Secara alamiah, sungai dapat tercemar pada daerah permukaan air saja. Pada sungai yang besar dengan arus air yang deras, sejumlah kecil bahan pencemar akan mengalami pengenceran sehingga tingkat pencemaran air sungai menjadi sangat rendah. Hal tersebut menyebabkan menyebabkan konsumsi oksigen terlarut yang diperlukan oleh kehidupan air dan biodegradasi akan cepat diperbarui.
Akan tetapi terkadang sebuah sungai mengalami pencemaran yang sangat berat sehingga air mengandung bahan pencemar yang sangat besar. Akibatnya, proses pengenceran dan biodegradasi akan sangat menurun jika arus air mengalir perlahan karena kekeringan atau penggunaan sejumlah air untuk irigasi. Hal ini juga mengakibatkan penurunan kadar oksigen terlarut. Suhu yang tinggi dalam air akan menyebabkan laju biodegradasi yang dilakukan oleh bakteri pengurai aerob menjadi naik dan dapat menguapkan bahan kimia ke udara.
Air Sungai dan Kebutuhan Oksigen Terlarut
Hampir setiap hari sungai di seluruh dunia menerima sejumlah besar aliran sedimen baik secara alamiah, buangan industri, buangan limbah rumah tangga, aliran air permukaan, daerah urban dan pertanian. Karena adanya aliran air tersebut, kebanyakan sungai dapat berubah normal kembali dari pencemaran karena arus air dapat mempercepat proses degradasi limbah yang memerlukan oksigen selama sungai tersebut tidak meluap karena banjir. Degradasi dan non degradasi pada arus sungai yang lambat tidak dapat menghilangkan polusi limbah oleh proses penjernihan alamiah tersebut.
Kedalaman dan lebar kurva konsentrasi oksigen dan waktu serta jarak sungai dapat kembali normal tergantung pada volume air sungai, laju aliran air, suhu, pH dan volume degradasi limbah yang masuk. Sungai yang mengalir lambat akan dengan mudah meluap bersama limbah yang memerlukan oksigen. Hal serupa dapat terjadi juga pada sungai berair deras, arusnya menjadi lambat dan volume airnya menurun pada musim kemarau.
Suatu kota sebaiknya menggunakan air pada aliran air bagian bawah (hilir) daripada aliran bagian atas (hulu), sehingga hal tersebut dapat meningkatkan kualitas air sungai. Setiap kota harus melakukan pengolahan limbahnya sebelum air limbah dibuang ke sungai. Tetapi kasus yang terjadi banyak dihubungkan dengan kasus politik dan ekonomi, sehingga terjadi perdebatan untuk mencegah terjadinya pencemaran air sungai tersebut. Kondisi ini biasanya ditentang oleh para pengguna air bersih di hulu sungai tanpa mengeluarkan biaya untuk proses kebersihan air yang digunakan.
Mencegah Pencemaran Air Sungai
Untuk mencegah terjadinya pencemaran air sungai, diperlukan suatu hukum atau aturan dalam mengontrol kualitas air sungai. Di Amerika mulai tahun 1970an, aturan tersebut telah diberlakukan. Ternyata hasilnya dapat meningkatkan jumlah dan kualitas sarana penanganan air limbah. Peraturan juga diberlakukan terhadap industri sehingga dapat mengurangi pembuangan air kotor pada permukaan air sungai.
Sejak tahun 1972, usaha tersebut membuahkan hasil dengan menentukan garis batas untuk mencegah kenaikan kadar polusi ada hampir semua air sungai dan aliran air terhadap agen penyebab penyakit dan kebutuhan oksigen. Dari survei yang dilakukan pada tahun 1985, ketentuan tersebut dipatuhi sepenuhnya oleh sekitar 73% dari aliran air sungai yang diperiksa, terutama untuk keperluan memancing dan rekreasi.
Akan tetapi masih banyak yang dikerjakan untuk bisa meningkatkan kualitas air, terutama sungai yang mengalir dari daerah pedesaan dan pertanian. Kontaminasi oleh nitrat, fosfat, pestisida dan bahan kimia toksik lainnya ternyata masih meningkat pada kebanyakan air sungai sejak tahun 1972 dan mencemari air minum serta menyebabkan banyak ikan yang mati. Hal ini disebabkan mulai meningkatnya aktivitas pemupukan pertanian, sehingga meningkatkan produksi tanaman yang dipacu oleh meningkatkan kebutuhan akibat peningkatan jumlah penduduk.
Banyak kemajuan yang diperoleh dari beberapa negara maju yang disebabkan oleh pengawasan yang ketat baik industri maupun perorangan terhadap pencemaran air sungai. Hasilnya cukup menggembirakan karena banyak mempengaruhi pengurangan sumber pencemaran dari dalam air.
Peraturan mengenai pencegahan pencemaran air juga dapat meningkatkan kadar oksigen terlarut (DO) di dalam air sungai maupun aliran air lainnya di kebanyakan negara yang sudah maju. Hasil pencanangan program kali bersih di Inggris sangat memuaskan. Sungai Thames yang di tahun 1950an penuh dengan limbah anaerobik, setelah 30 tahun diberlakukan, kini menjadi sungai yang bersih. Usaha pembersihan sungai ini memang tidak mudah dan menghabiskan biaya sekitar 250 juta dollar amerika. Kadar oksigen terlarut dalam sungai tersebut sangat meningkat dengan cepat sehingga dapat meningkatkan populasi 95 spesies ikan yang hidup di dalamnya, termasuk ikan yang sangat peka terhadap pengaruh polusi seperti ikan salmon.
Program kali bersih (prokasih) juga sudah mulai dicanangkan di Indonesia, tetapi di lain pihak peningkatan disiplin dalam melaksanakan aturan pencegahan pencemaran sungai masih belum sepenuhnya di taati. Dengan demikian kemungkinan tercapainya target kali bersih akan memakan waktu lama dan sulit dijangkau. Permasalah yang sama juga dialami di negara lain yang sedang berkembang ataupun negara miskin.
Data yang dilaporkan menunjukkan bahwa pencemaran sungai dan aliran air dari limbah industri rumah tangga di negara yang belum dan sedang berkembang ternyata sangat serius dan merupakan sebuah masalah besar. Negara tersebut diantaranya Polandia, India, Brazil, Pakistan dan beberapa negara di Amerika latin dan Afrika. Sedangkan negara-negara di kawasan Asia lainnya termasuk Indonesia, belum banyak dilaporkan. Di India terdapat 3119 kota dan kota besar, tetapi hanya 218 yang mempunyai fasilitas pengolahan limbah. Sungai gangga yang merupakan sungai suci bagi umat Hindu digunakan untuk menyucikan diri bagi jutaan umat Hindu secara rutin, sehingga sangat terkontaminasi. Sungai tersebut juga banyak menampung limbah industri dan rumah tangga dari 114 kota sepanjang sungai berupa pestisida dan pupuk pertanian. Di Cina dilaporkan hanya 2% dari jumlah kota yang limbahnya diolah. Dari 78 sungai yang disurvei ternyata ditemukan 54 sungai yang mengalami pencemaran berat.
Pencemaran Air Sungai Cisadane
Sungai Cisadane di Provinsi Jawa Barat, yang mengaliri daerah Bogor, Serpong dan Tangerang, merupakan sumber air yang vital untuk penduduk sekitarnya. Selain itu, sungai tersebut juga merupakan tempat pembuangan limbah industri dan rumah tangga di kawasan industri dan hunian padat penduduk di sekitarnya. Palupi (1994), melaporkan hasil penelitiannya mengenai kualitas air sungai dari dua lokasi sampling, yaitu di daerah Serpong dan Tangerang yang merupakan daerah urban. Dari hasil perhitungan indeks polusi, air sungai yang mengalir di Tangerang lebih banyak tercemar daripada air sungai yang melalui Serpong. Dari beberapa kontaminan yang dianalisis ternyata minyak pelumas, bahan bakar minyak dan fenol merupakan polutan yang dominan.
Walaupun Palupi menyimpulkan bahwa Sungai Cisadane yang melewati Tangerang lebih banyak terpolusi daripada yang lewat Serpong, namun beberapa parameter menunjukkan hal yang sebaliknya, yaitu banyaknya partikel tersuspensi dan kekeruhan. Disamping itu, konsentrasi minyak dan pelumas tidak dianalisis pada air sungai di daerah Serpong.
Selain Sungai Cisadane, beberapa sungai telah dilaporkan tercemar berat oleh limbah buangan pabrik tekstil dan industri lainnya. Sungai tersebut ialah sungai Citarum di daerah Bandung (Djuangsih dan Salim,1994) dan Sungai Ledok di Salatiga, Jawa Tengah (Goeltenboth,1994).