi Pearson yang dijalankan terhadap kesemua sebelas parameter fizikal dan kimia ditunjukkan dalam Lampiran L. Daripada keputusan analisis korelasi Pearson, parameter yang menunjukkan pertalian yang kuat dan signifikan adalah antara suhu dan konduktiviti (r = 0.681), suhu dan saliniti (r = 0.649), konduktiviti dan saliniti (r = 0.86), suhu dan nitrat (r = -0.621), 138
konduktiviti dan nitrat (r = -0.666) serta saliniti dan nitrat (r = -0.699) pada aras = 0.01, dengan n = 442 (Jadual 5.1). Jadual 5.1 Korelasi Pearson antara parameter fizikal dan kimia yang berkolerasi kuat dan signifikan, n = 442 ( = 0.01) Parameter Suhu Konduktiviti Saliniti Nitrat Suhu 0.68 0.65-0.62 Konduktiviti 0.86-0.67 Saliniti -0.70 Nitrat 5.3 Non-supervised Artificial Neural Network (ANN) Ordinasi dan pengkelasan menggunakan aplikasi ANN dalam perisian MATLAB 6.5 memberi satu gambaran secara menyeluruh taburan data parameter kualiti air sepanjang Sungai Pinang yang dikutip selama 13 bulan (Oktober 2007 Oktober 2008) (Rajah 5.55). Dalam Rajah 5.55, warna biru mewakili purata nilai yang rendah bagi parameter kualiti air manakala, warna merah menunjukkan peningkatan bacaan. Berdasarkan pengkelasan data terhadap tiga bahagian sungai (Rajah 5.55), secara amnya suhu rendah di hulu sungai (24.8 o C) dan semakin meningkat ke hilir sungai (maksimum 30.8 o C). Begitu juga corak taburan ph air sungai rendah (minimum 6.5) di hulu dan beransur-ansur meningkat (maksimum 9.34) di tengah sungai dan hilir. Oksigen terlarut didapati rendah di sebahagian tengah sungai (minimum 3.51 mg/l) sahaja berbanding hulu dan hilir sungai. Dalam bulan kajian tertentu, BOD 5 139
tinggi di sekitar tengah dan hilir sungai dengan bacaan maksimum 7.64 mg/l. Bahagian hulu dan adakalanya di bahagian hilir juga memberi bacaan BOD 5 yang minimum (0.51 mg/l). Kawasan hulu Sungai Pinang adalah kawasan tadahan dan berair tawar. Bahagian hilir sungai yang mengalami kejadian air pasang surut merekodkan nilai saliniti (28.1 psu) dan konduktiviti (44600.0 µmhos/cm) yang tinggi terutama semasa pasang perbani. Paras saliniti dan konduktiviti di tengah sungai bergantung pada kemasukan air laut melalui fenomena pasang perbani dan pasang anak selain pengaruh air pasang dan surut. Kepekatan TSS turut mengalami peningkatan di bahagian hilir sungai (maksimum 404.0 mg/l) sementara, di bahagian hulu dan hilir sungai merekodkan bacaan yang rendah (minimum 18.3 mg/l). Terdapat persamaan peningkatan kepekatan nitrit, ammonium dan orto-fosfat dalam corak pengkelasan data iaitu di bahagian tengah sungai dengan bacaan maksimum 3.52 µm, 3.94 µm dan 6.69 µm masing-masing. Di hulu dan hilir sungai mempamerkan bacaan yang rendah bagi ketiga-tiga nutrien tersebut. Nutrien nitrat jelas tertumpu di hulu sungai (maksimum 21.1 µm) sedangkan di tengah dan hilir sungai memperolehi bacaan yang lebih rendah (minimum 1.16 µm). 140
Suhu ph Oksigen terlarut BOD 5 Saliniti Konduktiviti TSS Nitrit Nitrat Ammonium Orto-fosfat Hilir Downstream Tengah Middle- Hulu Upstream Rajah 5.55 Ordinasi dan pengkelasan corak taburan keseluruhan data parameter fizikal dan kimia dalam kejadian pasang perbani dan pasang anak mengikut bahagian hulu, tengah dan hilir Sungai Pinang dari Oktober 2007 hingga Oktober 2008 (n = 442) 141
5.4 Kajian Nutrien (Ammonium, Nitrit, Nitrat dan Orto-fosfat) di Aliran Anak Sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang Membentuk Lembangan Sungai Pinang Perbandingan tahap nutrien di kedua-dua aliran anak sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger dipaparkan dalam Jadual 5.2. Secara keseluruhannya, kajian ini menunjukkan kepekatan TSS dan nutrien (ammonium, nitrit, nitrat dan orto-fosfat) yang diperolehi di kawasan tadahan Bukit Laksamana lebih tinggi berbanding kajian di Bukit Tiger. Jadual 5.2 Julat kepekatan nutrien punca air di kawasan tadahan Bukit Laksamana dan Bukit Tiger Punca Air TSS (mg/l) Ammonium (µm) Nitrit (µm) Nitrat (µm) Orto-fosfat (µm) Bukit Laksamana 0-212.50 ± 35.35 0.37 ± 0.01-5.27 ± 0.39 0.05-0.62 ± 0.02 4.21 ± 0.02-73.06 ± 6.88 0.06-23.38 Bukit Tiger 0 0-0.01 ± 0.01 0.25-0.37 ± 0.01 7.38 ± 0.31-15.07 ± 1.79 0-0.01 ± 0.01 142
BAB 6.0 - PERBINCANGAN Secara keseluruhannya, kesan aktiviti antropogen dan juga faktor yang berkaitan (iaitu pasang surut dan musim) di Sungai Pinang telah mengakibatkan peningkatan beberapa parameter kualiti air seperti BOD 5, TSS, nitrat dan orto-fosfat. Kualiti air di hulu sungai berada di tahap yang bersih berdasarkan Interim Kebangsaan Piawai Kualiti Air untuk Malaysia ( Interim National Water Quality Standards for Malaysia, INWQSM) (JAS, 2008) dan Organisasi Kesihatan Sedunia ( World Health Organization, WHO) (WHO, 2008). Manakala di bahagian tengah sungai telah dicemari oleh BOD 5, TSS, nitrat dan orto-fosfat. Di hilir sungai, pencemaran air sungai disebabkan oleh BOD 5, TSS dan orto-fosfat. Tahap pencemaran kualiti air di tengah dan hilir sungai ditentukan daripada klasifikasi Kriteria dan Piawai Kualiti Air Marin untuk Malaysia ( Marine Water Quality Criteria and Standards for Malaysia, MWQCSM) (JAS, 2010) dan Kriteria Kualiti Air Marin untuk ASIA ( Marine Water Quality Criteria for ASEAN, MWQCA) (AWGCME, 2004). Kepekatan paling tinggi parameter kualiti air tersebut direkodkan sepanjang kajian ini dijalankan ialah BOD 5 (13.85 ± 2.05 mg/l), TSS (2366.67 ± 707.11 mg/l), nitrat (44.68 ± 0.62 µm) dan orto-fosfat (34.17 ± 0.43 µm). Sebarang peningkatan parameter kualiti air boleh menyumbang kepada pencemaran air Sungai Pinang. Aplikasi ANN daripada perisian MATLAB 6.5 digunakan untuk memberi satu gambaran dengan lebih jelas taburan parameter-parameter kualiti air di sepanjang 143
Sungai Pinang merangkumi data purata yang dikutip dari awal hingga akhir kajian ini (Rajah 5.55). 6.1 Parameter Fizikal dan Kimia di Sungai Pinang 6.1.1 Suhu Secara amnya, suhu air dipengaruhi oleh suhu persekitaran. Suhu air di kawasan hulu sungai iaitu kawasan air terjun Titi Kerawang memberikan bacaan suhu yang lebih rendah kerana persekitaran yang lebih teduh serta dilitupi dengan kanopi hutan dan tanaman kebun (stesen 1: 22.7 ± 0.92 o C 25.5 ± 0.71 o C dan stesen 2: 23.7 ± 1.27 o C 26.1 ± 0.14 o C). Kajian Li et al. (2008) menunjukkan terdapat korelasi yang kuat (r = -0.75) antara suhu dan vegetasi hutan di bahagian hulu sungai. Suhu air sungai yang dilitupi hutan biasanya lebih rendah berbanding di kawasan terbuka (Ngoye & Machiwa, 2004). Keadaan muka bumi Sungai Pinang yang berbukit dengan paras altitud 208 m di stesen 1 dan stesen 2 dengan altitud 35 m juga menyumbang kepada paras suhu yang lebih rendah di stesen 1. Suhu air sungai meningkat di hilir sungai (25.4 33.5 o C) diikuti bahagian tengah sungai (21.9 33.0 o C) serta menunjukkan ia berbeza secara signifikan (p < 0.01, df = 2, n = 442) mengikut bahagian sungai dan ia menunjukkan persamaan peningkatan corak taburan suhu melalui analisis ANN yang dijalankan (Rajah 5.55). Peningkatan suhu tersebut disebabkan pengaruh pemanasan dari persisiran pantai paya bakau yang berlumpur dan berair cetek (Sanderson & Taylor, 2003) serta faktor arus dan musim hujan ketika air pasang dalam kejadian pasang perbani (Kruger et al., 2006). Peningkatan 144
suhu juga berkaitan dengan persekitaran air sungai yang terdedah kepada keamatan cahaya matahari (Sanderson & Taylor, 2003). Sewaktu sungai mengalami pasang perbani di Sungai Pinang, suhu air ketika air sungai surut secara signifikan lebih rendah (p < 0.05, df = 258, n = 260) daripada semasa air pasang disebabkan pengaruh pengaliran air tawar dari kawasan air terjun di bahagian hulu sungai. Berbeza apabila sungai mengalami pasang anak, perubahan turun dan naik suhu berlaku kerana peredaran air sungai dan air laut yang keluar dan masuk secara tidak sekata (Kruger et al., 2006). Sehubungan dengan itu, kajian suhu semasa pasang perbani didapati signifikan lebih tinggi berbanding ketika pasang anak (p < 0.05, df = 388, n = 390). Bacaan suhu yang paling minimum di stesen 4 (21.9 o C) semasa pasang anak berkemungkinan disebabkan pengaruh air tawar dari aliran kawasan kelapa sawit sewaktu persampelan dijalankan. Tiada perbezaan signifikan dalam ujian-t (p > 0.05, df = 258, n = 260) antara suhu di permukaan dan dasar dalam kajian di Sungai Pinang kerana kedalaman sungainya yang cetek (< 3 m). Walau bagaimanapun, dalam kajian Huang et al. (1999) menunjukkan terdapat penurunan suhu daripada 1 2 o C untuk setiap kedalaman 3 m. Perbezaan suhu air di sepanjang Sungai Pinang tidak signifikan (p > 0.05, df = 406, n = 408) semasa musim hujan (Mac April dan Julai Oktober) dan musim kering (Mei Jun dan November Februari). Ia berkemungkinan di Sungai Pinang, pengaliran air tawar sentiasa berlaku sepanjang tahun dan pengaliran air yang berterusan ini menjadikan bahagian hulu sungai sesuai dijadikan kawasan tadahan air tawar oleh Perbadanan Bekalan Air Pulau Pinang (PBA). Keadaan tersebut berbeza 145
dengan kajian Akpan (2004) dan Li et al. (2008) yang melaporkan terdapat perbezaan signifikan penurunan suhu dalam musim hujan. 6.1.2 ph Secara keseluruhan, ph air Sungai Pinang berada dalam julat 5.8 9.8. Purata ph merekodkan peningkatan yang signifikan (p < 0.01, df = 2, n = 442) di antara bahagian hulu (7.0), tengah (7.4) yang neutral dan hilir sungai menunjukkan nilai ph adalah beralkali iaitu ph 8.0. Dalam aplikasi ANN juga menunjukkan terdapat persamaan taburan ph di hulu dan tengah sungai manakala, beberapa peningkatan ph diperhatikan di hilir sungai (Rajah 5.55). Kawasan hulu yang berair tawar memberi ph yang lebih rendah di stesen 2 (5.8 ± 1.6 8.3 ± 0.6) berbanding di stesen 1 (6.3 ± 1.3 8.3 ± 0.6). Sungai Pinang merekodkan bacaan ph yang lebih rendah di bahagian hulu sungai dan ph beransur-ansur meningkat semakin menuju ke tengah dan hilir sungai. Kajian oleh Costanzo et al. (2003) di Sungai Tweed, Australia memberi hasil keputusan yang hampir sama. Berdasarkan piawai Organisasi Kesihatan Sedunia ( World Health Organization, WHO), nilai ph yang optimum untuk air minuman adalah dalam julat 6.5 9.5 (WHO, 2008), manakala dalam Interim Kebangsaan Piawai Kualiti Air untuk Malaysia ( Interim National Water Quality Standards for Malaysia, INWQSM) menetapkan piawai ph di antara 6.5 dan 8.5 (JAS, 2008). 146
Kajian di Sungai Pinang mendapat berlaku penurunan ph secara signifikan ketika sungai sedang surut (p < 0.05, df = 258, n = 260) terutama semasa pasang anak (p < 0.05, df = 388, n = 390). Kewujudan kawasan domestik di sekitar Sungai Pinang (stesen 2 dan 3) yang menyalurkan sisa buangan secara terus ke dalam sungai boleh mempengaruhi penurunan ph air sungai. Di samping itu, kemasukan bahan buangan berasid dan penggunaan baja dari larut lesap kawasan pertanian (Karuppiah & Gupta, 1996; Costanzo et al., 2003; Sanjay Kumar et al., 2006) dan bahan buangan dari kawasan perumahan (Akpan, 2004; Mendiguchia et al., 2007; Li et al., 2008) yang mengalir ke dalam sistem sungai semasa air surut turut menyebabkan nilai ph rendah. Selain itu, proses pereputan oleh bakteria terhadap bahan organik dari bahan buangan kumbahan dan pemendakan kalsium karbonat khususnya di hulu sungai boleh menjurus kepada peningkatan karbon dioksida (CO 2 ) seterusnya menghasilkan ph yang rendah (Girija et al., 2007). Faktor hujan juga memainkan peranan dalam perubahan ph air sungai. Di Sungai Pinang, musim hujan merekodkan peningkatan ph secara signifikan (p < 0.05, df = 406, n = 408) jika dibandingkan semasa musim kering. Kajian Uzoukwu et al. (2004) dan Akpan (2004) juga menunjukkan ph meningkat (> 6.5) semasa musim hujan manakala, sedikit rendah (4.5 5.5) ketika musim kering. Sebaliknya, Li et al. (2008) melaporkan ph air sungai mengalami peningkatan (9.7) pada musim kering. Pelbagai aktiviti antropogen berkemungkinan menyumbang kepada turun dan naik ph terutama semasa musim hujan hasil dari aliran permukaan yang mengalir masuk ke dalam sistem sungai. 147
6.1.3 Oksigen Terlarut Paras oksigen terlarut di hulu sungai semulajadi yang berbukit serta hanya dilitupi kanopi hutan berjulat antara 6.8 dan 8.4 mg/l (Girija et al., 2007). Girija et al. (2007) melaporkan, aliran air sungai di bahagian tengah yang membangun dengan kawasan penempatan menyebabkan paras oksigen terlarut sangat rendah (0 4 mg/l). Semakin menuju ke hilir sungai yang menghampiri lautan paras oksigen terlarut telah kembali kepada bacaan normal (> 6.8 mg/l) disebabkan pengaruh, kemasukan dan pencairan dari air laut (Girija et al., 2007). Dalam kajian lain di cabangan anak sungai, paras oksigen terlarut bagi sungai yang menerima dan tidak menerima bahan buangan dari kawasan domestik dan pertanian adalah 2.5 4.6 mg/l dan 6.2 6.4 mg/l masing-masing (Akpan, 2004). Ini menunjukkan gangguan daripada aktiviti antropogen telah mendedahkan persekitaran air sungai terhadap pencemaran seterusnya merendahkan paras oksigen terlarut dalam air sungai. Di ekosistem sungai yang beriklim tropika, air sungai lebih cenderung mengalami penurunan paras oksigen terlarut apabila saliniti air rendah (Eyre & Balls, 1999). Keadaan ini disebabkan paras oksigen yang rendah berkait rapat dengan peningkatan kepekatan BOD 5 disebabkan kemasukan bahan organik ke sungai (Eyre & Twigg, 1977) akibat pembuangan sisa antropogen. Kajian tersebut berbeza dengan kajian di Sungai Pinang kerana paras oksigen terlarut meningkat secara signifikan (p < 0.01, df = 2, n = 442) di hulu sungai (6.3 9.2 mg/l) manakala, sedikit menurun di tengah (1.0 10.5 mg/l) dan hilir sungai (1.7 10.6 mg/l). Aplikasi ANN menggambarkan paras oksigen terlarut normal di hulu sungai tetapi mengalami penurunan (< 4.0 mg/l) di sebahagian hilir sungai dalam beberapa kajian yang 148
dijalankan (Rajah 5.55). Kehadiran bahan pencemar organik dari larut lesap penanaman kelapa sawit (Sanjay Kumar et al., 2006), efluen dari akuakultur (Mirzoyan et al., 2008) dan eutrofikasi (Dauer et al., 2000) mempengaruhi penggunaan oksigen semasa proses respirasi oleh organisma (Lokman, 1992). Keadaan ini akhirnya menyebabkan paras oksigen terlarut sangat rendah sehingga mencecah 1.0 mg/l dalam kajian di Sungai Pinang. Paras oksigen terlarut yang sangat rendah (< 2 mg/l) dikenali sebagai hipoksia ( hypoxia ) iaitu suatu keadaan yang tidak sesuai kepada hidupan akuatik untuk berhabitat dan mencari makanan (Burnett, 1997). Kajian Dauer et al. (2000) mendapati, paras oksigen terlarut yang rendah berkolerasi kuat (r = 0.69) dengan peratusan aktiviti guna tanah perbandaran tetapi, ia tidak berkolerasi dengan kemasukan nutrien ke dalam ekosistem sungai. Berbeza dengan kajian di Sungai Pinang, di mana oksigen terlarut menunjukkan korelasi negatif yang lemah tetapi signifikan terutama terhadap nutrien ammonium dan orto-fosfat. Dasar sungai yang bersaliniti lebih tinggi biasanya memberikan paras oksigen terlarut yang lebih rendah berbeza dengan keadaan di permukaan sungai (Nelson et al., 1994; Yin et al., 2004; Lin et al., 2007). Kajian di Sungai Pinang juga menunjukkan corak oksigen terlarut secara signifikan lebih rendah (p < 0.05, df = 258, n = 260) di dasar sungai berbanding di permukaan air. Peredaran taburan oksigen terlarut di permukaan sungai yang biasanya berlaku di muara sungai disebabkan oleh percampuran vertikal air sungai dan laut kesan daripada tiupan angin (Yin et al., 2004; Lin et al., 2007). Menurut Lin et al. (2006), stratifikasi vertikal oksigen terlarut berkolerasi kuat dengan stratifikasi saliniti di muara sungai yang mengalami pasang surut mikro ( microtidal ). Pasang surut mikro bermaksud ketinggian 149
amplitud ketika air pasang dan surut yang kurang daripada 2 m. Peningkatan saliniti semasa Sungai Pinang mengalami air pasang turut mencatatkan oksigen terlarut yang meningkat secara signifikan (p < 0.05, df = 258, n = 260) ketika itu. Faktor musim hujan di Sungai Pinang memberikan kesan terhadap peningkatan yang signifikan (p < 0.05, df = 406, n = 408) paras oksigen terlarut antara 0.48 0.56 mg/l sama ada di perairan air tawar mahupun air masin. Penerimaan jumlah hujan yang tinggi (Peters & Meybeck, 2000), pergolakan air sungai daripada kewujudan ombak dan paras suhu yang rendah (Lokman, 1992) juga boleh meningkatkan paras oksigen terlarut dalam air sungai. Mengikut MWQCSM (JAS, 2010) dan MWQCA (AWGCME, 2004) paras oksigen terlarut yang melebihi 4 mg/l adalah normal. Paras oksigen terlarut di Sungai Pinang masih ditahap normal iaitu dalam purata 7.2 mg/l. Namun, ada bahagian sungai yang mengalami kekurangan oksigen terlarut sehingga mencecah 1.0 mg/l (tengah) dan 1.7 mg/l (hilir) seperti dalam Rajah 5.12 dan Rajah 5.15 masingmasing. 6.1.4 Keperluan Oksigen Biologi ( Biological Oxygen Demand, BOD 5 ) Peningkatan nilai BOD 5 berkait rapat dengan penurunan paras oksigen terlarut di dalam air sungai dan begitu juga sebaliknya, seperti yang dilaporkan dalam kajian Das et al. (1997), Johnson et al. (2002) dan Sanjay Kumar et al. (2006). Kepekatan BOD 5 di Sungai Pinang adakala mencatat bacaan yang tinggi di bahagian tengah (12.61 ± 0.63 mg/l) dan hilir sungai (13.85 ± 2.05 mg/l). Kawasan hulu sungai 150
yang jernih memberikan bacaan BOD 5 rendah (0 3.87 ± 0.64 mg/l). Berdasarkan analisis statistik ANOVA satu hala, BOD 5 di bahagian hulu sungai adalah signifikan lebih rendah (p < 0.01, df = 2, n = 442) dari di tengah dan hilir sungai. Secara keseluruhannya menerusi aplikasi ANN, kepekatan BOD 5 lebih rendah di hulu sungai berbanding di bahagian tengah dan pencemaran BOD 5 yang tinggi diperhatikan di hilir sungai. Corak kepekatan BOD 5 di bahagian hulu secara amnya lebih rendah (0 3.8 mg/l) berbanding dengan tengah dan hilir sungai (Lai, 1983; Akpan, 2004; Girija et al., 2007). Dalam kajian Lai (1983) di Sungai Selangor dan Sungai Kelang, Selangor mendapati kepekatan BOD 5 semakin meningkat di bahagian tengah (5.1 15.7 mg/l) hingga ke hilir sungai (8.2 50.1 mg/l). Bahan buangan kumbahan dari kawasan domestik yang tidak dirawat adalah punca utama berlaku pencemaran BOD 5 dalam ekosistem sungai (Lai, 1983; Johnson et al., 2002; Uzoukwu et al., 2004; Sanjay Kumar et al., 2006). Kewujudan kawasan pertanian bukan antara punca utama yang menyebabkan peningkatan BOD 5 dalam air sungai (Lai, 1983; Akpan, 2004; Li et al., 2008). Dalam kajian di Sungai Pinang, kewujudan kawasan pertanian seperti dusun durian di hulu (stesen 1 dan 2) tidak mencemari perairan air tawar dari segi kepekatan BOD 5, tetapi air sungai berhampiran penanaman kelapa sawit di stesen 4 menunjukkan ia telah dicemari dengan nilai BOD 5 yang tinggi dicatatkan (maksimum 12.61 ± 0.63 mg/l). Sungai Pinang menunjukkan corak kepekatan BOD 5 lebih sekata di permukaan dan dasar sungai semasa pasang anak kerana kemasukan air laut ke perairan sungai dan pengaliran air dari kawasan air tawar ke hilir sungai adalah seragam kerana kurang pergolakan arus berbeza dengan sewaktu pasang perbani. Walaupun begitu, perubahan corak kepekatan BOD 5 antara pasang perbani dan pasang anak (p > 0.05, 151
df = 388, n = 390) malah antara permukaan dan dasar sungai (p > 0.05, df = 258, n = 260) di Sungai Pinang tidak berbeza secara signifikan. Kajian Sanjay Kumar et al. (2006), melaporkan kepekatan BOD 5 dilaporkan lebih rendah semasa musim hujan berbanding semasa musim kering disebabkan pencairan dari aliran air hujan yang mengalir memasuki sungai. Di Sungai Pinang, paras BOD 5 juga secara signifikan lebih rendah (p < 0.05, df = 406, n = 408) semasa musim hujan dan ia meningkat semasa musim kering. Paras BOD 5 bagi persekitaran sungai yang dikategorikan bersih seharusnya tidak melebihi 3 mg/l (DOE, 2008). 6.1.5 Saliniti Pengaliran air tawar mempengaruhi saliniti sesuatu sistem sungai yang mengalami pasang surut. Paras saliniti air Sungai Pinang berubah-ubah di bahagian tengah (0 31 psu) dan hilir sungai (2 34 psu). Berdasarkan analisis statistik ANOVA satu hala untuk saliniti dengan bahagian sungai, taburan saliniti paling rendah secara signifikan (p < 0.01, df = 2, n = 442) di hulu diikuti tengah dan semakin meningkat di hilir sungai. Taburan corak saliniti yang serupa (rendah di hulu dan semakin meningkat menuju ke hilir sungai) diperoleh melalui aplikasi ANN yang dilakukan (Rajah 5.55). Ia berpunca daripada percampuran di antara air tawar dan air masin semasa kemasukan air laut sewaktu air sungai sedang pasang ketika pasang perbani ataupun pasang anak (Lokman, 1992). Kemasukan air laut yang banyak ke perairan Sungai Pinang sewaktu pasang perbani menghasilkan paras saliniti secara signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 388, n = 390) berbanding ketika pasang anak. 152
Paras saliniti selalunya rendah ketika air sungai sedang surut kerana lebih banyak pengaliran air tawar memasuki sungai jika dibandingkan dengan kemasukan air laut (Monismith et al., 2002; Xu et al., 2008). Kajian tersebut melaporkan terdapat persamaan corak taburan saliniti signifikan lebih rendah (p < 0.05, df = 258, n = 260) sewaktu air surut berlaku di Sungai Pinang. Saliniti di dasar sungai secara signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 258, n = 260) dari permukaan sungai. Lazimnya, sifat air yang bersaliniti tinggi lebih tumpat daripada air tawar (Todd, 1989). Kemasukan air laut yang banyak dan arus kuat telah mewujudkan perbezaan ketara ketumpatan air sungai di dasar dari permukaan sungai semasa kejadian pasang perbani (Gao et al., 2008). Xu et al. (2008) dan Carrillo (2009) menerangkan stratifikasi saliniti yang berlaku di persekitaran permukaan dan dasar sungai juga berkait rapat dengan arus yang bergelora akibat tindakan tiupan angin. Arus permukaan air yang kuat dari hulu sungai juga memainkan peranan menghasilkan saliniti yang rendah di permukaan dan bersaliniti lebih tinggi di dasar sungai (Kitheka et al., 1996; Xu et al., 2008). Kolum air di dasar yang terdedah kepada bahan-bahan terlarut seperti batu-batuan dan pasir juga menjurus kepada peningkatan saliniti air seperti yang dilaporkan oleh Todd (1989) dalam kajiannya. Selain itu, kajian O Callaghan et al. (2007) menunjukkan setiap kedalaman 1 m memberi peningkatan saliniti sebanyak 1 psu bagi muara sungai yang mengalami pasang surut mikro. Walau bagaimanapun dalam kajian lain, persamaan saliniti di permukaan dasar sungai berkemungkinan disebabkan kedalaman sungai yang terlalu cetek dengan purata amplitud rendah iaitu 0.65 m ketika berlaku pasang perbani (Kruger et al., 2006). 153
Saliniti air sungai di Sungai Pinang signifikan lebih rendah (p < 0.05, df = 406, n = 408) semasa musim hujan manakala mengalami peningkatan ketika musim kering, juga dilaporkan seperti dalam kajian Carrillo et al. (2009). Pengaruh air hujan yang mengalir masuk ke dalam sungai boleh menyebabkan saliniti air sungai menjadi rendah. 6.1.6 Konduktiviti Paras konduktiviti bergantung kepada kehadiran kandungan ion-ion terlarut dalam air. Di bahagian hulu Sungai Pinang yang hanya menerima pengaliran air tawar mempamerkan paras konduktiviti yang rendah. Ngoye dan Machiwa (2004) dalam kajiannya juga melaporkan di kawasan hulu sungai yang jernih mempunyai paras konduktiviti yang rendah. Di bahagian tengah dan hilir Sungai Pinang pula menunjukkan peningkatan nilai konduktiviti dalam air sungai akibat daripada pengaruh pasang surut, sama seperti dalam kajian Ngoye dan Machiwa (2004) dan Gao et al. (2008). Taburan paras konduktiviti signifikan lebih rendah (p < 0.01, df = 2, n = 442) di hulu dan semakin meningkat menuju ke hilir. Begitu juga corak taburan konduktiviti (rendah di hulu dan semakin meningkat menuju ke hilir sungai) yang dipamerkan dalam analisis ANN (Rajah 5.55). Selain itu, paras konduktiviti juga secara signifikan lebih tinggi semasa air pasang (p < 0.05, df = 258, n = 260) dan ketika pasang perbani (p < 0.05, df = 388, n = 390). Ini bermakna, perubahan corak saliniti akibat kesan kejadian pasang surut secara langsung dapat mempengaruhi paras konduktiviti di perairan sungai. Perkaitan ini ditunjukkan dengan analisis korelasi Pearson yang signifikan antara saliniti dan konduktiviti air (r = 0.86) di Sungai Pinang. 154
Paras konduktiviti di Sungai Pinang tidak berbeza secara signifikan (p > 0.05, df = 406, n = 408) antara musim hujan dengan musim kering seperti dalam kajian Ngoye dan Machiwa (2004). Berbeza dengan kajian Akpan (2004) yang menunjukkan nilai konduktiviti meningkat semasa musim hujan manakala, penurunannya berlaku ketika musim kering. Menurut Ngoye dan Machiwa (2004), percampuran antara air tawar dan air laut telah meningkatkan paras ion-ion terlarut dalam air sungai yang seterusnya menyumbang peningkatan konduktiviti. Keadaan ini disebabkan aliran sungai yang menerima kemasukan garam yang tinggi dari kawasan perbandaran dan juga pertanian di sekitar kawasan tadahan air tersebut (Ngoye & Machiwa, 2004). 6.1.7 Jumlah Pepejal Terampai ( Total Suspended Solid, TSS) Pepejal tak organik seperti kelodak dan tanah liat membawa kepada penghasilan pepejal terampai dalam sistem sungai (Ntengwe, 2006). TSS tersebut dipaparkan rendah (< 50 mg/l) di hulu dan sebahagian di tengah Sungai Pinang. TSS meningkat secara signifikan (p < 0.01, df = 2, n = 442) bermula di sebahagian tengah hinggalah ke hilir sungai. Dalam aplikasi ANN, kepekatan TSS paling rendah di hulu sungai dan semakin beransur-ansur meningkat di tengah dan hilir sungai. Secara keseluruhan, kepekatan TSS di sepanjang Sungai Pinang dari tengah hingga ke hilir telah melebihi paras yang ditetapkan dalam INWQSM (50 mg/l) (JAS, 2008), MWQCSM (100 mg/l) (JAS, 2010) dan MWQCA (100 mg/l) (AWGCME, 2004). 155
Kekeruhan air di hulu Sungai Pinang kadang-kala berlaku akibat hujan lebat sehari sebelum dan semasa persampelan dijalankan. Jumlah hujan yang tinggi menyebabkan peningkatan TSS di sungai (Hossain et al., 2001; Akpan, 2004; Murphy & Voulgaris, 2006; Mendiguchia et al., 2007; Minh Hanh et al., 2010). Namun demikian, peningkatan TSS dalam kajian ini didapati secara signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 406, n = 408) ketika musim kering berbanding sewaktu musim hujan. Secara keseluruhan, peningkatan TSS signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 388, n = 390) semasa air laut mengalami pasang perbani berbanding pasang anak. Isipadu air laut yang memasuki sistem sungai ketika air pasang perbani lebih tinggi dan turut membawa bersama bahan-bahan kelodak dan bebanan sedimen (Lokman, 1992). Bahan kelodak dan bebanan sedimen tersebut telah terkumpul di perairan paya bakau (Lokman, 1992; Rajendran & Kathiresan, 1997) dan dalam masa yang sama ia boleh bertindak sebagai sistem merawat kumbahan di muara (Clough et al., 1983) dan akhirnya dibawa bersama air laut ketika berlaku air pasang. Pantai yang terlindung daripada arus ombak yang kuat serta aktiviti hakisan akan meningkatkan proses pengumpulan bahan endapan aluvium di kawasan bakau (Lokman, 1992). Akibatnya, bebanan sedimen yang biasanya termendak di dasar laut dibawa ke muara (hilir sungai) dan tengah sungai setelah diaruhkan oleh arus laut khususnya semasa pasang perbani (Murphy & Voulgaris, 2006). Pemendakan bebanan sedimen di dasar sungai menyebabkan kepekatan TSS signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 258, n = 260) jika dibandingkan dengan bahagian permukaan sungai sepanjang kajian di Sungai Pinang. 156
Semasa pasang anak pula, air laut tidak bercampur secara sekata dan menghasilkan bacaan TSS yang lebih rendah dan seragam (Murphy & Voulgaris, 2006) sama seperti yang didapati sepanjang kajian di Sungai Pinang. Selain itu, endapan yang terhasil daripada hakisan tanah juga merupakan antara faktor yang menyumbang peningkatan TSS di bahagian hulu hingga ke hilir sungai (JAS, 1997). Di samping itu juga, efluen dari kolam akuakultur turut menyumbang bahan sedimen ke bahagian hilir sungai kerana ia mengandungi lebihan bahan makanan udang yang tidak dimakan (Macintosh & Phillips, 1992). Di Sungai Pinang, penyaliran keluar bahan buangan akuakultur ke aliran sungai berlaku semasa air surut ketika pasang perbani seperti dilaporkan Macintosh dan Phillips (1992). Keadaan ini menyumbang kepekatan TSS yang secara signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 258, n = 260) ketika air sedang surut berbanding semasa air pasang. 6.1.8 Ammonium Berdasarkan analisis ANOVA satu hala, kepekatan ammonium di Sungai Pinang secara signifikan lebih tinggi (p < 0.01, df = 2, n = 442) di tengah sungai berbanding di hilir dan hulu sungai dengan purata 2.2 µm, 1.0 µm dan 0.4 µm masing-masing. Di bahagian tengah sungai khususnya, kepekatan ammonium didapati meningkat dan kepekatan paling rendah ditunjukkan di hulu diikuti di hilir sungai melalui aplikasi ANN (Rajah 5.55). Peningkatan kepekatan ammonium (Februari dan Mei 2008) di bahagian tengah dan hilir sungai berkemungkinan besar berpunca daripada sisa buangan domestik tanpa rawatan (Lokman, 1992; Karuppiah & Gupta, 1996; Bellos et al., 2004), bahan buangan akuakultur (Gong et al., 1999; Kautsky et al., 2001; 157
Khairun, 2004) dan larut lesap nutrien ammonium dalam tanah akibat penggunaan baja (Cisar et al., 2003) khususnya penanaman kelapa sawit (Dermott, 1979; Hishamudin et al., 1987). Sungai Pinang yang dicemari oleh bahan buangan akuakultur (stesen 5) merekodkan kepekatan ammonium paling tinggi iaitu 19.62 µm. Keputusan ini hampir sama dengan kajian oleh Gong et al., (1999) dan Khairun, (2004) di Sungai Bujang, Kedah yang mendapati kepekatan ammonium adalah 2.00 19.00 µm dan 0.40 30.00 µm masing-masing. Tahap pencemaran ammonium dalam bahan buangan akuakultur tanpa rawatan dikaji oleh Nur Munira (2008) sebelum ia disalirkan ke alur Sungai Pinang mencatatkan bacaan berjulat antara 4.62 16.05 µm. Ini menunjukkan bahawa kepekatan ammonium yang tinggi dari bahan buangan akuakultur memberi kesan pencemaran secara langsung terhadap Sungai Pinang. Makanan pelet yang tidak dimakan dan najis yang dihasilkan dari kolam akuakultur (Esam Ahmad, 1998; Kautsky et al., 2001) selain penggunaan pestisid untuk pertanian dan juga jumlah hujan yang diterima dalam tempoh tertentu (Cisar et al., 2003) menyumbang kepada peningkatan nutrien ammonium dalam sungai. Kajian Ong et al. (2000) di Sungai Merbok, Kedah mendapati kepekatan ammonium di bahagian tengah dan hilir sungai juga bergantung kepada jumlah populasi dan aktiviti antropogen di bahagian hulu sungai. Walau bagaimanapun dalam kajian ini, kewujudan perkampungan penduduk di kawasan berbukit dan kaki bukit (penempatan tidak terancang) serta kewujudan kawasan pertanian tidak menyebabkan permasalahan peningkatan nutrien ammonium di hulu sungai. Berdasarkan INWQSM dari JAS (2008), air tawar dari bahagian hulu Sungai Pinang 158
sesuai dijadikan sebagai sumber air minuman berdasarkan piawai kepekatan ammonium (< 7.14 µm). Hasil kajian yang diperolehi mendapati peningkatan kepekatan ammonium secara signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 258, n = 260) semasa air sungai sedang surut iaitu ketika bahan buangan akuakultur dilepaskan ke sungai. Pencairan air laut yang disebabkan pengaruh kekuatan arus air pasang menyebabkan nutrien ammonium rendah di stesen yang menerima bahan buangan akuakultur (Kitheka et al., 1996; Sanders et al., 1997) dan juga di persekitaran air laut (Knox, 1986; Ngoye & Machiwa 2004). Peningkatan ammonium kadangkala berlaku semasa Sungai Pinang mengalami musim kering (Februari dan Mei 2008) tetapi ia tidak signifikan (p > 0.05, df = 406, n = 408) berdasarkan analisis ujian-t yang dijalankan terhadap perbezaan musim hujan dan kering. Peningkatan kepekatan ammonium yang terjadi terutama semasa musim kering di Sungai Pinang telah melebihi piawaian MWQCSM dan MWQCA (5 µm) seperti yang ditetapkan oleh JAS (2010) dan AWGCME (2004) tetapi sekiranya dilihat secara keseluruhan ia berada di bawah nilai piawaian tersebut. 6.1.9 Nitrit Kepekatan nitrit jika dilihat secara puratanya adalah rendah sepanjang kajian ini dijalankan. Bagaimanapun, dari Rajah 5.40 5.44, menunjukkan ada peningkatan nitrit di beberapa stesen iaitu stesen 3, 5 dan 6 pada bulan-bulan tertentu (Februari, Mac, Mei dan Jun 2008). Julat keseluruhan kepekatan nitrit mengikut bahagian sungai adalah 0 1.23 ± 1.58 µm (hulu), 0 18.09 ± 3.76 µm (tengah) dan 0 159
19.60 ± 3.07 µm (hilir sungai). Bahagian tengah Sungai Pinang secara signifikannya lebih tinggi (p < 0.01, df = 2, n = 442) daripada di hulu sungai. Di hilir sungai menunjukkan ia tidak signifikan (p > 0.01, df = 2, n = 442) dengan bahagian tengah mahupun hulu sungai. Dari aplikasi ANN, kepekatan nitrit di bahagian tengah sungai meningkat dalam beberapa kajian yang dijalankan dan didapati paling rendah di hulu dan hilir sungai. Di tengah dan hilir sungai menerima pengaruh daripada pasang dan surut air laut tetapi tahap kualiti nitrit direkodkan telah melebihi garis panduan yang telah ditetapkan MWQCA iaitu 3.93 µm (AWGCME, 2004) terutama di stesen 3, 5 dan 6 semasa air surut ketika pasang perbani (Rajah 5.40 5.44). Walau bagaimanapun, pengaliran air tawar di bahagian hulu sungai tidak mengalami masalah pencemaran nitrit mengikut INWQSM (< 28.6 µm) (JAS, 2008) dan WHO (< 214.3 µm) (WHO, 2008) kerana kebanyakan data nitrit yang diperolehi lebih rendah daripada nilai kriteria tersebut. Peningkatan kepekatan nitrit di Sungai Pinang secara signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 258, n = 260) semasa air surut berbanding semasa air pasang. Berdasarkan kajian di Sungai Pinang, kewujudan kawasan pertanian seperti kelapa sawit juga boleh mempengaruhi kepekatan nitrit khususnya di bahagian tengah dan hilir sungai tersebut. Bahan buangan domestik dan efluen akuakultur yang tidak dirawat kemungkinan boleh meningkatkan kepekatan nitrit di perairan sungai (Trott & Alongi, 2000; Sanjay Kumar et al., 2006). 160
Kepekatan nitrit yang dikaji di Sungai Pinang tidak mendatangkan masalah besar kepada organisma akuatik di perairan sungai dan lautannya kerana kehadiran ikan sering diperhati dan mudah diperolehi oleh nelayan. Di persekitaran air laut secara amnya, julat kepekatan nitrit sangat rendah iaitu dalam lingkungan 0.50 5.00 µm (Aminot & Kérouel, 1995). 6.1.10 Nitrat Keseluruhannya, kepekatan nitrat di bahagian hulu, tengah dan hilir Sungai Pinang berada dalam julat 8.62 ± 0.63 µm 33.05 ± 1.06 µm, 0.34 ± 0.25 µm 44.68 ± 0.62 µm dan 0 ± 0.05 µm 30.63 ± 3.75 µm masing-masing (Rajah 5.45 5.49). Kepekatan nitrat secara signifikan lebih tinggi di hulu diikuti bahagian tengah dan hilir sungai (p < 0.01, df = 2, n = 442) juga ketika pasang anak (p < 0.05, df = 388, n = 390). Di Sungai Pinang, taburan nitrat yang tinggi ditunjukkan melalui aplikasi ANN tertumpu di hulu sungai (Rajah 5.55). Kawasan tadahan air di hulu sungai ini telah diterokai dengan penanaman pokok-pokok durian di lereng-lereng bukit sekitarnya. Selain daripada itu, perubahan kepekatan nitrat semakin menurun dari hulu hingga ke hilir mengikut kecerunan kawasan tadahan sungai (Castillo, 2009). Analisis tersebut selari dengan ujian korelasi antara kepekatan nitrat yang dilakukan terhadap suhu (r = -0.62), saliniti (r = -0.70) dan konduktiviti (r = -0.67). Rekod bacaan suhu, saliniti dan konduktiviti yang minimum dan rendah di hulu sungai memberikan kepekatan nitrat yang lebih tinggi daripada bahagian tengah dan hilir sungai seperti dalam kajian-kajian Jennerjahn et al. (2004) di Sungai Brantas, Indonesia dan Wan 161
Ruslan et al. (2009) di Sungai Relau, Pulau Pinang. Dalam kajian penyelidikpenyelidik tersebut mendapati aktiviti antropogen seperti pertanian yang mendominasi bahagian hulu sungai beraltitud lebih tinggi menghasilkan peningkatan nitrat di kawasan tersebut (Jennerjahn et al., 2004; Wan Ruslan et al., 2009). Aliran air Sungai Pinang dari hulu yang mengalir ke bahagian tengah dan hilir sungai bercampur dengan air laut dan penurunan nutrien tersebut dilihat lebih signifikan (p < 0.05, df = 258, n = 260) semasa kejadian air pasang (Rajah 5.45 5.49). Purata paras air laut yang tinggi (2.4 3.3 m) semasa air pasang menggalakkan kemasukan air laut ke dalam aliran sungai serta mewujudkan pencairan nitrat (Kitheka et al., 1996; Eyre & Balls, 1999). Di bahagian tengah dan hilir sungai, kepekatan nitrat direkodkan tinggi melebihi tahap piawai MWQCSM (JAS, 2010) dan MWQCA (4.29 µm) (AWGCME, 2004). Ini membuktikan bahawa peningkatan kepekatan nitrat sememangnya berpunca daripada kehadiran input dan bahan buangan yang tinggi di kawasan tadahan (stesen 1 dan 2) sehingga meninggalkan kesan pencemaran amat ketara terutama semasa sungai sedang surut. Namun, kepekatan nitrat di hulu sungai lebih rendah daripada piawaian INWQSM dan WHO untuk air minuman iaitu 500 µm (JAS, 2008) dan 3571.4 µm (WHO, 2008) masing-masing. Ini bermakna kepekatan nitrat di hulu Sungai Pinang masih lagi di bawah kawalan dan menepati piawaian yang ditetapkan oleh JAS mahupun WHO sebagai sumber air minuman. Lebihan bahan baja daripada aktiviti pertanian seperti dusun durian, sayur-sayuran dan buah-buahan lain (hulu sungai) dan penanaman pokok kelapa sawit berdekatan stesen 4 (tengah sungai) menyebabkan peningkatan kepekatan nitrat dalam air 162
sungai. Kemasukan bahan buangan domestik tanpa rawatan (Dermott, 1979) di samping aliran bahan baja yang larut lesap mengalir melalui air bawah tanah (Correll et al., 1992; Freedman, 1995; Page et al., 1995; Ngoye & Machiwa, 2004) akhirnya memasuki sistem sungai seterusnya meningkatkan kepekatan nitrat dalam air sungai. Lorite-Herrera et al. (2009) menerangkan kawasan tadahan air yang didominasi tanah pertanian menghasilkan kandungan nitrat sangat tinggi (1578 µm) dalam aliran air bawah tanah dan semakin berkurangan menuju ke bahagian tengah sungai (107 µm). Di Sungai Pinang, kepekatan nitrat secara signifikan lebih tinggi (p < 0.05, df = 406, n = 408) semasa musim hujan berbanding ketika musim kering. Kehadiran aliran air hujan membawa bersama-sama ion nitrat dan memudahkan ia untuk melarut lesap melalui zarah-zarah tanah dan memasuki aliran air sungai (Ismail & Mohammad, 1992). Secara amnya, kandungan nitrat di ekosistem muara tropika lebih rendah semasa musim kering dan sebaliknya meningkat apabila musim hujan (Kitheka et al., 1996; Eyre & Balls, 1999; Castillo, 2009; Minh Hanh et al., 2010). Di perairan laut (stesen 7), kepekatan nitrat direkodkan lebih rendah berbanding di sistem sungai sama ada semasa air pasang perbani mahupun pasang anak (Rajah 5.48 b dan 5.49 b). Keadaan ini berlaku disebabkan proses pencairan air sungai oleh kemasukan daripada air laut (Knox, 1986; Sanders et al., 1997; Ngoye & Machiwa 2004). Secara amnya, kehadiran nitrat di sesebuah sistem akuatik terutama di perairan laut boleh mencecah sehingga maksimum 50 µm dan bacaan minimum 5 µm (Aminot & Kérouel, 1995). Kajian di Sungai Pinang menunjukkan kepekatan nitrat maksimum 163
adalah 44.68 ± 0.62 µm dan nilai tersebut masih mampu mengekalkan kemandirian hidupan akuatik dalam sungai ini. 6.1.11 Orto-Fosfat Bahagian tengah sungai (4.2 µm) merekodkan bacaan kepekatan orto-fosfat secara signifikan lebih tinggi (p < 0.01, df = 2, n = 442) daripada hilir (2.1 µm) dan hulu (0.7 µm). Begitu juga dipaparkan dalam aplikasi ANN yang mana peningkatan ortofosfat berlaku di bahagian tengah sungai dan ia direkodkan rendah di hulu dan hilir sungai. Sumber utama menyumbang kepada faktor peningkatan orto-fosfat dalam air sungai adalah kehadiran sisa kumbahan antropogen (Dermott, 1979; Ong et al., 2000; Singh et al., 2009), hasil buangan detergen (Wan Maznah, 2002; Ntengwe, 2006), najis udang dan ikan dari kolam akuakultur (Larsson, 1984 rujuk Esam Ahmad, 1998) dan penggunaan lebihan baja daripada pertanian (Hishamudin et al., 1987; Bellos et al., 2004; Jennerjahn et al., 2004; Ntengwe, 2006; Zullyadini et al., 2009). Muara sungai yang menerima banyak buangan sampah-sarap menghasilkan kepekatan orto-fosfat lebih tinggi berbanding di perairan hulu sungai yang kelihatan bersih (Akamatsu et al., 2009). Brett et al. (2005) melaporkan, peningkatan nutrien orto-fosfat di sepanjang aliran sungai dari hulu ke hilir berkait rapat dengan peningkatan peratusan kawasan perbandaran (r 2 = 0.56). Menurut penilaian berdasarkan kajian Fonselius (1972), peningkatan orto-fosfat dalam air kumbahan manusia meningkat daripada 1.5 g/orang/hari kepada 4 g/orang/hari dalam masa 15 tahun. Baja pertanian yang digunakan untuk penanaman kelapa sawit mengandungi sebanyak 0.4 kg unsur 164
fosforus setahun (Hishamudin et al., 1987), tidak menunjukkan peningkatan ortofosfat yang mendadak dalam air sungai. Ion fosfat yang terkandung dalam baja tersebut dipegang kuat oleh zarah tanah dan ia tidak mudah mengikut aliran air berbanding ion nitrat (Ismail & Mohamad, 1992). Oleh itu, hanya sebahagian sahaja kepekatan orto-fosfat daripada baja pertanian melarut lesap hingga memasuki aliran air sungai seperti yang berlaku di Sungai Pinang. Berdasarkan kajian ini, kepekatan orto-fosfat meningkat secara signifikan (p < 0.05, df = 258, n = 260) semasa kejadian air surut berbanding air pasang disebabkan oleh aliran bahan buangan yang sering berlaku semasa air sungai surut seperti dalam kajian oleh Bellos et al. (2004) dan Ntengwe (2006). Kajian Jennerjahn et al. (2004) mendapati kepekatan orto-fosfat meningkat di persekitaran air payau (0.5 3.0 psu) dan ia semakin menurun menuju ke bahagian muara sungai kerana keadaan percampuran air ketika air pasang. Sistem Sungai Pinang memperlihatkan peningkatan ketara kepekatan orto-fosfat sewaktu pasang perbani (34.17 ± 0.43 µm) dan pasang anak (20.63 ± 0.19 µm) khususnya di stesen 5 dan tiada perbezaan signifikan (p > 0.05, df = 388, n = 390) yang ditunjukkan daripada analisis statistik yang dijalankan. Kepekatan orto-fosfat juga tidak berbeza dengan signifikan (p > 0.05, df = 406, n = 408) antara musim hujan dan musim kering. Walau bagaimanapun, ada kajian yang menyatakan peningkatan orto-fosfat terjadi semasa musim kering (Bellos et al., 2004) manakala, menurut Akpan (2004) ia meningkat semasa musim hujan. 165
Tiada kriteria nutrien orto-fosfat untuk air tawar (hulu sungai) disenaraikan dalam INWQSM (JAS, 2008). Walau bagaimanapun, had kepekatan orto-fosfat berdasarkan MWQCSM (JAS, 2010) dan MWQCA (AWGCME, 2004) untuk air laut adalah 1.4 µm. Wetzel (1983) melaporkan kepekatan orto-fosfat dalam air yang bersih berjulat di antara 0.31 dan 3.13 µm. Ini menunjukkan kepekatan orto-fosfat di Sungai Pinang khususnya di bahagian tengah dan hilir sungai telah melebihi paras yang telah ditetapkan oleh MWQCSM dan MWQCA dan juga ia tidak dikategorikan sebagai air bersih seperti yang digariskan oleh Wetzel (1983) dalam kajiannya. 6.2 Status Pencemaran Kualiti Air di Sungai Pinang Berdasarkan Lampiran M, kajian di hulu sungai mendapati parameter kualiti air seperti ph, oksigen terlarut, BOD 5, TSS, ammonium, nitrit dan nitrat menepati garis piawaian yang ditetapkan dalam INWQSM (kelas I dan IIA) dan WHO. Perairan di tengah sungai telah dicemari peningkatan kepekatan BOD 5 (kelas III dan IV, INWQSM), TSS (> 100 mg/l, MWQCSM), nitrat (> 4.29 µm, MWQCSM dan MWQCA) dan juga orto-fosfat (> 1.41µM, MWQCSM dan MWQCA). Pencemaran kualiti air yang berlaku di hilir sungai berpunca daripada peningkatan kepekatan BOD 5 (kelas III dan IV, INWQSM), TSS (> 100 mg/l, MWQCSM) serta orto-fosfat (> 1.41µM, MWQCSM dan MWQCA). 166
6.3 Kajian Nutrien (Ammonium, Nitrit, Nitrat dan Orto-fosfat) di Aliran Anak Sungai di Bukit Laksamana dan Bukit Tiger yang Membentuk Lembangan Sungai Pinang Berdasarkan kajian yang dijalankan, nutrien nitrat dan orto-fosfat dari aliran anak sungai di Bukit Laksamana menunjukkan kepekatan yang tinggi (maksimum nitrat: 73.06 ± 6.88 µm dan orto-fosfat: 23.38 µm) (Jadual 5.2) berbanding dengan aliran anak sungai di Bukit Tiger yang rendah tahap nutriennya. Aktiviti tananam durian dan penggunaan baja di kawasan lereng Bukit Laksamana adalah punca peningkatan kandungan nutrien tersebut. Oleh yang demikian, punca air di Bukit Laksamana yang membentuk lembangan Sungai Pinang adalah salah satu faktor yang menyebabkan kawasan hulu sungai ini tinggi dalam kandungan nutrien terutama nitrat sepanjang tempoh 13 bulan kajian (maksimum nitrat: 41.43 ± 1.77 µm) (Rajah 5.45). 167
BAB 7.0 - KESIMPULAN Aktiviti antropogen yang wujud di sepanjang Sungai Pinang dan faktor yang berkaitan menjejaskan kualiti air sungai tersebut. Hasil dari kajian menunjukkan bahawa: 1. Kawasan hulu sungai dicemari dengan peningkatan nitrat disebabkan penanaman durian di lereng bukit. 2. Pembangunan kawasan domestik, akuakultur dan penanaman kelapa sawit yang bertumpu di tengah sungai juga mengakibatkan peningkatan BOD 5, TSS dan orto-fosfat dalam air sungai. 3. Impak daripada bahan buangan tanpa rawatan yang disalur ke dalam sungai sewaktu sungai surut meningkatkan kepekatan nitrat, orto-fosfat, BOD 5 dan TSS berbanding ketika air pasang. 4. Perubahan musim juga mampu mempengaruhi kepekatan dan kandungan sesuatu parameter kualiti air sungai seperti peningkatan nitrat semasa musim hujan manakala, peningkatan TSS dan BOD 5 sewaktu musim kering. Secara amnya, kawasan hulu sungai yang merupakan kawasan tadahan sumber air tawar seharusnya tidak mempunyai sebarang gangguan dari aktiviti antropogen. Ini adalah untuk menjamin sumber air yang dibekalkan kepada penduduk adalah bersih dan selamat digunakan. 168
RUJUKAN Ahyaudin, A. (2000). Status Perikanan dan Sumber Alam Akuatik di Malaysia. Siri Syarahan Pelantikan Profesor 1998 Bil. 1. 22 Julai 2000. Penerbit Universiti Sains Malaysia, Pulau Pinang, Malaysia. Akamatsu, Y., Ikeda, S. and Toda, Y. (2009). Transport of Nutrients and Organic Matter in a Mangrove Swamp. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 82, 233-242. Akpan, A.W. (2004). The Water Quality of Some Tropical Freshwater Bodies in Uyo (Nigeria) Receiving Municipal Effluents, Slaughter-House Washings and Agricultural Land Drainage. The Environmentalist, 24, 49-55. Aminot, A. and Kérouel, R. (1995). Reference Material for Nutrients in Seawater: Stability of Nitrate, Nitrite, Ammonia and Phosphate in Autoclaved Samples. Marine Chemistry, 49 (2-3), 221-232. Anderson, B.A. (2001). Russia Faces Depopulation? Dynamics of Population Decline. Population and Environment, 23 (5), 437-464. APHA (American Public Health Association) (1998). Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water. American Public Health Association. Washington, D.C. p. 1162. Arheimer, B. and Linden, R. (2000). Nitrogen and Phosphorous Concentrations From Agricultural Catchments Influence of Spatial and Temporal Variables. Journal of Hydrology, 227, 140-159. 169
AWGCME (ASEAN Working Group on Coastal And Marine Environment), (2004). Regional Partnership Scheme Capacity Building for Implementation of The Asean Marine Water Quality Criteria. (In Marine Water Quality Training Workshop. Kuala Lumpur, 22 March 2 April 2004: Australian Managing Contractor Australian Marine Science and Technology Limited). Bellos, D., Sawidis, T. and Tsekos, I. (2004). Nutrient Chemistry of River Pinios (Thessalia, Greece). Environment International, 30 (1), 105-115. Bramly, R.G.V. and Roth, C.H. (2002). Land Use Impact on Water Quality in an Intensively Managed Catchment in the Australian Humid Tropics. Marine Freshwater Research, 53 (5), 931-940. Brett, T., Arhonditsis, B.G., Mueller, E.S., Hartley, M. D. and Frodge, J. (2005). Non-Point-Source Impacts on Stream Nutrient Concentrations Along a Forest to Urban Gradient. Environmental Management, 35 (3), 330-342. Bu-Olayan, A.H. and Thomas, B.V. (2008). Trace Metals Toxicity and Bioaccumulation in Mudskipper Periophthalmus Waltoni Koumans 1941 (Gobiidae: Perciformes). Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 8, 215-218. Burnett, L.E. (1997). The Challenges of Living in Hypoxic and Hypercapnic Aquatic Environments. American Zoologist, 37, 633 640. Carrillo, L., Palacios-Hernández, E., Yescas, M. and Ramírez-Manguilar, A.M. (2009). Spatial and Seasonal Patterns of Salinity in a Large and Shallow Tropical Estuary of the Western Caribbean. Estuaries and Coasts, 32 (5), 906-916. 170
Castillo, M.M., Allan, J.D. and Brunzell, S. (2000). Nutrient Concentratios and Discharges in a Midwestern Agricultural Catchment. Journal of Environmental Quality, 29, 1142-1151. Castillo, M.M. (2009). Land Use and Topography as Predictors of Nutrient Levels in a Tropical Catchment. Lymnologica, doi: 10.1016/j.limno.2009.09.003. Chan, W.S., Recknagel, F., Cao, H. and Park, H.D. (2007). Elucidation and Short- Term Forecasting of Microcystin Concentrations in Lake Suwa (Japan) by Means of Artificial Neural Networks and Evolutionary Algorithms. Water Research, 41, 2247-2255. Cisar, J.L., Erickson, J.E., Snyder, G.H., Haydu, J.J. and Volin, J.C. (2003). Documenting Nitrogen Leaching and Runoff Losses from Urban Landscapes. In Acs Symposium Series 872 Environmental Impact of Fertilizer on Soil and Water. Hall, W.L. and Robarge, W.P. (Eds.). American Chemical Society, Washington, D.C. p. 161-177. Clark, M.W. (1998). Management Implications of Metal Transfer Pathways From a Refuse Tip to Mangrove Sediments. The Science of The Total Environment 222, 17-34. Clinton, H.I., Ujagwung, G.U. and Horsfall, M. (2009). Evaluation of Total Hydrocarbon Levels in Some Aquatic Media in an Oil Polluted Mangrove Wetland in the Niger Delta. Applied Ecology and Environmental Research, 7 (2), 111-120. 171
Clough, B.F., Boto, K.G. and Attiwill, P.M. (1983). Mangroves and Sewage: A Re- Evaluation. In Tasks For Vegetation Science, Vol. 8: Biology and Ecology of Mangroves. Teas, H.J. (Ed.). Dr W. Junk, The Hague, Netherlands. p. 151-161. Correl, D.T., Jordan, T.E. and Weller, D.E. (1992). Nutrient Flux in a Landscape: Effects of Coastal Land Use and Terrestrial Community Mosaic on Nutrient Transport to Coastal Waters. Estuaries, 15, 431-442. Costanzo, S.D., O'donohue, M.J. and Dennison, W.C. (2003). Assessing the Seasonal Influence of Sewage and Agricultural Nutrient Inputs in a Subtropical River Estuary. Estuaries, 26(4A), 857-865. Das, J., Das, S.N. and Sahoo, R.K. (1997). Semidiurnal Variation of Some Physico- Chemical Parameters in the Mahanadi Estuary, East Coast of India. Indian Journal Marine Science, 26, 323-326. Dauer, D.M., Ananda Ranasinghe, J., and Weisberg, S.B. (2000). Relationships Between Benthic Community Condition, Water Quality, Sediment Quality, Nutrient Loads and Land Use Patterns in Chesapeake Bay. Estuaries, 23 (1), 80-96. Dictionary of Biology Oxford (2000). Oxford University Press Inc., New York. Dudgeon D. (2008) Tropical Stream Ecology. Academic Press. China. Defur, P.L. and Rader, D.N. (1995). Aquaculture In Estuaries: Feast or Famine. Estuaries, 18, 2-9. 172
Dermott, W. (1979). The Broad Overview. In Chemistry and Agriculture: Special Publication No.36. Bristol (Ed.). Chemical Society, Burlington House, London. p. 1-17. Esam Ahmad, T.A.R. (1998). Impact of Aquaculture Activities on the Coastal Environment of Pulau Pinang. M.Sc. Thesis. Universiti Sains Malaysia. Eyre, B. and Balls, P. (1999). A Comparative Study of Nutrient Behavior Along The Salinity Gradient of Tropical and Temperate Estuaries. Estuaries and Coasts, 22 (2), 313-326. Fisher, D.S., Steiner, J.L., Endale D.M., Stuedemann, J.A., Schomberg, H.H., Franzluebbers, A.J. and Wilkinson, S.R. (2000). The Relationship of Land Use Practices to Surface Water Quality in the Upper Oconee Watershed of Georgia. Forest Ecological Management, 128, 39-48. Fonselius, S.H. (1972). On Eutrophication and Pollution in the Baltic Sea. In Marine Pollution and Sea Life. Ruivo, M. (Ed.). Fishing News Ltd., England. p. 23-28. Freedman, B. (1995). Environmental Ecology: The Ecological Effect of Pollution, Disturbance and Other Stresses. 2 nd Edition. Academic Press, New York. p. 73-197. Gao, L., Li, D.J. and Ding, P.X. (2008). Variation of Nutrients in Response to the Highly Dynamic Suspended Particulate Matter in the Changjiang (Yangtze River) Plume. Continental Shelf Research, 28 (17), 2393-2403. 173
Gardolinski, P.C.F.C., Hanrahan, G., Achterberg, E.P., Gledhill, M., Tappin, W., House, A. and Worsfold, P.J. (2001). Comparison of Sample Storage Protocols for the Determination of Nutrients in Natural Waters. Water Research, 35, 3670-3678. Girija, T.R., Mahanta, C. and Chandramouli, V. (2007). Water Quality Assessment of an Untreated Effluent Impacted Urban Stream: The Bharalu Tributary of the Brahmaputra River, India. Environmental Monitoring and Assessment, 130 (1-3), 221-236. Goldberg, E.D. (1976). The Health of the Oceans. UNESCO, Paris. p. 172. Gomann, H., Kreins, P., Kunkel, R., and Wendland, F. (2004). Model Based Impact Analysis of Policy Options Aiming at Reducing Diffuse Pollutiony Agriculture: A Case Study for the River Ems and a Sub-catchment of the Rhine, Environmental Modeling Software, 20 (2), 261 271. Gong, W.K., Ong, J.E., Foong, S.Y., Khairun, Y. and Nor Haida, H. (1999). Carbon, Nitrogen and Phosphorus Fluxes of a Mangrove Estuary Using a Stoichiometrically Linked Water-Salted-Nutrient Budgets Approach. In Marine Environment: The Past, Present and Future. Chen, A.C.T. (Ed.). Kaohsiung, Taiwan: Fuwen Press. p. 285-302. Goolsby, D.A., Battaglin, W.A., Aulenbach, B.T. and Hooper, R.P. (2000). Nitrogen Flux and Sources in the Mississippi River Basin. Science of the Total Environment, 248, 75-86. 174
Griffin, M.F. and Thomas, B. (1979). The Safe Use of Chemical in Agriculture. In Chemistry and Agriculture. Special Publication No.36. Bristol (Ed.). Chemical Society, Burlington House, London. p. 237-250. He, Z.L., Zhang, M.K., Stoffella, P.J., Yang, X.E., and Banks, D.J. (2006). Phosphorus Concentrations and Loads in Runoff Water under Crop Production. Soil Science Society of America Journal, 70, 1807-1816. Hishamudin, M.J., Abdul Halim, H., Abdul Sahar, S. dan Ahmad Shafizi, M. (1987). Perusahaan Kelapa Sawit Di Malaysia: Satu Panduan. Penerbit Adabi Sdn. Bhd. Kuala Lumpur, Malaysia. p. 58-61. Hossain, S., Eyre, B. and McConchie, D. (2001). Suspended Sediment Transport Dynamics in the Sub-Tropical Micro-Tidal Richmond River Estuary, Australia. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 52 (5), 529-541. Huang, D., Su, J. and Backhaus, J. O. (1999). Modelling the Seasonal Thermal Stratification and Baroclinic Circulation in the Bohai Sea. Continental Shelf Research, 19, 1485-1505. Ismail, A. dan Mohamad, A.B. (1992). Ekologi Air Tawar. Dewan Bahasa dan Pustaka. Kuala Lumpur, Malaysia. p. 229-234. JAS (Jabatan Alam Sekitar) (1997). Laporan Kualiti Alam Sekeliling 1997. Kementerian Sains, Teknologi dan Alam Sekitar, Kuala Lumpur, Malaysia. JAS (Jabatan Alam Sekitar) (2007). Malaysia Environmental Quality Report 2007. Publication Section Strategic Communications Division Department of Environment (Ed.), Malaysia. 175
JAS (Jabatan Alam Sekitar) (2008). Interim National Water Quality Standard for Malaysia (INWQSM). Date Viewed: 4 December 2009. Available at: http://www.did.sarawak.gov.my/wqis/sgsarawak/inwqsm-standards.htm JAS (Jabatan Alam Sekitar) (2010). Marine Water Quality Criteria and Standards for Malaysia (MWQCSM). Date Viewed: 20 October 2010. Available at: http://www.doe.gov.my/old/?q=ms/content/marine-water-quality-criteria-andstandards-malaysia Jabatan Perancang Bandar dan Desa Pulau Pinang (2008). Data Kegunaan Tanah Daerah Barat Daya di Pulau Pinang (sehingga Mac 2008). Jabatan Perangkaan (2009). Unjuran penduduk mengikut kawasan Parlimen dan Dewan Undangan Negeri (DUN) tahun 2006 2009. Johnson, M.P., Hartnett, M., Collier, M.L. and Costello, M.J. (2002). Identifying Hot Spots of Biological and Anthropogenic Activity in Two Irish Estuaries Using Means and Frequencies. Hydrobiologia, 475-476 (1), 111-123. Jones, A.B., O'donohue, M.J., Udy, J. and W.C. Dennison. (2001). Assessing Ecological Impacts of Shrimp and Sewage Effluent: Biological Indicators with Standard Water Quality Analyses. Estuarine, Coastal and Shelf Science 52, 91-109. Jennerjahn, T.C., Ittekkot, V., Klöpper, S., Adi, S., Purwo Nugroho, S., Sudiana, N., Yusmal, A., Prihartanto and Gaye-Haake, B. (2004). Biogeochemistry of A Tropical River Affected by Human Activities in Its Catchment: Brantas River Estuary and Coastal Waters of Madura Strait, Java, Indonesia. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 60 (3), 503-514. 176
Jothy, A.A. (1976). A Report on Marine Pollution Problems in Malaysia. In United Nations Environment Programme International Workshop - Marine Pollution in East Asian Waters. 7 13 April 1976. Penerbit Universiti Sains Malaysia, Penang, Malaysia. p. 270-278. Kalteh, A., Hjorth, M.P. and Berndtsson, R. (2008). Review of the Self-Organizing Map (SOM) Approach in Water Resources: Analisis, Modeling and Application. Environmental Modelling & Software, 23, 835-845. Karuppiah, M. and Gupta, G. (1996). Impact of Point and Nonpoint Source Pollution on Pore Waters of Two Chesapeake Bay Tributaries. Ecotoxicology and Environmental Safety, 35, 81-85. Kautsky, N., Folke, C., Ronnback, P., Troell, M., Beveridge, M. and Primavera, J.H. (2001). Aquaculture. Encyclopedia of Biodiversity. 1, 185-198. Kemp, M.J. and Dodds W.K. (2002). The Influence of Ammonium, Nitrate, and Dissolved Oxygen Concentration on Uptake, Nitrification Rates Associated With Prairie Stream Substrata. Limnology Oceanography, 47 (5), 1380-1393. Kitheka, J.U., Ohowa, B.O., Mwashote, B.M., Shimbira, W.S., Mwaluma, J.M. and Kazungu, J.M. (1996). Water Circulation Dynamics, Water Column Nutrients and Plankton Productivity in a Well-Flushed Tropical Bay in Kenya. Journal of Sea Research, 35, 257-268. Khairun, Y. (2004). Autotrofi dan Heterotrofi Komuniti Plankton di Muara Paya Bakau Tropika. Ph.D. Thesis. Universiti Sains Malaysia. 177
Knox, G.A. (1986). Estuarine Ecosystems: A System Approach. CRC Press, Boca Raton, Florida. p. 132-179. Kotti, M.E., Vlessidis, A.G., Thanasoulias, N.C. and Evmiridis, N.P., (2005). Assessment of River Water Quality in Northwestern Greece. Water Resource Management, 19 (1), 77 94. Kronvang, B., Jeppesen, E., Conley, D.J., Sondergaard, M., Larsen, S.E., Ovesen, N.B. and Cartesen, J. (2005). Nutrient Pressures and Ecological Responses to Nutrient Loading Reduction in Danish Stream, Lakes Cand Oastal Waters. Journal of Hydrology, 304, 274-288. Kruger, G.C.T., De Carvalho, C.E.V., Suzuki, M.S. (2006). Dissolved Nutrient, Chlorophyll-a and DOC Dynamic Under Dinstinct Riverine Dischargers and Tidal Cycles Regimes at the Paraiba do Sul River Estuary, R.J., Brazil. Journal of Coastal Research, Issue 39, p.724-730. Lai, F.S. (1983). Biochemical Oxygen Demand Concentration of Two River Basins in Selangor. Pertanika, 6 (3), 32-43. Lehrter, J.C. (2006). Effects of Land Use and Land Cover, Stream Discharge and Interannual Climate on the Magnitude and Timing of Nitrogen, Phosphorus, and Organic Carbon Concentrations in Three Coastal Plain Waterheds. Water Environment Research, 78, 2356-2368. Levinton, J.S. (1994). Ekologi Samudera. Dewan Bahasa dan Pustaka. Kuala Lumpur, Malaysia. 178
Li, S., Gu, S., Liu, W., Han, H. and Zhang, Q. (2008). Water Quality in Relation to Land Use and Land Cover in the Upper Han River Basin, China. CATENA, 75, 216-222. Lin, Y.-P., Hong, N.-M., Wu, P.-J., Wu, C.-F. and Verburg, P. H. (2007). Impacts of Land Use Change Scenarios on Hydrology and Land Use Patterns in the Wu- Tu Watershed. In Northern Taiwan. Landscape and Urban Planning, 80(1-2), 111-126. Lindenschmidt, K.E., Pech, I. and Baborowski, M. (2009). Environmental Risk of Dissolved Oxygen Depletion of Diverted Flood Waters in River Polder Systems - A Quasi-2d Flood Modelling Approach. Science of the Total Environment, 407, 1598-1612. Lindenschmidt, K.E., Suhr, M., Magumba, M.K., Hecky, R.E. and Bugeny, F.W.B. (1998). Loading of Solute and Suspended Solids From Rural Catchment Areas Flowing Into Lake Victoria in Uganda. Water Research, 32, 2776-2786. Lokman, S. (1992). Akuakultur Pinggir Laut. Dewan Bahasa dan Pustaka. Kuala Lumpur, Malaysia. p. 34-133. Lorite-Herrera, M., Hiscock, K. and Jiménez-Espinosa, R. (2009). Distribution of Dissolved Inorganic and Organic Nitrogen in River Water and Groundwater in an Agriculturally-Dominated Catchment, South-East Spain. Water, Air and Soil Pollution, 198 (1-4), 335-346. Macintosh, D.J. and Phillips, M. (1992). Environmental Issues in Shrimp Farming. Infofish International, 6, 38-42. 179
McHugh, J.L. (1967). Estuarine nekton, in Estuaries. Lauff, G.H. (Ed.). AAAS, Washington. p. 581-620. Mendiguchía, C., Moreno, C. And García-Vargas, M. (2007). Evaluation of Natural and Anthropogenic Influences on the Guadalquivir River (Spain) by Dissolved Heavy Metal and Nutrients. Chemosphere, 69, 1509-1517. Merseburger, G.C., Marti, E. and Sabater, F. (2005). Net Changes in Nutrient Concentrations Below a Point Source Input in Two Stream Draining Catchments with Contrasting Land Uses. Science of the Total Environment 347, 217-229. Minh Hanh, P.T., Sthiannopkao, S., Kim, K.W., Ba, D.T. and Hung, N.Q. (2010). Anthropogenic Influence on Surface Water Quality of the Nhue and Day Sub- River Systems in Vietnam. Environmental Geochemistry and Health, 32 (3), 227-236. Mirzoyan, N., Parnes, S., Singer, A., Tal, Y., Sowers, K. and Gross, A. (2008). Quality of Brackish Aquaculture Sludge and Its Suitability for Anaerobic Digestion and Methane Production in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Reactor. Aquaculture, 279 (1-4), 35-41. Monismith, S. G., Kimmerer, W., Burau, J. R. and Stacey, M. T. (2002). Structure and Flow -Induced Variability of the Subtidal Salinity Field in Northern San Francisco Bay. Journal of Physical Oceanography, 32, 3003-3019. Morgan II, R. P., Kline, K. M. and Cushman S. F. (2007). Relationships Among Nutrients, Chloride and Biological Indices in Urban Maryland Streams. Urban Ecosystems, 10 (2), 153166. 180
Moss, B. (2008). Water Pollution by Agriculture. Philosopgical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences, 363, 659-666. Murphy, S. and Voulgaris, G. (2006). Identifying the Role of Tides, Rainfall and Seasonality in Marsh Sedimentation Using Long-Term Suspended Sediment Concentration Data. Marine Geology, 227 (1-2), 31-50. Nelson, W., Sasekumar, A. and Ibrahim, Z. (1994). Neap-Spring Tidal Effects on Dissolved Oxygen in Two Malaysian Estuaries. Hydrobiologia, 285 (1-3), 7-17. Ngoye, E. and Machiwa, J.F. (2004). The Influence of Land-Use Patterns in the Ruvu River Watershed on Water Quality in the River System. Physics and Chemistry of The Earth, Parts A/B/C, 29 (15-18), 1161-1166. Ntengwe, F. W. (2006). Pollutant Loads and Water Quality in Streams of Heavily Populated and Industrialised Towns. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 31, 832-839. Nur Munira, A. (2008). Kajian Mengenai Kolam Udang di Sungai Pinang, Balik Pulau. B.Sc. Thesis. Universiti Sains Malaysia. Nurul Ruhayu, M.R. (2007) Kesan Aktiviti Antropogen Terhadap Muara Paya Bakau. B.Sc. Thesis. Universiti Sains Malaysia. O'Callaghan, J., Pattiaratchi, C. and Hamilton, D. (2007). The Response of Circulation and Salinity in a Micro-Tidal Estuary to Sub-Tidal Oscillations in Coastal Sea Surface Elevation. Continental Shelf Research, 27(14), 1947-1965. 181
Ong, J.E. (1982). Mangroves and Aquaculture. AMBIO, 2 (5), 252-257. Ong, J.E., Gong. W.K., Khairun, Y., and Foong. S.Y. (2000). Dissolved Nitrogen and Phosphorus in the Tributaries of the Sungai Merbok Mangrove Estuary. In Aciar Malaysian Prawn and Mangrove Project (CSIRO-FRI-USM) Assessment Workshop. 8-9 May 2000. Penang, Malaysia: Universiti Sains Malaysia. Page, H.M., Petty, R.L. and Meade, D.E. (1995). Influence of Watershed Runoff on Nutrient Dynamics in a Southern California Salt Marsh. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 41, 163-180. Peters, N.E., and Meybeck, M. (2000). Water Quality Degradation Effects on Freshwater Availability: Impacts of Human Activities. Water International, 25 (2), 185-193. PHN (Pusat Hidrografi Nasional, Tentera Laut Di-Raja Malaysia) (2007). Jadual Pasang Surut Malaysia 2007, Jilid 1. PHN (Pusat Hidrografi Nasional, Tentera Laut Di-Raja Malaysia) (2008). Jadual Pasang Surut Malaysia 2008, Jilid 1. Pidwirny, M. (2006). "The Nitrogen Cycle". Fundamentals of Physical Geography, 2nd Edition. Date Viewed: 16 July 2010. Available at: `http://www.physicalgeography.net/fundamentals/9s.html Piscart, C., Genoel, R., Doledec, S., Chauvet, E. and Marmonier, P. (2009). Effects of Intense Agricultural Practices on Heterotrophic Processes in Streams. Environmental Pollution, 157 (3), 1011-1018. 182
PPDM (Pejabat Pertanian Daerah Manjung). (2010). Tanaman Durian. Tarikh Lihat: 30 September 2010. Di: http://pertanianmjg.perak.gov.my/bahasa/panduan_durian.htm Primavera, J.H. (1989). Social, Ecological and Economic Implication of Intensive Prawn Farming. Southest Asian Fisheries Development Center (SEAFDEC) Asian Aquaculture, 11 (1), 1-6. Pritchard, D.W. (1967). Observations of circulation in coastal plain estuaries. In Lauff, G.H. (Ed.). Estuaries, American Association of Advanced Science. 83, 37-44. Qualls, R.G. (2000). Comparison of the Behavior of Soluble Organic and Inorganic Nutrients in Forest Soils. Forest Ecology and Management, 138 (1-3), 29-50. Rajendran, N. and Kathiresan, K. (1997). Effect of Effluent from a Shrimp Pond on Shoot Biomass of Mangrove Seedlings. Aquaculture Research. 27, 745 747. Recknagel, F., Talib, A. and Molen, D.V.R. (2006). Phytoplankton Community Dynamics of Two Adjacent Ducth Lakes in Response to Seasons and Eutrophication Control Unravelled by Non-Supervised Artificial Neural Networks. Ecological Informatics, 1, 277-285. Richards, C. and Host, G. (1994). Examining Land-Use Influences on Stream Habitats and Macroinvertebrates: A GIS Approach. Water Resources Bulletin, 30, 729-738. SAM (Sahabat Alam Malaysia) (2004). Malaysia Environment in Crisis. Jabatan Kerajaan Malaysia Negeri Pulau Pinang, Malaysia. 183
Sanders, R.J., Jickells, T., Malcolm, S., Brown, J., Kirkwood, D., Reeve, A., Taylor, J., Horrobin, T. and Ashcroft, C. (1997). Nutrient Fluxes Through the Humber Estuary. Journal of Sea Research, 37 (1-2), 3-23. Sanderson, P.G. and Taylor, D.M. (2003). Short-Term Water Quality Variability in Two Tropical Estuaries, Central Sumatra. Estuaries, 26 (1), 156-165. Sanjay Kumar, S., Unmesh Chandra, P., Binod Bihari, N. and Dinabandhu, B. (2006). Multivariate Statistical Techniques for the Evaluation of Spatial and Temporal Variations in Water Quality of the Mahanadi River-Estuarine System (India) A Case Study. Environment Geochemistry and Health, 28, 317-330. Sasekumar, A. (2000). The Ecological and Social Impact of Pond Aquaculture. Department of Zoology, Universiti Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia. 44, 84 94. Schaffelke, B., Mellors, J. and Duke, N. (2005). Water Quality in the Great Barrier Reef Region: Responses of Mangrove, Seagrass, Microalgal Communities. Marine Pollution Bulletin, 51 (1-4), 279-296. Shanmugam, P., Neelamani S., Ahn, Y.H., Philip, L. and Hong, G.H. (2007). Assessment of the Levels of Coastal Marine Pollution of Chennai City, Southern India. Water Resources Management, 21 (7), 1187-1206. 184
Sidik, M.J., Md. Rashed-Un-Nabi and Hoque, M.A. (2008). Distribution of Phytoplankton Community in Relation to Environmental Parameters in Cage Culture Area of Sepanggar Bay, Sabah, Malaysia. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 80, 251-260. Singh, S., Aalbersberg, L.G.W. and Morrison J.R. (2009). Nutrient Pollution in Laucala Bay, Fiji Islands. Water, Air and Soil Pollution, 204 (1-4), 363-372. Strickland, J.D.H. and Parsons, T.R. (1972). A Practical Handbook of Seawater Analysis. 2 nd Edition. (Ottawa: Fisheries Research Board of Canada). Taufik, A. (2000). The Use of Mangrove Stands for Shrimp Ponds Waste-Water Treatment. In Japan International Research Center for Agricultural Sciences (JIRCAS) International Workshop - Brackish Water Mangrove Ecosystems: Productivity and Sustainable Utilization. 29 February 1 March 2000. Tsubuka International Congress Center, Japan, p. 147-153. Todd, D.K. (1989). Hidrologi Air Tanah. Dewan Bahasa dan Pustaka. Kuala Lumpur, Malaysia. p. 347-382. Trott, L.A and Alongi, D.M. (2000). The Impact of Shrimp Pond Effluent on Water Quality and Phytoplankton Biomass in a Tropical Mangrove Estuary. Marine Pollution Bulletin, 40 (11), 947-951. Uzoukwu, B.A., Ngoka, C. and Nneji, N. (2004). Monitoring of Seasonal Variation in the Water Quality of Ubu River in Ekwusigo and Nnewi Local Government Areas of Anambra State, Nigeria. Environmental Assessment, 33 (6), 886-898. 185
Vesanto, J., Himberg, J., Alhoniemi, E. and Parhankangas, J. (2000). SOM Toolbox for Matlab 5. (Finland: Helsinki University of Technology). Wan Maznah, W.O. (2002). Penggunaan Alga Perifiton di Dalam Penilaian Status Kualiti Air di Lembangan Sungai Pinang. Ph.D. Thesis. Universiti Sains Malaysia. Wan Ruslan I., Mukhlisah M.G. dan Zulliyadini A.R. (2009). Kesan Aktiviti Manusia ke Atas Kualiti Air Sungai Relau, Pulau Pinang Semasa Musim Kering. Dalam Persekitaran Fizikal Malaysia: Isu dan Cabaran Semasa. Nasir N. et al, (Eds.) p. 159-175. Wetzel, R. (1983). Limnology. CBS College Publishing, USA. Wetzel, R.G. (2001). Limnology: Lake and River Ecosystem, 3 rd Ed. Academic Press, USA, p. 1006. WHO (World Health Organization) (2008). Guidelines for Drinking-Water Quality. 3 rd Edition. Incorporating the First and Second Addenda, 1. Recommendations. (Geneva: WHO). Wosten, J.H.M., De Willigen, P., Tri, N.H., Lien, T.V. and Smith, S.V. (2003). Nutrient Dynamics in Mangrove Areas of the Red River Estuary in Vietnam. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 57 (1-2), p. 65-72. Xu, H., Lin, J. and Wang, D. (2008). Numerical Study on Salinity Stratification in the Pamlico River Estuary. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 80 (1), 74-84. 186
Yan, W., Zhans, S., Chen, X. and Tang, Y. (2005). Nitrogen Export by Runoff from Agricultural Plots in Two Basins in China. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 71, 121-129. Yin, K., Lin, Z. and Ke, Z. (2004). Temporal and Spatial Distribution of Dissolved Oxygen in the Pearl River Estuary and Adjacent Coastal Waters. Continental Shelf Research, 24 (16), 1935-1948. Zulliyadini, A.R., Wan Ruslan, I. dan Mukhlisah, M.G. (2009). Eksperimen Keseragaman Hujan Simulasi: Satu Kajian Awalan. Dalam Persekitaran Fizikal Malaysia: Isu dan Cabaran Semasa. Nasir N. et al, (Eds.) p. 191-198. 187
LAMPIRAN Lampiran A Data kegunaan tanah Daerah Barat Daya di Pulau Pinang (sehinggamac 2008) Jenis Kegunaan Tanah Luas (Ha) Peratus (%) Pertanian 10,697.43 61.67 Rizab Hutan 4,267.48 24.60 Rizab Jalan 1,442.45 8.32 Tanah Kosong 441.25 2.54 Perumahan dan Rekreasi 225.54 1.32 Perusahaan 146.56 0.84 Perkuburan 51.39 0.30 Rizab Persekutuan 31.09 0.18 Perniagaan dan Bandar 30.35 0.17 Sekolah Kerajaan 9.26 0.05 Tempat Ibadat dan Kebajikan 2.44 0.01 Jumlah 17,345.24 100 Sumber: Jabatan Perancang Bandar dan Desa Pulau Pinang (2008) 188
Lampiran B Tarikh aktiviti persampelan dari bulan Oktober 2007 Oktober 2008 Tarikh Aktiviti Persampelan Jenis Pasang Surut 4-Oct-07 Pasang Anak 27-Oct-07 Pasang Perbani 1- Pasang Anak 25- Pasang Perbani 1-Dec-07 Pasang Anak 24-Dec-07 Pasang Perbani 3- Pasang Anak 21- Pasang Perbani 13- Pasang Perbani 28- Pasang Anak 11 Mac 08 Pasang Perbani 17- Pasang Anak 7- Pasang Perbani 14- Pasang Anak 5-May-08 Pasang Perbani 13-May-08 Pasang Anak 12- Pasang Anak 17- Pasang Perbani 12- Pasang Anak 19- Pasang Perbani 9-Aug-08 Pasang Anak 16-Aug-08 Pasang Perbani 3- Pasang Perbani 9- Pasang Anak 8-Oct-08 Pasang Anak 18-Oct-08 Pasang Perbani 189
Lampiran C Kepekatan piawai bagi analisis ammonium Kepekatan piawai ammonium (um) 6 5 4 3 2 1 0 y = 5.0046x R² = 0.9993 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Absorban (OD) Lampiran D Kepekatan piawai bagi analisis nitrit dan nitrat Kepekatan nitrat (um) 14 12 10 8 6 4 2 0 y = 19.934x R² = 0.9992 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Absorban (OD) Lampiran E Kepekatan piawai bagi analisis orto-fosfat Kepekatan piawai orto-fosfat (um) 25 20 15 10 5 0 y = 47.169x R² = 0.9996 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Absorban (um) 190
Lampiran F ANOVA satu hala antara parameter fizikal dan kimia serta nutrien dengan bahagian sungai (hulu, tengah dan hilir sungai) pada aras = 0.01 Sum of Squares df Mean Square F Sig. Suhu Between Groups 1074.776 2 537.388 172.708.000 Within Groups 1365.967 439 3.112 Total 2440.744 441 ph Between Groups 54.407 2 27.203 39.491.000 Within Groups 302.409 439.689 Total 356.816 441 DO Between Groups 66.528 2 33.264 14.796.000 Within Groups 986.961 439 2.248 Total 1053.489 441 BOD Between Groups 326.880 2 163.440 19.907.000 Within Groups 3604.346 439 8.210 Total 3931.227 441 Saliniti Between Groups 31607.722 2 15803.861 211.906.000 Within Groups 32740.513 439 74.580 Total 64348.235 441 Konduktiviti Between Groups 6150398744 30751993724.4 2 8.982 91 155.830.000 Within Groups 8663390884 4.796 439 197343755.911 Total 1481378962 93.779 441 TSS Between Groups 2327022.58 9 2 1163511.295 28.879.000 Within Groups 17686870.1 84 439 40288.998 Total 20013892.7 73 441 Nitrit Between Groups 108.800 2 54.400 15.122.000 Within Groups 1579.304 439 3.598 Total 1688.104 441 Nitrat Between Groups 10080.723 2 5040.362 97.643.000 Within Groups 22661.293 439 51.620 Total 32742.016 441 Ammonium Between Groups 224.223 2 112.111 33.712.000 Within Groups 1459.925 439 3.326 Total 1684.147 441 Fosfat Between Groups 742.006 2 371.003 34.698.000 Within Groups 4693.974 439 10.692 Total 5435.981 441 191
Lampiran G Analisis penentuan subset-subset sama jenis ( homogeneous subsets ) menerusi ujian Tukey HSD daripada ANOVA satu hala antara parameter fizikal dan kimia serta nutrien dengan bahagian sungai (hulu, tengah dan hilir sungai) Suhu Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 3 Hulu 52 24.3808 Tengah 234 28.4962 Hilir 156 29.6212 Sig. 1.000 1.000 1.000 ph Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 3 Hulu 52 6.9790 Tengah 234 7.4492 Hilir 156 8.0314 Sig. 1.000 1.000 1.000 DO Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 Tengah 234 6.6940 Hilir 156 6.9974 Hulu 52 7.9388 Sig..325 1.000 192
BOD 5 Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 Hulu 52 1.3586 Hilir 156 3.6549 Tengah 234 4.1300 Sig. 1.000.469 Saliniti Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 3 Hulu 52.0000 Tengah 234 9.7692 Hilir 156 24.5128 Sig. 1.000 1.000 1.000 Konduktiviti Tukey HSD Zon N Hulu 52 20.1250 Tengah 234 Hilir 156 Subset for alpha =.01 1 2 3 17047.17 95 36021.85 90 Sig. 1.000 1.000 1.000. TSS Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 3 Hulu 52 14.9440 Tengah 234 136.9203 Hilir 156 244.2892 Sig. 1.000 1.000 1.000 193
Nitrit Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 Hulu 52.2546 Hilir 156.8607.8607 Tengah 234 1.6354 Sig..062.011 Nitrat Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 3 Hilir 156 3.4649 Tengah 234 9.9474 Hulu 52 18.9294 Sig. 1.000 1.000 1.000 Ammonium Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 Hulu 52.3610 Hilir 156 1.0004 Tengah 234 2.2158 Sig..036 1.000 Fosfat Tukey HSD Subset for alpha =.01 Zon N 1 2 3 Hulu 52.6704 Hilir 156 2.0549 Tengah 234 4.1703 Sig. 1.000 1.000 1.000 194
Lampiran H Ujian-t antara parameter fizikal dan kimia (tengah dan hilir) dengan permukaan dan dasar air sungai ( = 0.05) Group Statistics KolumAir N Mean Std. Deviation Std. Error Mean Suhu Permukaan Sungai 130 29.2138 2.02139.17729 Dasar Sungai 130 29.0192 1.82634.16018 ph Permukaan Sungai 130 7.7741.89746.07871 Dasar Sungai 130 7.8015.87745.07696 DO Permukaan Sungai 130 7.1337 1.39370.12224 Dasar Sungai 130 6.5731 1.61278.14145 BOD Permukaan Sungai 130 3.6315 2.78675.24441 Dasar Sungai 130 3.7842 2.85910.25076 Saliniti Permukaan Sungai 130 16.0538 11.82319 1.03696 Dasar Sungai 130 19.4385 10.95728.96102 Konduktiviti Permukaan Sungai 130 25350.6923 17938.49437 1573.31003 Dasar Sungai 130 29514.2308 16361.61361 1435.00844 TSS Permukaan Sungai 130 130.9343 117.05755 10.26663 Dasar Sungai 130 217.5472 213.02553 18.68358 Nitrit Permukaan Sungai 130 1.0788 1.24163.10890 Dasar Sungai 130.9917.95103.08341 Nitrat Permukaan Sungai 130 6.7098 7.42339.65107 Dasar Sungai 130 5.5636 7.19471.63102 Ammonium Permukaan Sungai 130 1.4590 1.48702.13042 Dasar Sungai 130 1.4481 1.68015.14736 Fosfat Permukaan Sungai 130 2.7717 2.23550.19607 Dasar Sungai 130 2.9141 2.70634.23736 195
Independent Samples Test Suhu ph DO BOD Saliniti Konduktiviti Levene's Test for Equality of Variances t-test for Equality of Means Mean Difference Std. Error Difference 95% Confidence Interval of the Difference F Sig. t df Sig. (2-tailed) Equal variances assumed 2.022.156.815 258.416.19462.23893 -.27589.66512 Equal variances not assumed.815 255.388.416.19462.23893 -.27591.66514 Equal variances assumed.228.633 -.249 258.803 -.02746.11008 -.24424.18931 Equal variances not assumed -.249 257.869.803 -.02746.11008 -.24424.18931 Equal variances assumed 6.112.014 2.999 258.003.56062.18695.19248.92875 Equal variances not assumed 2.999 252.690.003.56062.18695.19244.92879 Equal variances assumed.150.699 -.436 258.663 -.15277.35017 -.84232.53678 Equal variances not assumed -.436 257.831.663 -.15277.35017 -.84233.53679 Equal variances assumed 4.913.028-2.394 258.017-3.38462 1.41381-6.16868 -.60055 Equal variances not assumed -2.394 256.522.017-3.38462 1.41381-6.16876 -.60047 Equal variances assumed 5.046.026-1.955 258.052-4163.53846 2129.44915 Equal variances not assumed -1.955 255.846.052-4163.53846 2129.44915-8356.85268-8357.01905 29.77576 29.94213 196
TSS Nitrit Nitrat Ammonium Fosfat Equal variances assumed 12.855.000-4.063 258.000-86.61285 21.31853-128.59332-44.63237 Equal variances not assumed -4.063 200.394.000-86.61285 21.31853-128.65027-44.57543 Equal variances assumed.759.384.635 258.526.08708.13717 -.18304.35720 Equal variances not assumed.635 241.606.526.08708.13717 -.18313.35728 Equal variances assumed.691.406 1.264 258.207 1.14623.90669 -.63922 2.93168 Equal variances not assumed 1.264 257.748.207 1.14623.90669 -.63923 2.93169 Equal variances assumed.102.750.056 258.956.01092.19678 -.37659.39843 Equal variances not assumed.056 254.246.956.01092.19678 -.37661.39846 Equal variances assumed.369.544 -.462 258.644 -.14238.30787 -.74864.46387 Equal variances not assumed -.462 249.116.644 -.14238.30787 -.74874.46397 197
Lampiran I Ujian-t antara parameter fizikal dan kimia (tengah dan hilir) dengan air surut dan air pasang ( = 0.05) Group Statistics LTHT N Mean Std. Deviation Std. Error Mean Suhu Air surut permukaan 130 28.6054 1.87973.16486 Air pasang permukaan 130 29.2138 2.02139.17729 ph Air surut permukaan 130 7.4706.75506.06622 Air pasang permukaan 130 7.7741.89746.07871 DO Air surut permukaan 130 6.7394 1.70165.14924 Air pasang permukaan 130 7.1337 1.39370.12224 BOD Air surut permukaan 130 4.4042 3.23505.28373 Air pasang permukaan 130 3.6315 2.78675.24441 Saliniti Air surut permukaan 130 11.5077 10.94330.95979 Air pasang permukaan 130 16.0538 11.82319 1.03696 Konduktiviti Air surut permukaan 130 19046.2308 16951.15968 1486.71505 Air pasang permukaan 130 25350.6923 17938.49437 1573.31003 TSS Air surut permukaan 130 191.1222 286.83692 25.15726 Air pasang permukaan 130 130.9343 117.05755 10.26663 Nitrit Air surut permukaan 130 1.9062 3.11304.27303 Air pasang permukaan 130 1.0788 1.24163.10890 Nitrat Air surut permukaan 130 9.7896 8.31204.72901 Air pasang permukaan 130 6.7098 7.42339.65107 Ammonium Air surut permukaan 130 2.2818 2.61640.22947 Air pasang permukaan 130 1.4590 1.48702.13042 Fosfat Air surut permukaan 130 4.2867 5.07404.44502 Air pasang permukaan 130 2.7717 2.23550.19607 198
Independent Samples Test Suhu ph DO BOD Saliniti Konduktiviti Levene's Test for Equality of Variances t-test for Equality of Means Mean Difference Std. Error Difference 95% Confidence Interval of the Difference F Sig. t df Sig. (2-tailed) Equal variances assumed.723.396-2.513 258.013 -.60846.24210-1.08520 -.13172 Equal variances not assumed -2.513 256.650.013 -.60846.24210-1.08521 -.13171 Equal variances assumed 2.966.086-2.950 258.003 -.30346.10286 -.50602 -.10090 Equal variances not assumed -2.950 250.663.003 -.30346.10286 -.50605 -.10087 Equal variances assumed 7.241.008-2.044 258.042 -.39431.19291 -.77419 -.01442 Equal variances not assumed -2.044 248.359.042 -.39431.19291 -.77426 -.01435 Equal variances assumed 6.524.011 2.064 258.040.77277.37449.03532 1.51021 Equal variances not assumed 2.064 252.465.040.77277.37449.03525 1.51029 Equal variances assumed 3.483.063-3.217 258.001-4.54615 1.41297-7.32858-1.76373 Equal variances not assumed -3.217 256.472.001-4.54615 1.41297-7.32866-1.76365 Equal variances assumed 2.761.098-2.912 258.004-6304.46154 2164.63071 Equal variances not assumed -2.912 257.178.004-6304.46154 2164.63071-10567.0553 3-10567.1195 8-2041.86774-2041.80350 199
TSS Nitrit Nitrat Ammonium Fosfat Equal variances assumed 16.061.000 2.215 258.028 60.18792 27.17152 6.68173 113.69412 Equal variances not assumed 2.215 170.809.028 60.18792 27.17152 6.55271 113.82313 Equal variances assumed 9.631.002 2.815 258.005.82738.29395.24854 1.40623 Equal variances not assumed 2.815 169.030.005.82738.29395.24710 1.40767 Equal variances assumed 3.238.073 3.151 258.002 3.07977.97742 1.15502 5.00452 Equal variances not assumed 3.151 254.770.002 3.07977.97742 1.15491 5.00463 Equal variances assumed 4.629.032 3.117 258.002.82285.26395.30308 1.34261 Equal variances not assumed 3.117 204.465.002.82285.26395.30244 1.34325 Equal variances assumed 11.878.001 3.115 258.002 1.51500.48630.55738 2.47262 Equal variances not assumed 3.115 177.261.002 1.51500.48630.55532 2.47468 200
Lampiran J Ujian-t antara parameter fizikal dan kimia (tengah dan hilir) dengan pasang perbani dan pasang anak ( = 0.05) Group Statistics SN N Mean Std. Deviation Std. Error Mean Suhu Pasang Perbani 195 29.4662 1.71232.12262 Pasang Anak 195 28.4262 1.98450.14211 ph Pasang Perbani 195 7.7815.83207.05959 Pasang Anak 195 7.5826.87155.06241 DO Pasang Perbani 195 6.9113 1.46607.10499 Pasang Anak 195 6.7195 1.69996.12174 BOD Pasang Perbani 195 3.8812 3.03303.21720 Pasang Anak 195 3.9987 2.92863.20972 Saliniti Pasang Perbani 195 17.6462 11.43980.81922 Pasang Anak 195 13.6872 11.61449.83173 Konduktiviti Pasang Perbani 195 28064.0513 17511.31421 1254.01126 Pasang Anak 195 21210.0513 17029.97202 1219.54163 TSS Pasang Perbani 195 244.5077 270.84717 19.39577 Pasang Anak 195 115.2281 121.97761 8.73500 Nitrit Pasang Perbani 195 1.4091 2.61302.18712 Pasang Anak 195 1.2420 1.25303.08973 Nitrat Pasang Perbani 195 5.9851 6.91502.49519 Pasang Anak 195 8.7236 8.47462.60688 Ammonium Pasang Perbani 195 1.8353 2.46509.17653 Pasang Anak 195 1.6239 1.45149.10394 Fosfat Pasang Perbani 195 3.2429 4.28517.30687 Pasang Anak 195 3.4054 2.80627.20096 201
Independent Samples Test Suhu ph DO BOD Saliniti Konduktiviti TSS Levene's Test for Equality of Variances t-test for Equality of Means Mean Difference Std. Error Difference 95% Confidence Interval of the Difference F Sig. t df Sig. (2-tailed) Equal variances assumed 1.743.188 5.541 388.000 1.04000.18770.67096 1.40904 Equal variances not assumed 5.541 379.853.000 1.04000.18770.67093 1.40907 Equal variances assumed.846.358 2.305 388.022.19892.08629.02927.36858 Equal variances not assumed 2.305 387.169.022.19892.08629.02927.36858 Equal variances assumed 2.952.087 1.193 388.234.19179.16076 -.12427.50785 Equal variances not assumed 1.193 379.799.234.19179.16076 -.12429.50788 Equal variances assumed.175.676 -.389 388.697 -.11749.30193 -.71110.47613 Equal variances not assumed -.389 387.525.697 -.11749.30193 -.71111.47613 Equal variances assumed 1.162.282 3.391 388.001 3.95897 1.16743 1.66369 6.25426 Equal variances not assumed 3.391 387.911.001 3.95897 1.16743 1.66369 6.25426 Equal variances assumed.459.499 3.918 388.000 6854.00000 1749.23584 3414.83288 Equal variances not assumed 3.918 387.699.000 6854.00000 1749.23584 3414.82453 10293.1671 2 10293.1754 7 Equal variances assumed 34.109.000 6.077 388.000 129.27969 21.27195 87.45697 171.10242 202
Nitrit Nitrat Ammonium Fosfat Equal variances not assumed 6.077 269.585.000 129.27969 21.27195 87.39941 171.15997 Equal variances assumed 3.511.062.805 388.421.16708.20752 -.24094.57509 Equal variances not assumed.805 278.741.421.16708.20752 -.24144.57559 Equal variances assumed 8.690.003-3.496 388.001-2.73856.78328-4.27856-1.19857 Equal variances not assumed -3.496 372.988.001-2.73856.78328-4.27876-1.19837 Equal variances assumed 9.166.003 1.032 388.303.21138.20486 -.19138.61415 Equal variances not assumed 1.032 314.087.303.21138.20486 -.19168.61445 Equal variances assumed 2.256.134 -.443 388.658 -.16246.36681 -.88365.55873 Equal variances not assumed -.443 334.550.658 -.16246.36681 -.88402.55909 203
Lampiran K Ujian-t antara parameter fizikal dan kimia (tengah dan hilir) dengan musim hujan dan musim panas ( = 0.05) Group Statistics HujanKering N Mean Std. Deviation Std. Error Mean Suhu Musim Hujan 204 28.3314 2.43681.17061 Musim Kering 204 28.5250 2.34321.16406 ph Musim Hujan 204 7.8243.90918.06366 Musim Kering 204 7.5263.82613.05784 DO Musim Hujan 204 7.3051 1.02459.07174 Musim Kering 204 6.9798 1.57178.11005 BOD Musim Hujan 204 2.8687 2.31486.16207 Musim Kering 204 4.5439 3.43832.24073 Saliniti Musim Hujan 204 13.0147 11.94176.83609 Musim Kering 204 15.3971 12.13813.84984 Konduktiviti Musim Hujan 204 20802.0686 18531.09110 1297.43589 Musim Kering 204 23274.4240 18018.58017 1261.55295 TSS Musim Hujan 204 138.6387 149.07571 10.43739 Musim Kering 204 179.6647 253.73822 17.76523 Nitrit Musim Hujan 204 1.2131 1.70344.11926 Musim Kering 204 1.2615 2.30196.16117 Nitrat Musim Hujan 204 9.3006 8.98356.62897 Musim Kering 204 7.6021 8.16857.57191 Ammonium Musim Hujan 204 1.4130 1.18509.08297 Musim Kering 204 1.6951 2.59021.18135 Fosfat Musim Hujan 204 2.8033 3.51510.24611 Musim Kering 204 3.3076 3.67351.25720 204
Independent Samples Test Suhu ph DO BOD Saliniti Konduktiviti TSS Levene's Test for Equality of Variances t-test for Equality of Means Mean Difference Std. Error Difference 95% Confidence Interval of the Difference F Sig. t df Sig. (2-tailed) Equal variances assumed.773.380 -.818 406.414 -.19363.23669 -.65892.27167 Equal variances not assumed -.818 405.379.414 -.19363.23669 -.65892.27167 Equal variances assumed.650.421 3.464 406.001.29794.08601.12886.46702 Equal variances not assumed 3.464 402.330.001.29794.08601.12886.46702 Equal variances assumed 19.569.000 2.477 406.014.32539.13136.06716.58363 Equal variances not assumed 2.477 349.136.014.32539.13136.06703.58375 Equal variances assumed 33.065.000-5.773 406.000-1.67522.29020-2.24571-1.10473 Equal variances not assumed -5.773 355.662.000-1.67522.29020-2.24595-1.10449 Equal variances assumed.099.754-1.998 406.046-2.38235 1.19217-4.72595 -.03875 Equal variances not assumed -1.998 405.892.046-2.38235 1.19217-4.72596 -.03875 Equal variances assumed 2.667.103-1.366 406.173-2472.35539 1809.65625 Equal variances not assumed -1.366 405.681.173-2472.35539 1809.65625-6029.82139-6029.82976 1085.11061 1085.11897 Equal variances assumed 7.277.007-1.991 406.047-41.02593 20.60443-81.53061 -.52125 205
Nitrit Nitrat Ammonium Fosfat Equal variances not assumed -1.991 328.222.047-41.02593 20.60443-81.55933 -.49253 Equal variances assumed.446.505 -.242 406.809 -.04843.20050 -.44258.34571 Equal variances not assumed -.242 374.036.809 -.04843.20050 -.44268.34581 Equal variances assumed.159.690 1.998 406.046 1.69853.85011.02735 3.36971 Equal variances not assumed 1.998 402.383.046 1.69853.85011.02731 3.36975 Equal variances assumed 16.462.000-1.415 406.158 -.28211.19943 -.67415.10994 Equal variances not assumed -1.415 284.421.158 -.28211.19943 -.67466.11044 Equal variances assumed.007.935-1.417 406.157 -.50436.35598-1.20415.19542 Equal variances not assumed -1.417 405.214.157 -.50436.35598-1.20415.19543 206
Lampiran L Korelasi Pearson antara parameter fizikal dan kimia Correlations Suhu ph DO BOD Saliniti Konduktiviti TSS Nitrit Nitrat Ammonium Fosfat Suhu Pearson Correlation 1.426(**) -.101(*).161(**).649(**).681(**).307(**).071 -.621(**).059.005 Sig. (2-tailed).000.034.001.000.000.000.137.000.219.924 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 ph Pearson Correlation.426(**) 1.210(**) -.023.537(**).539(**).189(**) -.080 -.417(**) -.134(**) -.207(**) Sig. (2-tailed).000.000.631.000.000.000.093.000.005.000 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 DO Pearson Correlation -.101(*).210(**) 1 -.017.040 -.006 -.153(**) -.103(*).094(*) -.232(**) -.240(**) Sig. (2-tailed).034.000.721.401.907.001.030.048.000.000 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 BOD Pearson Correlation.161(**) -.023 -.017 1.091.091.044.119(*) -.142(**).260(**).135(**) Sig. (2-tailed).001.631.721.055.055.361.012.003.000.005 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 Saliniti Pearson Correlation.649(**).537(**).040.091 1.864(**).465(**) -.097(*) -.699(**) -.105(*) -.144(**) Sig. (2-tailed).000.000.401.055.000.000.041.000.027.002 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 Konduktiviti Pearson Correlation.681(**).539(**) -.006.091.864(**) 1.409(**) -.050 -.666(**) -.019 -.090 Sig. (2-tailed).000.000.907.055.000.000.296.000.687.058 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 TSS Pearson Correlation.307(**).189(**) -.153(**).044.465(**).409(**) 1.266(**) -.311(**).354(**).246(**) Sig. (2-tailed).000.000.001.361.000.000.000.000.000.000 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 Nitrit Pearson Correlation.071 -.080 -.103(*).119(*) -.097(*) -.050.266(**) 1 -.008.498(**).336(**) Sig. (2-tailed).137.093.030.012.041.296.000.867.000.000 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 207
Nitrat Pearson Correlation -.621(**) -.417(**).094(*) -.142(**) -.699(**) -.666(**) -.311(**) -.008 1 -.065 -.065 Sig. (2-tailed).000.000.048.003.000.000.000.867.174.173 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 Ammonium Pearson Correlation.059 -.134(**) -.232(**).260(**) -.105(*) -.019.354(**).498(**) -.065 1.450(**) Sig. (2-tailed).219.005.000.000.027.687.000.000.174.000 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 Fosfat Pearson Correlation.005 -.207(**) -.240(**).135(**) -.144(**) -.090.246(**).336(**) -.065.450(**) 1 Sig. (2-tailed).924.000.000.005.002.058.000.000.173.000 N 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 442 ** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed). * Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed). 208
Lampiran M Perbandingan nilai purata parameter fizikal dan kimia di Sungai Pinang daripada aplikasi Non-supervised Artificial Neural Network ANN dengan piawaian INWQSM (JAS, 2008), WHO (WHO, 2008), MWQCSM (JAS, 2010) dan MWQCA (AWGCME, 2004) Parameter Julat Nilai Purata dari ANN (I) (IIA) Perairan Air Tawar INWQSM (IIB) (III) (IV) (V) Perairan Marin WHO MWQCA MWQCSM ph 6.55-9.34 6.5-8.5 6.0-9.0 6.0-9.0 5.0-9.0 5.0-9.0 < 5.0 6.5-9.5 - - Oksigen terlarut (mg/l) 3.51-8.08 7.0 5.0-7.0 5.0-7.0 3.0-5.0 < 3.0 < 1.0-4.0 4.0 BOD 5 (mg/l) 0.51-7.64 1 3 3 6 12 > 12 - - - TSS (mg/l) 18.3-404.0 25 50 50 150 300 > 300 - - 100 Ammonium (µm) 0.27-3.94 7.14 21.43 21.43 64.29 192.86 > 192.86-5.00 5.00 Nitrit (µm) 0.30-3.52-28.57 28.57 - - - 214.29 3.93 3.93 Nitrat (µm) 1.16-21.1-500 - 357.14 - - 3571.43 4.29 4.29 Orto-fosfat (µm) 0.77-6.69 - - - - - - - 1.41 1.41 209