681 (t0 " (a) (b) jirim partikulat 9, dan jejari parbikulat, rr di C, Lv, 1-. {a) Terbitkan saiu persamaan yang 3 Kertas ini tiap-biap surat diperiksa. di LIll,A soalan sahaja. : 3 - Sekitar April

(1)

UNIVERSITI SATNS F1ALAYSIA

Peperiksaan Semester Kedua

Sidang ^Alcademik^L993/94

April ^J-994.

KAE 442 - Kimia dan Pacenaran A].am Sekitar lMasa : 3 ^jam]

Jawab LIll,A soalan sahaja. _'Jawabsekurang-kurangnya ^DUA soafan di dalam Eiap-Liap bahagian.

Hanya [,IMA jawapan yang pertama sahaja akan diperiksa.

.fawab tiap-biap soalan pada muka surat yang baru.

Kertas ini mengandungi TUJUH goalan _semuan]'a{7 muka surat) bersama 3 lampiran.

BAEAGIAII A

1-. {a) Terbitkan saiu persamaan yang menghubungkan keternampakan, Lv, dengan kepekatan, C, ketumpatan,

9, dan jejari parbikulat, rr di ^dalan^atmosfera.

i1O markah)

(b) Bincangkan kesan jirim partikulat Lerampai terhadap kesihatan manusia.

i1-0 markah)

2 " (a) Bi.ncangkan mekanisme pembentukan songsangan suhu subsidens dan sinaran.

(2)

(b) Huraikan profil ^penyerakan

asap.

lr(AE ⁴⁴²¹

untuk ^plum

dari

^cerobong

(1"0 markah)

Mengikut model penyerakan Gaussian' ^persamaan kepekatan paras bumi bagi saLu punca yang ditinggikan

dengan pembalikan diberikan ^dengan

? {a}

a

a c ^(xoy, o)

liu 6y ^6z

Y2

^H2

exp

t -(---

⁺

---)l

z

oyz

²⁶¹²

(b)

Bagi ^persamaandi atas, Q adalah kadar pemancaran' u

adalah laju angin ke arah x dan H adalah tinggi berkesan cerobong. Parameter 6y dan 6z ^adalah berkaitan dengan kedayabauran jisim. ^Dengan mengangEaP O, = $z = 0.40 x, terbitkan

ungkapan bagi kepekatan maksimum pada paras bumi dan kedudukannya.

(12 markah)

sulfur dieksida (So2) dipancarkan pada kadar 8o g s-1 dari satu ^cerobongyang tinggi berkesannya 5o ^m, Laju purata angin aclalah 5 m s-1, Carikan kepekatan maksimum SO, pada paras bumi pada _Y- 0, ¹⁰^m,²⁰^m dan 50 m-

(8 _markah) .../3-

(3)

[r(AE 442]

4. (a) Apakah bezanya di antara pencemar udara primer dengan

pencemar udara sekunder ? Berikan contoh-conEoh untuk kedua-dua jenis pencemar.

{6 markah}

(b) SaLu analisis sampel air memberikan nilai-niIai seperti di bawah ^:

SBeeiee Kepekatan, tng/t

ca2+

Mgz*

Na'

.K+

Brnr} -

'""-3

So, ^-

cl-

60 1n 7

2A

1-15 (sebagai _CaCOa₎

96 1L

(i) Pastikan bahawa analisis di atas boleh diterima.

(ii) Berikan nilai keliatan air ini sebagai mS/L u4uv-.FadA

5

(iii) Bentukkan gabungan hipotebikal bagi ion-ion tersebut agar jenis-jenis garam yang hadir di dalam sampel air ini boleh diket,ahui.

(4)

[r(AE 442]

(i..r) Tuliskan persamaan kimia untuk ^proses pertembutan 'lime-soda' ^untukair ini.

(14 _markah)

BNI}GIA}I B

5. (a) Berikan tindak balas ransangan bakteria untuk proses- proses di bawah ^:

{i) ^Satu^proses^yangberlaku dalam uniL ^penghadam aerobik bagi sesualu loji pengolahan.

tii) Satu proses yang ^mampumenukarkan nitrat

kepada nitrogen.

i3 markah)

(b) Berikan jenis-jenis proses yang berlaku di dalam

kolam pengoksidaan dan senaraikan peranan setiap proses dalam pengolahan air buangan.

(10 _markah)

(5)

IKAE ⁴⁴²¹

Uj ian BOD berbenih perlu dilakukan ke aeas air buangan kilang memproses ayam yang nil-ai BODUnya

dianggarkan sebanyak 600 mg/L. Sampel benih ^pula diambiL daripada tangki pre-pengudaraan di tapak kilang tersebut dengan niLai BODonya dianggarkan 2oa mg/L.

Berapakah isipadu sampel-sampel aLr buangan

dan benih yang diperlukan untuk menyediakan pencairan perLengahan bagi tujuan ujian ini ^? (ii) Kira nilai BoD bagi air buangan ini sekiranya

DO awal bagi kedua-dua botol benih dan sampel

ialah 8,2 mg/L manakala Do akhir masing-masing

ialah 3.5 mg/L dan 4.0 mg/L

(7 _markah)

/i \

(a) Air buangan lombong yang mengandungi

adalah saEu permasalahan utama unbuk

akuatik. ,Jel-askan melalui ^persamaan

pirit ^(FeSr) persekiLaran Lindak balas

(b)

yang bersesuaian, punca permasalahan ini'

G ^markah)

Berdasarkan kesan biokimia, tunjukkan kenapa kehadiran logarn berat di dalam persekit,aran akuatik dianggap merbahaya.

(6 _markah) )-

(6)

tc)

[rGE 442]

Suatu induetri ^membuangair buangannya pada kadar 43,000 m3Thari dengan nilai BoD,, ^{350 mg/r,}ke dalam

saEu sungai (lokasi a) yang ^mempunyainilai ^BoDu

sebanyak 2 mg/t', Pengaliran sungai ini ialah to m3/s d.engan kelajuan purata LZ m/min dan suhunya ^2OoC.

Analisis Do pada lokasi b, iaitu 1.74 hari pengaliran air daripada lokasi a menunjukkan ia dalam keadaan uersemar. Analisis beberapa parametser utama

di kawasan sungai ini dan sampel air ^buangan

memberikan nilal-nilai di bawah :

ct

1.74 hari 9.2 mg/liter 0.433 hari-1 0.5 hari-l

= 2.3 mg/liter

Kt

Kz

Do

(i)

/i i'l

Kira nilai Lo aLau BOD,, awal di lokasi ^b.

Sekiranya amaun Do dilokasi b ^mahudipastikan sebanyak 5.0 mg/L, berapakah nilai BoDu air

buangan industri yang boleh dibenarkan.

(7)

(a)

t[<AE +42J

(iii) Kj-ra peratus pengurangan BOD yang perlu diolah oleh kilang sebelum air buangannya dibenarkan untuk dibuang.

{10 markah)

Satu efluen air buangan pada 30L/s dan nilai ^{BOD 40} mg/L, Do 2.a mgll, dan suhu 20oc mengalir masuk ke sungai yang mempunyai aliran a.zl m3/s, BoD 2.A mg/L,

Do 8.0 mS/L dan suhu 25oc. Nilai Kt untuk air

buangan ini ialah 0.1-0 hari-l ^pada2ooc. Kelajuan puraLa aliran sungai disebelah hilir adalah 0.18 m/s

dan kedalamannya 1.2 m. Kira paras minimum Do dan

jaraknya dihilir sungai dengan menggunakan persamaan

kenduran oksigen"

{12 markab)

Lukiskan satu carta alir bagi loji tipikal ^pengolahan enapan teraktif. Berikan nama setiap unit dan senaraikan dengan ringkas peranan masing-masing.

(8 _markah)

oooOOOooo /l' \

(8)

(KAE 442) I.AI'IPIRAT{

1.

&lgL r.?grnm It tnbor immnro

f kefar nrsdff

o

Grl sLcttron

&r

^,ilttlla

cl,tltnm

t JLdr lroto

I Faf.ar glrncl

s

Erl,rJu oibrya

lFfr fn nd.s ftd,r ftltt

liJ^af

6.an r

^ro?3

rcl{

9615oo c

uo!.-l,

etau corrlou&

gtr

_noL,

ofc}tra

b.Bo

:

^lo-10^cnr

t;6o r

to:19 c *tau csur.ri'

9,ll r to€8

e

9.Ll r

1o-3[ rg 1'5?

:

to-eb _e

!,6? r ro€ rs 6.66 r r0-T cs .

6.626

r to-*'J

^a

'

^X.o

r

^!.olo

*

"-1

3.or1o8rt-tr

I hlc grr

0.il,&

*

rc?

cg fi-l nl-l

8.311

t f,-l nt'l

o.o8a

t ab tr-l nl-I

1.98? cal.

tr-l ml-[

I hr,rr Borteonn

t.3ao

:

^to-16^Grg^E-tr

nlrtrl{

' _1.380

r

^to-?3^.t

r-[ obtll-l

1

rfir

98x cu a:2 g.Ar

^

"-1

?6 ^saEg

L.o13

r

^to5

q. *€

t0lr3e5 tr

n4

0.0591 V, rtau

rolt' prlr

²⁵^oC

@

t I l.o c rl2.o I .tr6.9 hr tt.8 l|r

^?1.9

b r 19.9 t[, r $.!

^Ag

r 1o?.9

^ttb

- 20?.0 b r Ul.l lrrjt.O f rp.l f r lb,O Cur 63.t t r

a.p3 E[

F

(9)

2. iladual Pencairan- &nalleia ^BoD Melaluj" Penlrukatan TeruE

IKAE 442]

Dlelalui F€rcatrtPuran

fleinadu Air ^buanqan llsipadu ^ToEal^Campuranl Air Buangan

(mI) {tulat ^BOD

(ltgr/L)

Peratug camlluran

Julat ^BOD

(ng/r,) 0.20

o .50

1n z -u

5.0 L0.0 20.0 50.0

100

600 300 r-20 bU

5U

t2

4200

2 r-00 r_050

420 2L0 105 42 2L

a.20 0.50 L.0

5.0 r-0.0 20.0 qnn

zv-

10- 4- 3000 - 10,s00

1200 -

2000 - ⁷⁰⁰⁰ 1000 - ³⁵⁰⁰ 400 - ¹⁴⁰⁰ 200 - ⁷⁰⁰

r-00 - 350

40 - ¹⁴⁰

o-

70 35 L.t

5. ,radual Nilai ^{Do Tepu}^BagiAir Fada Suhu Yang Berbeza.

sg!ru--ll9g)-

^oo^(nq/r.)

18

t_9

2A 2L 22 23 24 25

9.5 9.4 9.2 9.0 8.8 8.7 8.5 8.4

(10)

IKAS 442]

Lt

Dt

4. Loe-kt

KlLo -krt

{c

K2-Kt LK2

(---) ln | ----

kz-Kt

^Kr

Kz-Kr ---)

^l

LoKt-

-kzu -kzt

+ Doe

F--c

(r -

^oo

Ct*Qt+CrxQ,

c

v

Qr*Qz

2.2 ---v₁

"?

H*'""

K2o * a.o4ir-24

K2o * L.o22T-24 (D1 - ^D2)

(Dr Dz). - {81 - 82) f

v

Kr=

BOD ₌