1.0 Pengenalan

Sejumlah 22 stesen Rangkaian Pemonitoran Pencemaran Udara terletak di Semenanjung

Malaysia dan Malaysia Timur. Bermula dengan hanya 2 stesen pada 1976, rangkaian ini

telah berkembang tahun demi tahun. Kebanyakan stesen-stesen ini didirikan di kawasan

sama dengan stesen klimatologi supaya pemerhatian kedua-dua parameter meteorologi dan

pencemaran udara boleh dibuat serentak dan berterusan. Dengan ini memastikan set data

yang komprehensif mengandungi kedua-dua data kualiti udara dan meteorologi boleh

didapati bagi tujuan penilaian sebarang episod pencemaran udara.

Pada amnya fenomena jerebu juga berpunca daripada pencemaran udara, malah kedua-

duanya juga boleh boleh memberikan kesan yang sama ke atas persekitaran fizikal dan

manusia. Pencemaran udara boleh didefinisikan sebagai kehadiran satu atau lebih daripada

bahan cemar seperti gas- gas, bahan berbau , habuk, zarah, debu dan sebagainya di dalam

atmosfera yang mana ia boleh mengubah kuantiti, kualiti dan sifat atmosfera tersebut dan

akhirnya boleh memberikan kesan negatif samada kepada manusia, tumbuhan , binatang

serta persekitaran.

Bahan pencemar udara ini boleh diklasifikasikan secara umumnya kepada tujuh kumpulan

utama seperti berikut:

a. Zarah

b. Sebatian-sebatian yang mengandungi unsur-unsur sulphur

c. Sebatian-sebatian yang mengandungi unsur-unsur nitrogen

d. Sebatian-sebatian organic

e. Karbon monoksida dan karbon dioksida

f. Sebatian-sebatian yang mengandungi unsur-unsur halogen

g. Sebatian-sebatian berradioktif

Jerebu ditakrifkan sebagai partikel- partikel terampai di atmosfera dalam kepekatan yang

tinggi. Partikel terampai ini terbentuk di dalam keadaan cuaca kering dan udaranya yang

stabil yang menghasilkan satu lapisan kabus nipis menyelimuti ruang atmosfera di sesuatu

kawasan . Partikel- partikel ini boleh menyerak dan menyerap cahaya matahari, lantas

menyebabkan keadaan sekelilingnya menjadi kabur dan kurang jelas. Proses penyerakan

dan penyerapan cahaya matahari oleh partikulat- partikulat teramapai ini dinamakan sebagai

serakan Mie dan ia boleh mengurangkan jarak penglihatan.

1

2.0 Indeks pencemaran udara (IPU)

IPU (indeks pencemar udara) adalah satu sistem yang direka untuk memaklumkan kepada

orang ramai mengenai tahap kualiti udara dan impaknya ke atas kesihatan manusia dengan

cara yang paling mudah. Ia juga satu sistem untuk mengukur kepekatan pencemaran udara

yang ditukarkan kepada satu nombor yang mempunyai skala o hingga 500. Berdasarkan

sistem nombor ini IPU dikategorikan kepada 5 tahap iaitu baik, tidak sihat, sangat tidak sihat

dan berbahaya. Terdapat 5 jenis bahan pencemar yang diukur dalam menentukan ipu iaitu

karbon monoksida, sulphur dioksida, nitrus oksida, ozon dan partikel terampai.

Di Malaysia tahap kualiti udara ditunjukkan oleh “The Malysian Air Quality Index (MAQI) atau

dikenali sebagai Indeks Pencemaran Udara (IPU) .Skala bacaan dalam indeks ini akan

mewakili kategori kualiti udara atau tahap pencemaran udara yang dicerap dan diukur di

sesuatu tempat mengikut tempoh masa tertentu. Jadual di bawah menunjukkan skala indeks

IPU dan status kualiti udara yang diterima pakai di Malaysia.

Skala Indeks IPU Status kualiti udara

0- 50 Baik

51- 100 Sederhana

101- 200 Tidak sihat

201- 300 Sangat tidak sihat

301- 500 Berbahaya

Lebih daripada 501 Darurat boleh diisytiharkan

Jadual Skala Indeks pencemaran udara dan status kualiti yang diguna di Malaysia

Tahap kualiti udara dan kesan kesihatan kepada manusia. Tahap kualiti udara baik ( IPU

kurang 50), menunjukkan tiada masalah kesihatan. Tahap kualiti sederhana (IPU 51- 100),

kesan terhadap kesihatan minimum. Tahap kualiti udara tidak sihat (IPU 101- 200),

menunjukkan gangguan ringan terhadap mereka yang mempunyai masalah kesihatan

tertentu seperti asma dan alahan. Tahap kualiti udara yang sangat tidak sihat (IPU 201-

300), menunjukkan gejala pada orang berpenyakit paru- paru dan jantung adalah

2

sederhana. Tahap kualiti udara membahayakan (IPU 301- 400), pesakit paru- paru dan

jantung akan dapat serangan dan gejala dengan mudah dan toleransi senaman akan

menurun walaupun pada orang- orang sihat. Tahap kualiti udara membahayakan dengan

IPU melebihi bacaan 400, risiko ancaman nyawa pada mereka yang berpenyakit, kanak-

kanak dan orang tua.

2.1 Pengukuran kualiti udara

Bahagian Kajian Alam Sekitar di Perkhidmatan Kajicuaca Malaysia menjalankan

pemantauan kualiti udara di seluruh negara dan menilai data-data yang dikumpul dari

rangkaiannya. Data dari rangkaian ini digunakan untuk mendokumentasikan arah aliran

jangka-panjang dan mengesan perubahan signifikan dalam kepekatan udara untuk memberi

amaran awal bencana alam sekitar.

Parameter-parameter yang diukurkan oleh Bahagian Kajian Alam Sekitar adalah:

karbon monoksida, sulphur dioksida, nitrus oksida, ozon dan partikel terampai Keasidan Air Hujan. Aerosol Ozon Atmosfera. Gas-gas Reaktif (sulphur dioksida, nitrus oksida)

I. Sulfur dioksida

Pencemaran oleh sulfur oksida terutama disebabkan oleh dua komponen sulfur bentuk gas

yang tidak berwarna, iaitu sulphur dioksida (SO2) dan Sulfur trioksida (SO3), dan keduanya

disebut sulfur oksida (Sox).Sulfur dioksida mempunyai ciri-ciri bau yang tajam dan tidak

mudah terbakar diudara, sedangkan sulfur trioksida merupakan komponen yang tidak

reaktif. Pembakaran bahan-bahan yang mengandungi Sulfur akan menghasilkan kedua-dua

bentuk sulfur oksida, tetapi jumlah relative masing-masing tidak dipengaruhi oleh jumlah

oksigen yang sedia. Di udara SO2 selalu terbentuk dalam jumlah yang besar. Jumlah SO3

yang terbentuk bervariasi dari 1 hingga 10% daripada jumlah keseluruhan Sox.

Mekanisme pembentukan SOx dapat dituliskan dalam dua tahap reaksi sebagai berikut :

S + O2 < ——— > SO2

2 SO2 + O2 < ——— > 2 SO3

3

SO3 di udara dalam bentuk gas hanya mungkin ada jika kepekatan wap air sangat rendah.

Jika kepekatan wap air sangat rendah. Jika wap air terdapat dalam jumlah cukup, SO3 dan

wap air akan bergabung membentuk droplet asid sulfurik (H2SO4) dengan reaksi sebagai

berikut:

SO SO2 + H2O2 ———— > H2SO4

bahan pencemar oksida sulfur. Terdapat dua jenis Oksida sulfur iaitu sulfur dioksida dan

sulfur trioksida. Gas ini sebahagian besarnya dihasilkan ke atmosfera daripada pembakaran

bahan api fosil kerana bahan ini mengandungi sulfur. Sulfur dioksida ialah gas yang tidak

berwarna, tidak mudah terbakar, tidak meletup dan mempunyai bau yang melemaskan serta

larut di dalam air membentuk asid sulfurus manakala sulfur trioksida melarut di dalam air

membentuk asid sulfurik. kedua-dua asid ini agak tinggi diudara terutama dikawasan

bandar.

II. Oksida nitrogen

Oksida nitrogen ialah merupakan jenis bahan pencemar penyumbang utama pencemaran

udara terutama di kawasan bandar yang dihasilkan oleh kenderaan bermotor. Terdapat dua

jenis oksida nitrogen iaitu nitrik oksida dan nitrogen dioksida. Nitrik oksida ialah sejenis gas

lengai dan kurang toksid pada paras lazim. Namun begitu, gas ini mempunyai sifat seperti

karbon monoksida yang mudah memasuki hemoglobin sehingga mengurangkan kandungan

oksigen di dalam darah. Nitrik dioksida juga mudah dioksidakan menjadi nitrogen dioksida

yang lebih berbahaya. Nitrogen dioksida ini mudah larut didalam air membentuk asid nitrik

4

dan jika gas ini wujud di atmosfera dan melarut didalam air hujan dan kemudian akan

membentuk hujan asid.

III. Karbon monoksida

Bahan pencemar lain ialah karbon monoksida. Karbon monoksida ialah sejenis gas yang

tidak berwarna, tidak berbau dan tanpa rasa. Gas ini dihasilkan daripada pembakaran tidak

lengkap bahan hidrokarbon. Antara punca utama gas ini ialah kenderaan dan

kilang.Hidrokarbon juga merupakan bahan pencemar yang menyumbang pencemaran

udara.

IV. Aerosol

Aerosol atau jumlah zarah terampai (TSP) adalah zarah ampaian dalam udara dengan

diameter kurang dari 100 mikrometer (m). TSP dengan diameter aerodinamik 10 mikrometer

atau kurang digelar zarah PM10 dan ia boleh menjejaskan kesihatan.

V. Pm 10

Partikulat terampai ini adalah zarah-zarah pepejal yang amat halus dan ringan sifatnya,

bersaiz kurang daripada 10 mikrometer serta boleh terapung dalam udara dalam tempoh

yang lama. Dari sudut sains alam sekitar, partikulat terampai ini dikenali sebagai PM10.

Partikulat terampai ini dikatakan menjadi penyumbang penting kepada permasalahan jerebu

kerana tiga factor . Pertama, ia adalah kumpulan zarah majoriti dari segi jumlah berat zarah

di dalam udara berbanding dengan kumpulan-kumpulan lain. Kedua ia mengambil masa

yang lama untuk enap serta ketiga ia dapat menembusi sistem penapisan pernafasan

manusia sekaligus memberikan kesan yang serius terhadap kesihatan.

VI. Ozon

Ozon adalah gas yang sangat reaktif, dalam kuantiti yang sedikit di atmosfera. Kepekatan

min boleh berubah dari sedikit hingga ratusan bahagian per billion (ppb) bergantung pada

lokasi dan altitud. Di paras permukaan, ozon dianggap bahan pencemar sekunder yang

menyebabkan episod-episod oksidan seperti jerebu dan asbut (smog). Di stratosfera,

lapisan ozon mengurangkan kemudaratan radiasi ultra-lembayung yang menghampiri

5

permukaan bumi. Secara global, ozon adalah gas rumah hijau yang menyumbang kepada

pemanasan global.

VII. Keasidan Air Hujan

Pengukuran tetap dan bermetodologi komposisi kimia air hujan melalui rangkaian stesen

dalam tempoh masa yang panjang memberi petunjuk kualiti udara termasuk arah aliran

keasidan dalam negara serta mengenalpasti kawasan yang sedang menghadapi

peningkatan amaun komponen basahan pemendapan berasid. Pengukuran tersebut akan

menyumbang ke arah penentuan spesies keasidan bagi fluks pemendapan basah dan

kering di tapak pengukuran yang mana akan menghala kepada pemahaman yang

mendalam terhadapa isu-isu pengasidan atmosfera di rantau ini

VIII. Gas- gas reaktif

Pensampelan pasif (passive sampler), pak penapis bertingkat (filter pack) atau alat

penganalisa gas automatik boleh digunakan untuk mengukur kepekatan gas berasid seperti

sulfur dioksida, nitrogen oksida serta gas-gas lain seperti ammonia yang menyumbangkan

kepada proses pengasidan. Pak-pak penapis mudah dikendalikan dan boleh diguna dengan

meluas samada di tapak pemonitoran bandar dan hutan terpencil. Walaubagaimanapun,

penyediaan awal untuk penuras perlu dilakukan serta operasinya memerlukan sumber

kuasa letrik.

Pensampelan pasif tidak mahal dan tidak memerlukan penggunaan kuasa letrik. Kedua-dua

kaedah memerlukan kemudahan makmal untuk menjalankan penganalisaan kimia.

Disebaliknya, alat-alat penganalisaan aktif menunjukkan data yang selanjar, nilai masa

nyata, kepekatan gas tetapi lebih sukar untuk diselenggarakan.

6

2.2 Kaedah pengukuran kualiti udara

2.2.1 Pengukuran Ozon

Jumlah ozon diukur dengan beberapa cara:

i. Satelit

Penggunaan satelit mengelilingi kutub seperti Satelit NASA Nimbus7 yang membawa

peralatan “Total Ozone Mapping Spectrometer” (TOMS) telah merevolusikan pemantauan

ozon sejak 20 tahun yang lalu. Kedudukan yang baik di atas cakerawala dan keupayaan

setiap satelit untuk perjalanan mendatar seluruh glob, menyediakan liputan yang lebih baik

dari stesen daratan. Ini sangat tinggi nilainya bagi menentukan aliran global. Ketepatan

sensor satelit menggunakan prinsip yang sama dengan spektrofotometer Dobson.

ii. Spektrofotometer Dobson

Spektrofotometer pertama direka pada tahun 1920 oleh Gordon Dobson bagi tujuan

mengukur jumlah ozon. Kini terdapat lebih kurang 80 jenis alat ini digunakan di seluruh

dunia untuk mengukur jumlah ozon. Spektrofotometer Dobson mengukur ozon dengan

membanding jumlah sinaran pada jarak dua ultraungu. Satu jarak gelombang terjejas kuat

dengan ozon manakala yang satu lagi tidak. Perbezaan antara jumlah dua sinaran secara

langsung berhubungkait dengan jumlah ozon.

7

iii. Ozon sonde

Ozon sonde adalah sel elektrokimia dan penghantar radio yang dilekatkan kepada belon

yang berisi gas hidrogen yang mana boleh mencapai ketinggian kira-kira 35 km. Udara

dimasukkan ke dalam sel kecil dengan pam. Pelarut dalam sel bertindakbalas dengan ozon,

menghasilkan arus eletrik yang mana berkadar dengan jumlah ozon. Isyarat dari sel

ditukarkan kepada kod dan dihantar melalui radio kepada penerima stesen. Dari pelepasan

belon sehingga kegagalan, lazimnya kira-kira 35 km, sonde ini menyediakan taburan

menegak ozon.

Instrumen pengukur ozon secara langsung dengan menggunakan sifat optis dan kimia

sering dipasang pada pesawat terbang untuk mengukur distribusi ozon di troposfir dan

stratosfir bawah. Pesawat terbang tertentu (high altitute aircraft) dapat terbang cukup tinggi

sehingga dapat mencapai lapisan ozon di stratosfir dan dapat mencapai tempat terjauh di

sekitar kutub. Pengukuran ozon juga dilakukan dengan menggunakan pesawat komersial.

iv. Ozon Permukaan

Dalam stratosfera, ozon dihasilkan oleh tindakan sinaran UV di atas molekul-molekul

oksigen. Ketinggian maksimumnya adalah di antara altitud 18 dan 23 km . Ozon menyerap

sebahagian besar biologi sinaran UV suria berbahaya. Ahli-ahli sains pernah memperakui

kehilangan ozon stratosfera  sejak awak tahun1970  kebanyakannya adalah kerana manusia

menghasilkan klorofluorokarbon (CFCs) dan halon gas di atmosfera. Penurunan ozon

adalah paling dramatik pada musim bunga di Antartik dan mengakibatkan penipisan bagi

lapisan ozon kutub yang biasanya dikenali sebagai 'lubang ozon'. 

 

Ozon permukaan memainkan peranan utama dalam fizikal, kimia dan proses-proses radiatif

dalam troposfera. Ia telah menjadi ketara bahawa ozon permukaan mempengaruhi

pembentukan kabut fotokimia  dan iritasi mata dengan kesan samada pada biota dan

8

kesihatan manusia. Pengukuran ozon permukaan adalah penting untuk latar belakang

global.

Di Tanah Rata, ozon permukaan diukur secara berterusan menggunakan Monitor Lab

ML9811 Ozone Analyzer. Ozon menunjukkan penyerapan yang kuat dalam spektrum

ultraungu pada 254 nm. Alat ini mengeksploitasi ciri penyerapan untuk mengukur

konsentrasi ozon dengan tepat. Ia terdiri daripada satu lampu wap raksa, satu sel

penyerapan dan satu fotodiod, yang bertindak sebagai pengesan. 

2.2.2 Pengukuran sulphur dioksida

Nitrogen Oksida dan sebatian organik meruap (VOCs) adalah petanda penting untuk ozon

dan oksidan lain dalam troposfera. Namun, tidak terdapat kaedah yang boleh diterima pakai

untuk pengukuran konsentrasi yang sangat rendah bagi nitrogen oksida yang wujud di

dalam atmosfera memandangkan pertukaran yang amat cepat diantara campuran mereka.

Sejak aktiviti antropogenik membentuk satu sumber yang besar bagi nitrogen oksida,

pengukuran di lokasi-lokasi terpencil adalah perlu untuk memantau sebarang perubahan

dalam kepekatannya.

i. Monitor Lab ML9850 Sulphur Dioxide Analyzer

Di Tanah Rata, konsentrasi sulfur dioksida telah diukur secara berterusan dengan

menggunakan Monitor Lab ML9850 Sulphur Dioxide Analyzer. Alat tersebut terdiri daripada

discharge lamp, optical band-pass filter dan photomultiplier tube. Operasi alat ini adalah

berdasarkan kepada prinsip classical fluoresant spectroscopy. Sulfur dioksida menunjukkan

9

kadar spektrum penyerapan ultra ungu yang kuat iaitu di antara 200 dan 240 nm.

Penyerapan foton pada keputusan jarak gelombang di dalam foton flourescence adalah

dalam jarak gelombang di antara 300 hingga 400 nm. Jumlah flourescence yang telah

dipancarkan adalah berkadar terus dengan konsentrasi SO2.

ii. passive sampler

Dua lagi kaedah yang juga digunakan untuk mengukur konsentrasi bergas di Tanah Rata,

dinamakan passive sampler dan filterpack. Passive sampler adalah kecil dan ringan serta

tidak memerlukan bekalan elektrik. Sampler tersebut terdiri daripada sink untuk gas-gas

tertentu. Contohnya, dalam bekas sulfur dioksida, filter tersebut telah diletakkan 4%

pottasium karbonat dan 2% ethelene glycol dalam air. Jisim akan bergerak ke arah filter

secara berkadar terus kepada konsentrasi zarah dan dimensi di dalam sampler tersebut.

Setelah didedahkan selama seminggu, passive sampler tersebut akan dihantar ke makmal

kimia dimana ia akan dianalisis.

10

iii. Filterpack

Filterpack pula terdiri daripada penapis bertingkat untuk menjalankan persampelan

beberapa jenis gas pada masa yang sama. Udara akan masuk menerusi pek tersebut pada

satu kadar dengan menggunakan pam udara tekanan rendah untuk tempoh seminggu.

Penapis tersebut kemudiannya akan dianalisa dengan menggunakan prosedur yang sama

seperti passive sampler.

iv. SKC Nitrous Oxide Pasif Sampler

The SKC Nitrous Oxide Pasif Sampler adalah alat pengukur kecil yang memberikan

pengukuran yang tepat dan boleh dipercayai untuk nitrus oksida pada julat 50-450 ppm

(12,75-890 ppm/jam julat dos). Para pengukur membungkus sebagai rumah sampel kosong

bahawa pengguna mengisikannya dengan sorben Penapis Molekul 5A yang disediakan

dalam botol kaca dengan topi berlapis PTFE. Kaedah bungkusan mengekalkan latar

belakang sorben rendah. Sampel terma desorbed dan dianalisis dengan kromatografi gas

dengan pengesan penangkap electron.

Ini menjelaskan penggunaan sampler pasif untuk mengesan dan pengumpulan nitrogen

dioksida, NO2, di udara ambien. Alat ini didasarkan pada membran PTFE mikroporous yang

membolehkan sampel udara untuk menyebar melalui dan kemudian bertindak balas dengan

reagen penyelesaian menyerap. Nilai absorbansi reagen ini setanding dengan kepekatan

NO2 dalam udara ambien. Ini telah berjaya dilaksanakan untuk menentukan kepekatan NO2

di berbagai halaman sampling. sampler mudah, ringan, dan murah. Percubaan yang cocok

untuk mahasiswa dalam kimia analisis dan kajian persekitaran.

11

2.2.3 Keasidan Air Hujan

Pengukuran tetap dan bermetodologi komposisi kimia air hujan melalui rangkaian stesen

dalam tempoh masa yang panjang memberi petunjuk kualiti udara termasuk arah aliran

keasidan dalam negara serta mengenalpasti kawasan yang sedang menghadapi

peningkatan amaun komponen basahan pemendapan berasid. Pengukuran tersebut akan

menyumbang ke arah penentuan spesies keasidan bagi fluks pemendapan basah dan

kering di tapak pengukuran yang mana akan menghala kepada pemahaman yang

mendalam terhadapa isu-isu pengasidan atmosfera di rantau ini.

Biasanya keasidan air hujan dilaporkan sebagai pH. pH adalah pengukuran kepekatan ion

hydrogen dalam cecair dan mempunyai skala di antara 0 - 14. Air hujan dari tapak yang

bersih dan terpencil sedikit berasid dengan pH yang berubah antara 5.2 ke 6.0 disebabkan

kehadiran asid semulajadi yang terlarut; oleh itu hujan dikatakan berasid jika pH kurang dari

5.2. Memandangkan jumlah air hujan berubah-ubah, kesemua nilai pH adalah volume

weighted.

Perkhidmatan Kajicuaca Malaysia menggunakan sama ada Automatic Wet and Dry Fallout

Collector atau Wet-Only Sampler untuk mengumpul air hujan di rangkaian ini. Sampel-

sampel air hujan dikumpul dalam seminggu dan dihantar ke Jabatan Kimia Malaysia untuk

analisa kimia terhadap anion dan kation prinsipal. Sejenis biosid, thymol digunakan untuk

mencegah penguraian biologi.

12

pH Tahunan

Menunjukkan peta pH air hujan bagi tahun 2002. Amnya, negeri-negeri di bahagian baratan

dan selatan Semenanjung Malaysia menerima hujan dengan kepekatan keasidan yang

tinggi manakala bahagian-bahagian lain Semenanjung menerima hujan dengan pH antara

4.4 dan 5.2. Kawasan-kawasan yang mengalami tahap keasidan yang tinggi adalah sekitar

Lembah Klang dan selatan Johor. Secara kebetulan, ini adalah kawasan-kawasan

pembangunan dan perindustrian yang pesat dengan kepadatan penduduk yang tinggi.

Variasi pH Bulanan

Menunjukkan pH bulanan. Dari urutan peta-peta tersebut, secara amnya hujan dari

kawasan pantai barat Semenanjung Malaysia lebih berasid berbanding kawasan pantai

timur Semenanjung Malaysia dan keasidan air hujannya adalah tinggi semasa bulan Mac

hingga Oktober. Pada bulan-bulan ini, bahagian utara baratan Semenanjung Malaysia

menerima air hujan dengan pH antara 4.4 - 4.8 manakala bahagian tengah dan selatan

menerima air hujan dengan pH kurang dari 4.4. Pada amnya, pH air hujan di Malaysia Timur

adalah antara 4.8 - 5.6.

2.3 PENGGGUNAAN MESIN HVAS-PM10

(High Volume Air Sampling)

2.3.1 Pengenalan Mesin HVAS-PM10

Udara merupakan satu elemen yang sangat penting kepada manusia, haiwan

mahupun tumbuhan dalam menjalani kehidupan harian. Udara dapat membekalkan oksigen

kepada manusia, di mana penting untuk tubuh manusia. Sebanyak 99% udara yang disedut

oleh manusia adalah gas nitrogen dan oksigen.

Oleh itu, untuk memperolehi kehidupan yang selesa dan sempurna, keadaan udara

sekeliling haruslah sentiasa elok dari sebarang aspek. Tetapi aktiviti manusia seperti

pembakaran terbuka, penerokaan hutan, penggunaan kenderaan bermotor yang tinggi dan

lain-lain kesan dari pembangunan telah melepaskan bahan-bahan berbahaya ke udara dan

13

menyebabkan masalah jelebu, kesan rumah hijau, lubang dilapisan ozon dan sebagainya.

World Health Organisation ( WHO) menganggar lebih kurang 500,000 orang mati setiap

tahun akibat pendedahan kepada kepekatan bahan pencemar yang tinggi.

Masalah pencemaran udara sebenarnya sudah wujud berabad lamanya, antara

bahan cemar terawal yang dikenalpasti di atmosfera adalah asap, debu, jelaga dari letupan

gunung berapi, pasir-pasir halus dan debu dari kejadian ribut dan sebaginya. Sekarang

masalah pencemaran udara kebanyakannya berpunca daripada aktiviti manusia dan juga

bergantung kepada pembangunan industri.

Pencemaran udara yang berpunca dari kenderaan bermotor sekarang merupakan

satu lagi isu penting berikutan pertambahan bilangan kenderaan dan jarak perjalanan yang

dilalui oleh setiap kenderaan setiap tahun. Sejak 1960an, kadar pertambahan bilangan

kenderaan bermotor di dunia meningkat lebih cepat berbanding dengan pertambahan

populasi penduduk dunia. Sekarang terdapat 600 juta kereta untuk 6 billion penduduk

dengan penghasilan kereta sebanyak 45 juta setiap tahun. Pada tahun 2020, dianggarkan

terdapat 1 billion kereta di seluruh dunia. Indeks pencemaran udara (IPU) adalah sejenis

ukuran yang digunakan untuk mengukur kualiti udara, semakin banyak zarah-zarah ini

berkumpul maka semakin tinggi bacaan IPU. Berikut adalah Jadual 1.0 yang merupakan

bacaan IPU:

IPU Keadaan

0-50 Baik

51-100 Sederhana

101-200 Tidak Sihat

201-300 Sangat Tidak Sihat

>300 Berbahaya.

Jadual 1.0 Bacaan IPU

14

Pengambilan sampel udara dengan menggunakan mesin HVAS-PM10 merupakan

satu teknik untuk menentukan jumlah jisim zarah terampai dalam atmosfera untuk tempoh

tertentu. Di Amerika Syarikat, teknik persampelan udara menggunakan mesin HVAS-PM10

telah dibangunkan pada tahun 1940-an.

Sebenarnya, permulaan penggunaan mesin ini diubahsuai untuk kerja pembersihan

di rumah dengan saiz garis pusat penapis sepanjang 100mm. Sejak, tahun 1950-an

pengubahsuaian telah dibuat dengan menggunakan penapis bersaiz 200 mm x 250 mm. Ini

bertujuan untuk mempermudah kerja persampelan diambil dalam masa 24 jam.

Penggunaan dan pengendalian mesin ini bertujuan untuk menyediakan satu maklumat dan

data berkaitan zarah udara yang mampu menembusi ke dalam sistem tubuh badan

manusia.

2.3.2 Laluan Udara Masuk Aliran Mesin HVAS-PM10

Untuk mempermudah lagi bagaimana cara laluan udara memasuki mesin HVAS-

PM10, gambarajah 1.1.a menunjukkan :

Rajah 1.1.a Laluan udara dalam mesin HVAS-PM10

15

Saluran masuk bercondong bagi persampelan udara adalah diperbuat daripada

kaca gentian yang akan beransur-ansur berubah dalam aliran geometri. Ini bagi

memastikan terdapat satu cerun tekanan yang rata berkeupayaan untuk

menghindari dari rintangan aliran dan bunyi.

Cerun tersebut juga membolehkan kadar aliran yang sama rata melalui keratan

rentas seluruh turas.

Gambarajah 1.1.b menunjukkan mesin HVAS-PM10 yang terdapat di Stesen Meteorologi

G.A.W Cameron Highlands

Rajah 1.1.b Mesin HVAS-PM10 yang terdapat di Stesen Meteorologi G.A.W

Cameron Highlands.

2.3.3 Kaedah Penggunaan Persampelan Udara

Membuat pemasangan dan penyelenggaraan motor.

Kertas turas perlulah ditimbangkan terlebih dahulu untuk mendapatkan berat

kertas turas sebelum ujian TSP dilakukan dan catatkan bacaan tersebut.

Kertas turas diletakkan di atas lubang pada ruang penapis dan seterusnya

penutup lubang pada ruang penapis dipastikan dalam keadaan baik dan tidak

terdapat ruang udara memasuki melalui tepi penutup lubang.

16

Gambarajah 1.2.a menunjukkan kertas turas diletakkan di atas lubang pada

ruang penapis

Rajah 1.2.a Perletakan kertas

turas

Mesin akan di ‘setting’ sebelum mesin tersebut bergerak dan menyedut debu-

debu terampai. Gambarajah 1.2.b menunjukkan corong-corong udara yang

akan masuk menembusi kertas turas. Corong-corong ini terdapat atas

permukaan kertas turas.

Rajah 1.2.b Corong-corong laluan udara

Laraskan kelajuan enjin pada tahap tertentu dan catatkan bacaan tersebut

seperti gambarajah 1.2.c.

17

Rajah 1.2.c Suis yang terdapat pada mesin HVAS-PM10

Selepas penutup ditutup, mesin HVAS-PM10 ditutup dan ditetapkan hari dan

masa tertentu pada masa yang sama tetapi hari yang selepas berlalu tempoh

24 jam.

Selepas tempoh 24 jam tamat, mesin HVAS-PM10 secara ‘automatik’ akan

berhenti pada masa yang ditetapkan.

Bacaan data akan diambil untuk mengukur berapa banyak kuantiti debu

terampai pada kertas turas.

Kertas turas akan ditimbang untuk diambil bacaan dan tujuan pengiraan sama

ada kualiti udara berada pada piawaian yang ditetapkan atau tidak.

3.0 Kawalan Pencemaran Udara

Kawalan Bahan Pencemar Zarahan

3.1 Bahan pencemar zarahan terdiri daripada:

i. Habuk

Zarah pepejal yang:

a) terperangkap bersama gas secara terus (arang batu)

b) Serpihan daripada bahan induk (kayu)

c) Bahan terperangkap yang digunakan dalam operasi mekanikal

ii. Wasap

18

Zarah pepejal lazimnya oksida logam yang terbentuk melalui

pemejalwapan,penyulingan atau proses-proses tindakbalas kimia.

Saiznya diantara 0.03-0.3µm.

iii. Kabus

Terhasil melalui penyejatan wap. Contohnya pembentukan kabus asid

sulfurik

iv. Asap

zarah pepejal yang terbentuk daripada pembakaran tidak lengkap bahan

berkarbon.

v. Semburan

Zarahan cecair yang terhasil daripada pengatoman cecair induk.

3.1.1 Alat-alat Kawalan Bahan Pencemar Zarahan

i. Kebuk Enapan Graviti

- Merupakan teknik perawatan yang terawal

- Sesuai digunakan untuk partikel yang bersaiz besar ( melebihi 60µm)

- Elemen yang terdapat pada kebuk enapan graviti:

a) Kebuk

digunakan mengawal kelajuan gas di mana kelajuan gas yang

baik mestilah kurang daripada 0.5 ms-1 untuk membenarkan

pepejal terampai keluar daripada gas yang membawanya. Partikel

yang terasing akan dikumpulkan di bawah kebuk dan biasanya

akan dibersihkan secara manual untuk membuang kekotoran.

b) Rod, Curtain, Baffle dan wayar

digunakan untuk mengurangkan gangguan dan memastikan aliran

yang seragam.

19

- Kebaikan:

a) Kos yang murah

b) Pembinaan yang mudah dan kos penyelenggaraan yang murah

c) Partikel yang kering memudahkan pelupusan

d) Pembinaan kebuk boleh dilakukan dengan mengunakan banyak

jenis bahan

e) Pengehad bagi tekanan dan suhu bergantung kepada keadaan

semulajadi.

- Keburukan:

a) Ruang yang besar diperlukan

b) Hanya partikel yang besar sahaja boleh diasingkan

ii. Pengumpul Siklon

- Berlaku daripada tekanan kepada zarahan yang menghasilkan

gerakan berputar dan ia melanggar dinding dan menyebabkan

pengasingan zarahan

- Proses yang berlaku adalah:

Pengumpul Siklon

20

a) Gas yang mengandungi zarahan memasuki bahagian atas siklon

b) Gerakan gas yang berputar menyebabkan gas tersebut melanggar

dinding siklon

c) Pelanggaran ini menyebabkan zarahan akan diasingkan dan

dikumpulkan di bahagian bawah siklon.

d) Gas yang bersih akan dikeluarkan di permukaan terbuka di atas

siklon manakala zarahan terkumpul di bawah siklon.

- Siklon biasanya beroperasi pada suhu 10000C dan pada tekanan 500atm

- Cara perawatan ini sesuai untuk partikel yang lebih besar daripada 10 µm

dan keefisienannya adalah sehingga 85%

- Kebaikan:

a) Kos pemasangan murah dan kurang tenaga digunakan

b) Sistem pembinaan dan operasi sangat mudah

c) Penyelenggaraan mudah

d) Zarahan dapat dibersihkan dengan lebih kerap

e) Bahan yang digunakan tahan suhu dan tekanan

- Keburukan

a) Tenaga yang tinggi diperlukan untuk mendapat keefisienan yang

tinggi

b) Pengurangan keefisienan jika kepekatan zarahan adalah rendah.

iii. Penapis

- Menggunakan pengumpul fabrik atau beg fabrik.

- Zarahan akan memasuki sistem penapis dan terkumpul di sana.

- Keefisienan adalah 99% selagi tiada lubang yang terjadi pada beg.

- Kos bergantung kepada:

a) Suhu

b) Jenis Fabrik

21

mestilah yang sesuai dengan proses yang akan berlaku. Fabrik

mestilah tahan pada suhu 200 F

c) Cara pembersihan

d) Ciri-ciri zarahan

- Beg mesti di selia selalu untuk memaksimumkan keefisienan

- Faktor yang mengurangkan keefisienan adalah kelembapan di mana

kehadiran air boleh menyebabkan zarahan tidak terperangkap.

- Kebaikan:

a) Keefisienan yang tinggi

b) Sesuai untuk pelbagai jenis zarahan

c) Boleh beroperasi dengan pelbagai aliran gas

- Keburukan:

a) Memerlukan ruang yang besar

b) Fabrik mudah rosak akibat daripada suhu, gas yang menghakis

dan partikel yang tajam

c) Berpotensi untuk meletup

iv. Pengahar basah

- Proses dimana zarahan bergabung dengan titisan air.

- 4 mekanisme untuk menyingkirkan pengahar :

a) Pengangkutan (transport)

diangkut di dalam titisan air yang besarnya lebih 10 hinnga 1000

kali lebih besar dari zarahan

b) Collision

partikel mestilah bergabung dengan titisan air

c) Adhesion

tekanan daripada permukaan

22

d) Pengewapan

penyingkiran zarahan dripada fasa gas

- Effektif untuk partikel yang bersaiz 5-10 µm dalam diameter

- Untuk saiz yang lebih kecil, lebih tenaga diperlukan

- Jenis-jenis pengahar basah :

a) Spray Tower

b) Venturi Scrubber

c) Cyclone scrubber

d) Packed Scrubber

e) Mechanical Scrubber

- Kebaikan :

a) Kos lebih rendah

b) Pengumpulan par

c) ikel yang lebih efisien

d) Sesuai digunakan untuk peralatan walaupun bersuhu tinggi.

e) Boleh menyingkir gas dan partikel

- Keburukan:

a) Penggunaan tenaga eletrik yang tinggi

b) Kos penyelengaraan yang tinggi kerana hakisan senang berlaku.

c) Penuras basah akan perlu diganti

23

v. Pemendak Eletrostatik

- Komponen Pemendakan elektrostatik:

a) Punca voltan yang tinggi

b) Elektrod untuk mengumpul dan menyingkirkan pepejal terampai.

c) Kompenen keluar dan masuk untuk gas

d) Alat untuk mengumpul bahan

e) Penutup elektrod

- Melalui proses ini partikel akan dipisahkan dengan mengecas gas di

dalam satu kawasan eletrostatik di mana pepejal terampai akan

bertindakbalas dengan pengumpul elektrod.

- Ia sesuai digunakan untuk mengumpul partikel bersaiz 5 µm di

mana keefisenannya adalah sebanyak 100%

- Dengan menggunakan volt sebesar 40000-70000 volt , elektron

tidak bercas yang melaluinya akan menolak kerana wayar pada set

elektostatik adalah negetif, oleh yang demikian elektron ini akan

bergabung dengan gas yang dialirkan membentuk ion yang bercas

negatif.

- Dengan itu gas yang mempunyai pepejal terampai akan menolak

dan berkumpul di plat eletrostatik yang bercas positif

- Memerlukan penyelengaraan terutamanya elektrod di mana satu

elektrod digunakan untuk mengeluarkan elektrod dan satu elektrod

untuk pengumpulan.

- Kebaikan:

a) Boleh mengion gas pencemar

b) Mencas zarahan-zarahan ke plat

c) Plat boleh dipindahkan dan mudah diselenggara

3.2 Kawalan Bahan Pencemar Gas

24

3.2.1 Kriteria untuk memilih teknik pengawalan bahan pencemar gas

i. Kebolehbakar

ii. Ketermelarutan dalam air

iii. pH berasid atau tidak

iv. Kepekatan gas (tinggi atau rendah)

v. Kebarangkalian untuk diguna semula.

3.2.2 Kaedah kawalan bahan pencemar gas

i. Kaedah penjerapan

a) Takrifan

Penjerap akan memisahkan bahan pencemar di mana bahan

pencemar akan termendap dipermukaan karbon dan gas yang keluar

akan menjadi bersih

b) Contoh Penjerap

Bahan penjerap Karbon iaitu karbon teraktif terhasil oleh bahan-bahan

seperti kayu,tempurung kelapa atau stok petroleum. Karbon

digunakan kerana ia dapat menyerap pada takat rendah dan berat

pelarut yang tinggi serta boleh menyerap bahan pencemar dalam

bentuk wap.

25

ii. Kaedah penyerapan

merupakan proses fizikal di mana bahan pencemar gas akan menukar

fasa dan melarut dalam fasa cecair.

3.3 Alat-alat Kawalan Bahan Pencemar Zarahan

i. Melalui kaedah penjerapan

a) Penjerap Dasar Tetap (Fix Bed Adsober.)

- digunakan untuk mengawal secara berterusan bagi gas VOC

- Penjerap ini boleh mengawal VOC walaupun kepekatannya

rendah. Ini adalah kerana VOC mempunyai kadar ketoksikan yang

tinggi.

- Fixed-bed adsorbers boleh beroperasi secara mod berterusan

dan sementara.

- Untuk mod sementara di mana penjerap akan menyingkirkan

VOC untuk masa tertentu di mana VOC telah dilepaskan.

- Contohnya adalah untuk punca yang boleh diberhentikan (kilang),

apabila operasi diberhentikan dan gas VOC tidak dilepaskan lagi,

fixed-bed unit akan berhenti menjerap dan karbon yang berada di

dalam unit yang mempunyai VOC akan dikeluarkan.

- Untuk penjerapan berterusan, ia boleh dilakukan dengan

memasang dua penjerap karbon di mana penjerap karbon akan

berfungsi secara berganti-ganti.

- Kitaran yang berlaku di dalam fixed bed unit adalah:

o Karbon akan dipanaskan dengan menggunakan steam

yang diletakkan berhampiran laluan gas.

o Pengeringan bahan penjerap (karbon) dilakukan

menggunakan udara mampat atau kipas.

o Penyejukkan bahan penjerap kemudian dilakukkan

untuk memantau suhu dengan menggunakan kipas.

- Proses ini berlaku selama 1 hingga 1 ½ jam sebelum bahan

pencemar gas dimasukkan

26

- Contoh proses pembersihan gas VOC menggunakan Fix Bed Unit:

o Fixed Bed Unit yang ditunjukkan di atas menggunakan

dua unit bahan penjerap karbon.

o VOC gas masuk ke dalam unit dan kemudian bergerak

ke laluan A dan melalui bahan penjerap karbon (Vessel

01) dan keluar melalui laluan B.

o Semasa melalui Vessel 01 penjerapan berlaku.

o Pada masa yang sama Vessel 02 menjalani kitaran

seperti yang dinyatakan di atas.

o Gas yang keluar melalui akan keluar melalui cerobong.

o Setelah selesai proses yang berlaku di Vessel 01, ia

akan di tutup dan gas akan di alirkan ke vessel 02 pula.

o Jika terdapat wap-wap VOC yang terbebas,ia akan

dialirkan ke condenser ia akan dicampurkan dengan air

dan kemudian dipisahkan di decanter di mana VOC

yang terkondensasi akan di simpan dan air yang

bercampur dengan VOC akan dihantar ke tapak

rawatan.

27

b) Penjerap Bergerak (Moved Bed Unit)

- Berbeza dengan Fixed Bed Unit, bahan penjerap yang digunakan

ialah karbon dan zeolite.

- Ia juga digunakan untuk mengawal gas VOC tetapi pada masa

yang sama dapat mengawal sulfur dioksida dan oksida nitrogen

dengan menggunakan zeolite.

- Contoh proses pembersihan gas menggunakan Moved Bed Unit:

o Gas bahan pencemar memasuki unit dan dialirkan

terus ke penjerap karbon/zeolite.

o Gas yang dapat menjerap terus akan keluar sebagai

gas bersih manakala gas yang belum dapat

dibersihkan akan dialirkan kepada 2 bahagian

samaada ke Microwave carbon generator (VOC gas

sahaja) atau Microwave zeolite generator (gas lain SO2

dan NOx)

o Gas seterusnya akan mengalami pengoksidaan dan

pembersihan gas dengan menggunakan Acid Gas

Removal Bed sebelum dilepaskan.

28

c) Penjerap Bendalir

- Penjerap ini mampu mengawal bahan pencemar tanpa

menggunakan teknik perawatan yang lain.

- Gas yang memasuki unit dan dialirkan bersama bendalir dan

memjerap di permukaan bahan penjerap

- Bahan penjerap yang digunakan ialah batu kapur dan dolomite.

- Lebih daripada 95 % daripada bahan pencemar terutama bahan

pencemar sulfur dapat dijerap

ii. Melalui kaedah penyerapan

a) Menara Sembur (Spray Tower)

- Menara Sembur boleh digunakan untuk bahan pencemar gas dan

partikel.

- Ia tidak berapa efektif untuk menyerap gas tetapi sesuai

digunakan untuk bahan pencemar yang mempunyai penyerapan

yang tinggi.

- Spray tower mengandungi silinder di mana gas yang mengalir di

dalamnya akan bertindakbalas dengan nozzle spray yang

mengeluarkan semburan air.

- Bahan pencemar akan menyerap di dalam titisan air.

29

- Bahan pencemar organik biasanya akan diserap oleh air dan

penambahan beberapa jenis bahan kimia( reagent).

b) Pemeluwapan

- Proses di mana kondesasi gas berlaku apabila terdapatnya

penyejukan dan pemanasan dalam proses aliran gas di mana gas

akan bertukar menjadi wap.

4.0 Rujukan

group2pollution.blogspot.com/2007/10/pengukuran-kualiti-udara-jabatan.html

http://skcinternational.com/products/product_page_2.asp

30