TECHNICAL PAPER 1
KAJIAN TERHADAP POTENSI SISA PLASTIK ELEKTRONIK SEBAGAI SUMBER KEPADA PENGHASILAN TENAGA DAN BAHAN MENTAH
(A STUDY TOWARDS POTENTIAL OF ELECTRONIC PLASTIC WASTE AS A SOURCE OF RAW MATERIAL AND ENERGY RECOVERY)
1,2Norazli Othman, 3Nor Ezlin Ahmad Basri, 4Muhd Noor Muhd Yunus, 2Lariyah Mohd Sidek dan 5Nor azizi Othman
1Pelajar Siswazah, Jabatan Kejuruteraan Awam dan Struktur, Universiti Kebangsaan Malaysia
2Jabatan Kejuruteraan Awam, Universiti Tenaga Nasional, Kajang, Selangor
3Jabatan Kejuruteraan Awam dan Struktur, Universiti Kebangsaan Malaysia
4Agensi Nuklear Malaysia
5Kolej Sain Dan Teknologi, Universiti Teknologi Malaysia , Kuala Lumpur
Email: Norazli@Uniten.edu.my
Pengeluaran produk elektronik merupakan salah satu industri yang sedang berkembang pesat di dunia pada masa kini. Peningkatan jumlah penggunaan plastik oleh sektor tersebut menjadi faktor kepada penghasilan sisa plastik elektronik. Bahan plastik elektronik kebiasaannya mengandungi pelbagai unsur kimia bagi membolehkannya bertindak sebagai perintang pemanasan semasa alat elektronik beroperasi. Umumnya, pendekatan terhadap konsep mengitar semula sisa plastik elektronik perlu diketengahkan bagi memelihara alam sekitar. Bagi tujuan tersebut, kajian dijalankan terhadap sisa plastik elektronik yang terdiri daripada pelbagai damar bagi mengenal pasti potensinya sebagai sumber kepada penghasilan tenaga dan bahan mentah. Kajian dibahagikan kepada dua bahagian iaitu penentuan ciri fizikal dan kimia damar plastik dan pengiraan nilai pemanasan damar plastik berdasarkan formula Dulong. Hasil kajian mendapati nilai purata pemanasan sisa elektronik adalah sebanyak 30,872.42 kJ/kg (7,375 kcal/kg) manakala analisis faktor pancaran pula mendapati secara keseluruhannya kepekatan nilai pancaran yang berkemungkinan terhasil akibat daripada pelbagai aktiviti pengurusan adalah kurang daripada had-had parameter yang telah ditetapkan oleh Akta Kualiti Alam Sekitar 1974. Secara asasnya, kajian ini berjaya membuktikan potensi sisa plastik elektronik sebagai salah satu sumber kepada penghasilan bahan mentah dan juga penghasilan tenaga.
Kata Kunci : Sisa plastik elektronik, potensi, penghasilan tenaga dan bahan mentah
ABSTRACT
Nowadays, the production of electronic equipment is one of the fastest growing industrial activities in this world. The increase use of plastic in this sector resulted in an increase of electronic plastic waste. Basically, electronic plastic material contains various chemical elements which act as a flame retardant when electronic equipment is operated. In general, the concept of recycling electronic plastic waste should be considered in order to protect the environment. For this purpose, research has been conducted to different resins of electronic plastic waste to identify the potential of electronic plastic waste as a source of raw material and energy recovery. This study was divided into two part i.e. determination of physical and chemical characteristics of plastic resins and calculation of heating value for plastic resins based on Dulong formula. Results of this research show that the average calorific value of electronic waste is 30,872.42 kJ/kg (7,375 kcal/kg). The emmission factor analysis showed that the concentration of emission value that might occur during waste management activities is below the standard set by the Environment Quality Act 1974. Basically, this research reveals that electronic plastic waste has potential to become the source of raw material and energy recovery.
Keyword: Electronic plastic waste, potential, raw material and energy recovery
PENGENALAN
Peningkatan jumlah penggunaan plastik oleh sektor industri seperti industri elektronik menjadi faktor kepada penghasilan sisa plastik elektronik. Mengikut statistik yang dikeluarkan oleh Malaysian Plastics Manufacturing Association (MPMA), sebanyak 25% daripada jumlah plastik yang digunakan di negara kita terdiri daripada plastik elektronik (Kathiravale 2007). Sifat plastik yang unik iaitu ianya bersifat ringan, boleh ubah, kuat, tahan lama, mampu berfungsi sebagai perintang pemanas dan hakisan, mesra pengguna serta kos pembuatannya yang murah menjadikan bahan plastik sebagai salah satu bahan penting dalam proses pembuatan produk elektronik (American Plastic Council 1999). Sungguh pun demikian plastik elektronik juga boleh menjadi punca kepada pencemaran alam dan secara tidak langsung mengugat kesihatan manusia sekiranya ianya tidak diuruskan dengan cara yang sempurna. Ini kerana, kebiasaannya plastik bagi pembuatan produk elektronik mengandungi unsur kimia seperti bromin, klorin, fosforus atau nitrogen yang dicampurkan ke dalam bahan tersebut bagi membolehkannya bertindak sebagai perintang pemanasan (Widmer et al. 2005). Jika dilihat daripada aspek positif, kebaikan penggunaan unsur kimia di dalam plastik adalah ianya mampu mengelakkan berlakunya kebakaran semasa alat elektronik beroperasi, manakala keburukannya pula adalah pelepasan sebatian berbahaya iaitu dioksin ke persekitaran sekiranya bahan tersebut dibakar tanpa pengawasan yang sempurna (Widmer et al. 2005).
Kajian yang dijalankan oleh beberapa penyelidik merujuk plastik sebagai jumlah bahan kedua terbanyak digunakan dalam proses pembuatan produk elektronik. Secara amnya jenis damar plastik yang selalunya digunakan bagi pembuatan produk elektronik adalah seperti berikut (American Plastic Council 1999):
§ Acrylic (PMMA)
§ Acrylonitrile Butadience Styrene (ABS)
§ Polyamide (PA), Polycarbonate (PC)
§ Polycarbonate/Acrylonitrile Butadience Styrene blend (PC/ABS),
§ Polyethylene (PE)
§ Polycarbonate/Polybutylene Terephtalate blend (PC/PBT)
§ Polybutylene Terephtalate blend (PBT)
§ Polypropylene (PP)
§ Polystyrene (HIPS)
§ Polyvinly Chlorine (PVC)
§ Acrylonitrile Butadience Styrene/ Polyvinly Chlorine (ABS/PVC)
§ Polyacetal (POM),
§ Epoxy
§ Phenol Formaldehyde (PF)
§ Polyethylene Terephthalate/Polybutylene Terephtalate blend (PET/PBT)
§ Unsaturated Polyester (UP)
§ Polyurethane (PU) dan
§ Polystyrene Ether/High Impact Polystyrene blend (PPE/HIPS or PPO)
Terdapat dua jenis plastik yang digunakan bagi pembuatan produk elektronik iaitu jenis termoset dan termoplastik. Bagi proses pembuatan produk elektronik, jenis plastik yang digunakan adalah merupakan termoplastik kejuruteraan (Biancaniello et al 2003). Kelebihan penggunaan termoplastik ini adalah ianya boleh dileburkan bagi penghasilan produk baru. Faktor tersebut mampu meningkatkan keberkesanan proses kitar semula bahan plastik dan menjadi penyebab kepada penggunaan meluas bahan tersebut di kalangan pengilang di sektor industri. Sungguh pun demikian, damar plastik yang diperbuat daripada gabungan bahan kimia dan juga minyak secara asasnya tidak boleh dilupuskan secara biologi. Oleh kerana itu, pendekatan terhadap konsep mengitar semula sisa tersebut perlu diketengahkan bagi memelihara alam sekitar.
Rajah 1 menunjukkan carta alir bagi tiga jenis pilihan teknologi bagi mengitar semula plastik elektronik iaitu kitar semula secara kimia, mekanikal atau pun terma. Bagi teknologi kitar semula plastik secara kimia, sisa plastik digunakan sebagai bahan mentah untuk memproses petrokimia atau digunakan sebagai agen penurun bagi proses peleburan logam. Kitar semula secara mekanikal pula adalah dengan mengenali jenis damar plastik dan kemudian menghancurkannya bagi menghasilkan produk baru. Untuk kitar semula plastik secara terma pula, sisa plastik bertindak sebagai bahan api alternatif (Hai & Schoenung 2005). Penggunaan teknologi pengurusan sisa plastik secara berkesan bukan sahaja mampu memelihara alam sekitar malahan berupaya menjadi sumber kepada penghasilan bahan mentah dan juga penghasilan tenaga bagi kegunaan masyarakat.
BAHAN DAN KAEDAH
Sebanyak 13 jenis sampel damar plastik elektronik iaitu PMMA, ABS, PA, PC, PC/ABS, PE, PC/PBT, PBT, PP, HIPS, PVC, ABS/PVC dan POM yang dijadikan sebagai bahan ujikaji dikumpulkan daripada beberapa buah pusat kitar semula plastik di negeri Selangor. Sampel yang berjaya dikumpulkan ini kemudiannya dikisar menjadi butir-butir kecil menggunakan alat pengisar bagi memudahkan ujian makmal dilakukan terhadapnya. Penentuan ciri fizikal dan kimia damar plastik dibuat berdasarkan kepada keputusan analisis hampiran, analisis muktamad dan analisis kandungan logam sampel damar tersebut. Tujuan analisis ciri fizikal dan kimia ini adalah sebagai data asas bagi meramal kesan pancaran yang hadir semasa proses mengitar semula, mengolah serta proses melupuskan sisa plastik elektronik tersebut. Tujuan kedua pula adalah untuk menentukan nilai kalori plastik elektronik yang akan digunakan sebagai data masukan kepada sistem olahan terma untuk mengetahui sumbangan sisa plastik tersebut terhadap penghasilan tenaga iaitu tenaga elektrik dan diesel sintetik. Formula Dulong (Felder & Rousseau 2000) seperti yang dinyatakan pada persamaan (1) akan digunakan bagi mengira nilai pemanasan iaitu nilai kalori damar plastik berdasarkan kepada data yang diperolehi daripada analisis muktamad.
HV (kJ/kg) = 33801(C) + 144158[(H) – 0.125(O)] + 9413(S)………….. (1)
dimana
HV= Nilai pemanasan, C= Karbon, H=Hidrogen, O=Oksigen dan S=Sulfur
Maklumat terperinci berkenaan dengan ujikaji yang dijalankan adalah seperti berikut:
§ Analisis muktamad: Parameter yang dianalisa termasuk jisim baki, jirim meruap, karbon tetap dan abu. Tatacara yang digunakan adalah mengikut ASTM Standard D 3172 seperti yang dicadangkan oleh Brunner (1994). Berat sampel kering yang digunakan adalah sebanyak 3.0g.
§ Analisis hampiran: Paramater yang dianalisa termasuk kandungan karbon, hidrogen, sulfur dan oksigen. Dalam kajian ini, peralatan ujikaji yang digunakan adalah Elemental Analyzer (CHNS Analysis) model EA 1106 yang disediakan oleh ThermoQuest Italian S.p.A. Berat sampel kering yang digunakan adalah sebanyak 2.5-3.5 mg.
§ Nilai pemanasan: Nilai pemanasan sisa diperolehi daripada pengiraan menggunakan formula Dulong seperti yang dinyatakan pada persamaan (1)
§ Analisis pengaktifan neutron: Paramater yang dianalisa termasuk kandungan jumlah klorin dan jumlah bromin. Dalam kajian ini, peralatan ujikaji yang digunakan adalah peralatan yang digunakan dalam kajian ini adalah Reaktor Triga Mk II berkuasa maksimum 1 MW, kemudahan penyinaran iaitu Rak Berputar dan Sistem Penghantaran Pneumatic dan pengesan iaitu set meter spektrum gama, komputer dan analisis perisian iaitu Microsampo software. Berat sampel kering yang digunakan adalah sebanyak 0.5 mg.
§ Analisa kandungan logam: Parameter yang dianalisa termasuk Cd, Cr, Hg, Pb and As. Peralatan ujikaji yang digunakan ialah ICP-MS. Berat sampel kering yang digunakan adalah sebanyak 0.2 mg.
HASIL
Analisis Ciri Fizikal dan Kimia Damar Plastik Elektronik
Analisis Hampiran (Proximate analysis): Jadual 1 menunjukkan peratusan jisim baki, jirim meruap, abu dan karbon tetap dalam berbagai sampel damar plastik elektronik pada asas kering (dry basis). Keputusan analisis hampiran menunjukkan peratusan jisim baki adalah pada julat 0.0% sehingga 3.22%, peratusan jisim meruap adalah pada julat 52.01% sehingga 175.56%, peratusan abu adalah pada julat 0.0% sehingga 50.8% dan peratusan karbon tetap adalah pada julat 0.0% sehingga 47.99%. Analisa terhadap ujikaji yang dijalankan menunjukkan secara purata, peratusan jirim meruap dalam berbagai sampel damar plastik elektronik adalah yang paling tinggi iaitu sebanyak 92.25% berbanding dengan peratusan jisim baki, abu dan karbon tetap yang setiap satunya hanya menyumbang kurang daripada 10% jumlah peratusan. Menurut Muhd Noor Muhd Yunus (2008), semakin tinggi peratusan jirim meruap dalam bahan api maka semakin panjang tempoh pembakaran yang berlaku dan semakin banyak pula jumlah tenaga yang berjaya dihasilkan melalui proses pembakaran tersebut. Keputusan ujikaji juga mendapati pembakaran bahan plastik elektronik hanya menghasilkan sisa baki iaitu abu dalam jumlah yang kecil iaitu secara purata sebanyak 7.3% sahaja. Keputusan kajian yang dijalankan secara asasnya membuktikan bahawa bahan plastik elektronik berpotensi dijadikan sebagai sumber bahan api kerana mempunyai ciri-ciri peratusan jirim meruap yang sangat tinggi serta peratusan abu yang sangat rendah
Analisis Muktamad (Ultimate Analysis): Jadual 2 menunjukkan keputusan peratusan nitrogen, karbon, hidrogen dan oksigen dalam berbagai sampel damar plastik elektronik manakala Jadual 3 pula menunjukkan kepekatan jumlah klorin dan jumlah bromin dalam sampel-sampel tersebut pada asas kering. Keputusan analisis muktamad menunjukkan peratusan nitrogen adalah pada julat 0.03% sehingga 9.95%, peratusan karbon adalah pada julat 38.85% sehingga 83.10%, peratusan hidrogen adalah pada julat 3.56% sehingga 14.22% dan peratusan oksigen adalah pada julat 7.46% sehingga 51.50%. Kepekatan jumlah klorin pula adalah pada julat 11.37 sehingga 159257.5 ppm manakala kepekatan jumlah bromin adalah pada julat 0 sehingga 27.0 ppm. Merujuk kepada Jadual 2, analisa terhadap ujikaji yang dijalankan menunjukkan secara purata, peratusan kandungan karbon dalam berbagai sampel damar plastik elektronik adalah paling tinggi iaitu sebanyak 61.48% diikuti dengan peratusan oksigen sebanyak 23.37% manakala peratusan hidrogen dan nitrogen masing-masing adalah sebanyak 7.20% dan 1.71%. Formula Dulong oleh Felder & Rousseau (2000) menyatakan bahawa semakin banyak kandungan unsur karbon dan hidrogen dalam sesuatu bahan api, maka semakin tinggi pula nilai pemanasan iaitu nilai kalori bahan api tersebut bagi penghasilan tenaga. Secara asasnya, semakin tinggi nilai kalori sesuatu bahan api maka semakin banyak pula jumlah tenaga daripada bahan api tersebut yang dapat dijanakan (Laporan Penilaian Impak Persekitaran 2004). Mohd Nazeri Salleh et al. (2002) dalam kajiannya juga membuktikan bahan plastik secara amnya mempunyai nilai kalori yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan bahan-bahan lain seperti kertas, sisa makanan atau lain-lain sisa organik. Keputusan kajian yang dijalankan secara asasnya menunjukkan bahawa bahan plastik elektronik berpotensi dijadikan sebagai sumber bahan api kerana ianya mempunyai jumlah kandungan karbon yang tinggi.
Merujuk kepada Jadual 3 pula, secara puratanya kepekatan kandungan bromin dalam berbagai sampel damar adalah sebanyak 3.56 ppm. Sungguh pun demikian, analisis ujikaji mendapati kandungan unsur bromin dalam kebanyakan jenis damar plastik yang diuji adalah pada kepekatan yang rendah iaitu hanya pada julat 0 hingga 2.12 ppm. Walau bagaimanapun, fakta tersebut adalah terkecuali bagi damar plastik PVC. Kepekatan secara purata kandungan unsur klorin dalam berbagai jenis sampel pula adalah sebanyak 44872 ppm dimana analisis ujikaji mendapati bahawa julat kepekatan kebanyakan damar tersebut adalah diantara 11.37 ppm sehingga 367.37 ppm kecuali bagi damar PVC dan damar PE. Menurut kajian Townsend & Vann (2002), kandungan unsur bromin dan klorin dalam damar plastik elektronik adalah berpunca daripada penggunaan rencat nyala yang memerlukan unsur tersebut sebagai komponen yang boleh membantu mengurangkan kemudahbakaran alat elektronik semasa beroperasi. Kajian yang dijalankan oleh Ramachandra & Saira (2004) pula menyatakan bahawa rencat nyala tersebut adalah bertoksik dan bersifat biotumpukan dimana ianya mampu meningkatkan risiko barah serta kesan neutrotoksik terhadap kesihatan manusia. Sungguh pun demikian, kajian yang dijalankan oleh Vehlow & Mark (1997) menyatakan bahawa plastik yang mengandungi unsur bromin adalah terbukti berkesan untuk diguna semula, dikitar semula secara mekanikal dan dijadikan sebagai sumber terhadap penghasilan semula unsur bromin dan tenaga. Menurut Shajeran Resource & Alphakat Engineering (2008) pula, damar plastik seperti PVC adalah sesuai dijadikan sebagai sumber kepada penghasilan diesel sintetik. Keputusan kajian yang dijalankan secara asasnya membuktikan bahawa bahan plastik elektronik berpotensi dijadikan sebagai sumber bahan api kerana ianya mempunyai nilai kalori yang sangat tinggi berbanding lain-lain bahan.
Analisis Kandungan Logam : Jadual 4 menunjukkan kepekatan kandungan logam kadmium, kromium, merkuri, plumbum dan arsenik dalam berbagai sampel damar plastik elektronik. Keputusan analisis menunjukkan kepekatan logam kadmium adalah pada julat 0 ppm sehingga 0.164 ppm, kepekatan logam kromium adalah pada julat 0 ppm sehingga 0.076 ppm, kepekatan logam merkuri adalah pada julat 0.001 ppm sehingga 0.085 ppm, kepekatan logam plumbum adalah pada julat 0 ppm sehingga 23.7 ppm dan kepekatan logam arsenik pula adalah pada julat 0 ppm sehingga 0.043 ppm. Merujuk kepada Jadual 4, secara puratanya kepekatan kandungan logam kadmium, kromium, merkuri, plumbum dan arsenik dalam berbagai sampel damar masing-masing adalah sebanyak 0.014, 0.029, 0.033, 2.824 dan 0.003 ppm. Sungguh pun demikian, analisis ujikaji mendapati kandungan logam dalam kebanyakan jenis damar plastik yang diuji adalah pada kepekatan yang rendah iaitu hanya pada julat 0 hingga 0.164 ppm kecuali bagi damar plastik PVC. Keputusan kajian yang dijalankan secara asasnya membuktikan bahawa bahan plastik elektronik berpotensi dijadikan sebagai sumber bahan api dan sumber bahan mentah kerana mempunyai kepekatan kandungan logam beratnya yang rendah.
Analisis Ciri Fizikal dan Kimia Sisa Plastik Elektronik
Rajah 2 menunjukkan pernormalan taburan berat sisa plastik elektronik setelah tamat jangka hayat produk manakala Jadual 5 pula menunjukkan ciri fizikal dan ciri kimia sisa plastik elektronik tersebut pada asas kering. Penentuan ciri fizikal dan ciri kimia sisa plastik elektronik diperolehi dengan melakukan pendaraban secara individu peratusan berat damar plastik elektronik dengan peratus atau pun kepekatan komponen seperti jisim baki, nitrogen, jumlah klorin, kadmium dan sebagainya. Jumlah hasil pendaraban setiap komponen merupakan nilai purata terhadap kandungan komponen-komponen tersebut dalam sisa plastik elektronik (Kathiaravale 2002). Dari Jadual 5 didapati, sisa plastik elektronik mempunyai 83.44% jisim meruap, 11.10% abu, 10.82% karbon tetap dan 0.57% jisim baki sementara peratusan karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen masing-masing adalah sebanyak 70.14%, 14.73%, 6.81% dan 3.27%. Kepekatan kandungan jumlah klorin dan bromin pula masing-masing adalah sebanyak 45310.06 dan 3.77 ppm sementara kepekatan logam plumbum adalah sebanyak 3.22 ppm, logam kromium dan merkuri adalah sebanyak 0.001ppm manakala tiada terdapat kandungan logam kadmium dan arsenik dalam sisa plastik elektronik.
Analisis Nilai Pemanasan (Nilai Kalori) Sisa Plastik Elektronik
Jadual 6 menyenaraikan nilai pemanasan bagi berbagai jenis damar plastik elektronik dan juga nilai pemanasan secara purata sisa plastik elektronik yang terdiri daripada komponen damar tersebut. Kiraan nilai pemanasan dilakukan berdasarkan kepada keputusan analisis muktamad dimana formula Dulong seperti yang dinyatakan pada persamaan (1) digunakan bagi menerbitkan nilai pemanasan tersebut. Merujuk kepada jadual 6 nilai pemanasan yang paling tinggi dipunyai oleh damar PP dengan nilai pemanasan sebanyak 45,358.28 kJ/kg manakala nilai pemanasan yang paling rendah dipunyai oleh damar PVC dengan nilai pemanasan sebanyak 14,116.27 kJ/kg. Nilai purata pemanasan bagi sisa elektronik pula adalah sebanyak 30872.42 kJ/kg atau pun sebanyak 7,375 kcal/kg. Menurut kajian Menad et al (1998) dan Vehlow et al. (2000), nilai pemanasan bagi sisa plastik elektronik adalah pada julat 18 sehingga 46 MJ/kg. Keputusan ujikaji yang dilakukan pula menunjukkan bahawa nilai pemanasan yang diperolehi adalah sebanyak 30.8 MJ/kg. Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa keputusan ujikaji ini adalah bertepatan dengan beberapa kajian yang telah dilakukan oleh beberapa penyelidik-penyelidik yang lain.
Analisis Faktor Pancaran Sisa Plastik Elektronik
Secara amnya, proses penguraian dan proses pembakaran sisa plastik elektronik akan menghasilkan pancaran terhadap alam sekitar. Pancaran tersebut terbahagi kepada dua kategori iaitu pancaran udara dan pancaran air. Analisis kepekatan kandungan bahan pencemar dalam sisa plastik seperti yang diberikan dalam Jadual 5 boleh dijadikan rujukan terhadap kepekatan nilai pancaran air yang berkemungkinan terhasil oleh aktiviti mengurus sisa. Jadual 7 pula menunjukkan keputusan nilai pancaran udara sisa plastik elektronik menggunakan model pengiraan yang telah dibangunkan oleh Dr. Muhd Noor Muhd Yunus daripada Agensi Nuklear Malaysia
PERBINCANGAN
Teknologi pengurusan sisa pepejal secara asasnya merangkumi teknologi kitar semula, teknologi olahan terma dan teknologi pelupusan. Kebaikan setiap teknologi tersebut adalah ianya berupaya mendapatkan semula bahan beharga seperti bahan mentah atau pun sumber tenaga dari sisa manakala keburukan setiap teknologi tersebut adalah ianya berkemungkinan menghasilkan pancaran yang boleh mencemarkan alam sekitar. Pemilihan teknologi pengurusan yang bersesuaian untuk diaplikasikan bagi menguruskan sesuatu sisa memerlukan maklumat iaitu data asas berkaitan dengan sisa tersebut. Fungsi data asas ini adalah bagi membuktikan potensi sisa tersebut sebagai sumber kepada penghasilan bahan beharga serta bagi memudahkan ramalan dibuat terhadap kesan pancaran yang berkemungkinan hadir oleh teknologi yang diguna pakai. Data asas yang diperlukan adalah data terhadap ciri-ciri sisa iaitu ciri fizikal dan ciri kimia sisa.
Bagi mengitar semula sisa plastik elektronik secara mekanikal, teknologi mengenali dan mengasing jenis-jenis damar plastik elektronik perlu dipertingkatkan bagi memastikan keberkesanan penggunaan teknologi tersebut (Schlummer et al. 2007). Analisa ciri-ciri fizikal dan kimia damar-damar plastik secara individu pula mendapati, damar plastik PVC mengandungi bahan pencemar yang sangat tinggi berbanding damar plastik elektronik yang lain. Walau bagaimanapun, Schlummer et al. (2007) dalam kajiannya terhadap isu alam sekitar berkaitan jangka hayat damar plastik PVC menyatakan bahawa mengitar semula damar PVC tidak menjejaskan alam sekitar. Penyelidik tersebut juga menyatakan konsep mengitar semula plastik secara mekanikal menyumbang kepada kesedaran ekologi dan ekonomi. Menurut kajian Balart et al. (2005) pula, walaupun terdapat penurunan sifat mekanikal (mechanical properties) terhadap plastik kitar semula berbanding plastik asal tetapi prestasinya sebagai termoplastik kejuruteraan masih lagi tidak terjejas dan ianya juga masih lagi sesuai dijadikan sebagai bahan mentah sekunder bagi penghasilan produk-produk lain. Analisa makmal dan kajian-kajian yang dijalankan oleh beberapa penyelidik mendapati sisa plastik elektronik berpotensi untuk dijadikan sebagai sumber terhadap penghasilan bahan mentah sekunder.
Jika dilihat dari sudut konsep olahan terma seperti teknologi Refuse-Derived Fuel atau teknologi Catalytic De-Polymerization Process didapati, sisa plastik elektronik berpotensi untuk dijadikan sebagai sumber terhadap penjanaan tenaga. Ini kerana sisa tersebut mempunyai nilai kalori yang sangat tinggi iaitu sebanyak 7,375 kcal/kg berbanding 3,450 kcal/kg (Laporan Penilaian Impak Persekitaran 2004) bagi Sisa Pepejal Perbandaran. Hasil kajian juga mendapati sisa plastik elektronik mempunyai peratusan jirim meruap yang sangat tinggi dan peratusan abu yang sangat rendah iaitu masing-masing sebanyak 83.44% dan 11.10%. Secara ringkasnya, semakin tinggi nilai kalori dalam bahan api maka semakin banyak jumlah tenaga yang dapat dihasilkan (Laporan Penilaian Impak Persekitaran 2004). Semakin tinggi peratusan jirim meruap dalam bahan api pula maka semakin panjang tempoh pembakaran yang berlaku dan semakin banyak pula jumlah tenaga yang bakal dihasilkan (Muhd Noor Muhd Yunus 2008). Hasil kajian juga membuktikan bahawa penggunaan sisa tersebut sebagai bahan api dalam sistem penunuan hanya akan menghasilkan sisa baki iaitu abu untuk dilupuskan dalam jumlah yang kecil sahaja. Oleh itu, ianya secara tidak langsung meningkatkan kecekapan sistem tersebut dalam mengurus sisa. Sungguh pun demikian, bagi teknologi Refuse Derived Fuel, gas dicorong asap yang terbentuk semasa proses penjanaan tenaga berkemungkinan mengandungi bahan pencemar seperti bromin dioksin, klorin dioksin, karbon monoksida, karbon dioksida dan nitrogen dioksida dengan kepekatan tertentu. Bahan pencemar dalam gas dicorong asap ini perlu disingkirkan terlebih dahulu sebelum gas tersebut dilepaskan ke persekitaran menggunakan sistem kawalan pencemaran udara seperti kapur, karbon teraktif, beg penapis dan sebagainya. Sistem kawalan pencemaran udara yang berkesan mampu menyingkirkan bahan pencemar tersebut sehingga kepada had-had parameter yang telah ditetapkan oleh Peraturan Kualiti Alam Sekeliling (udara bersih) 1978. Keluaran sistem iaitu penghasilan abu bawah pula akan dilupuskan di tapak pelupusan sampah sementara penghasilan abu terbang akan dihantar ke Kualiti Alam untuk diolah dan dilupuskan. Menurut Tange & Drohmann (2004), kajian yang telah dijalankan terhadap ujian penunuan dan pembakaran menunjukkan sisa plastik elektronik sehingga 3% boleh dicampurkan dengan Sisa Pepejal Perbandaran bagi tujuan penjanaan tenaga tanpa sama sekali menjejaskan alam sekitar.
Bagi teknologi Catalytic De-Polymerization Process pula, penggunaan sisa plastik elektronik sebagai bahan mentah bagi penjanaan tenaga tidak menghasilkan bahan pencemar seperti klorin, dioksin, furan dan bahan-bahan toksik yang lain (Shajeran Resources & Alphakat Engineering 2008). Jung (2003) dalam kajiannya terhadap potensi bahan polimer sebagai sumber tenaga berjaya membuktikan bahawa plastik yang mempunyai nilai kalori sebanyak 40 MJ/kg berjaya menghasilkan jumlah tenaga yang lebih banyak berbanding lain-lain bahan api. Penyelidik ini juga menyatakan bahawa konsep olahan terma yang bertujuan menukar sisa plastik sebagai bahan api atau pun gas merupakan satu proses yang hampir tidak menjanakan pancaran terhadap alam sekitar.
Walau bagaimanapun, penggunaan teknologi pelupusan bagi melupuskan bahan sampingan daripada teknologi seperti olahan terma dan kitar semula atau pun penggunaan teknologi kambusan tanah sebagai pilihan pengurusan bagi menguruskan sisa plastik elektronik berpotensi menjejaskan alam sekitar sekiranya kaedah yang betul dan selamat tidak digunakan bagi mengolah air kurasan daripada tapak pelupusan. Ini kerana, bahan pencemar dalam sisa tersebut mampu mencemarkan air bawah tanah yang menyusup masuk melalui air kurasan yang tidak diolah dengan cara yang betul. Oleh yang demikian dapat disimpulkan bahawa teknologi kitar semula dan teknologi olahan terma berpotensi menyumbang kepada penjanaan semula sumber beharga seperti bahan mentah dan tenaga daripada sisa plastik elektronik dan pada masa yang sama berpotensi menyelesaikan masalah pelupusan sisa plastik elektronik sekiranya disertakan bersama dengan teknik mengolah air kurasan yang betul dan selamat. Pengunaan teknologi kitar semula dan teknologi olahan terma seperti Refuse Derived Fuel atau Catalytic De-polymerization Process pula berpotensi menjadi pilihan praktis pengurusan yang terbaik (Best Management Practice Option) sekiranya diikuti dengan teknologi kambusan tanah bagi melupuskan sisa baki yang terhasil daripada proses-proses tersebut.
KESIMPULAN
Peningkatan penjanaan sisa plastik elektronik yang seiring dengan perkembangan revolusi industri dan teknologi maklumat memerlukan teknik serta kaedah pengurusan yang terbaik bagi mengatasi isu pencemaran terhadap alam sekitar dan pada masa yang sama dapat mengatasi isu kekurangan sumber asli dunia. Pada masa kini, sistem pengurusan sisa pepejal terutamanya sisa elektronik yang dilaksanakan di negara Malaysia
PENGHARGAAN
Penulis ingin merakamkan penghargaan dan terima kasih kepada Jabatan Kejuruteraan Awam dan Alam Sekitar (Universiti Kebangsaan Malaysia), Agensi Nuklear Malaysia dan Universiti Tenaga Nasional atas segala kerjasama yang diberikan bagi menjayakan kajian ini.
RUJUKAN
American Plastic Council, 1999. Recovery of Plastic from Municipality Collected Electrical and Electronic Goods. A Summary report of Research Sponsored by the American Plastic Council and the Materials for the future foundation, March 1999
Balart, R. Lopez, J. Garcia, D & Salvador M.D. 2005 Recycling of ABS and PC from Electrical and Electronic Waste. Effect of Miscibility and Previou Degradation on Final Performance of Industrial Blends. Journal European polymer 41:2150-2160
Biancaniello, J. Headley,L. Fisher,M.M., Kingsbury, T.2003. Setting the Record Straight: Busting Common Myths about plastics from Recovered Consumer Electronics. Technical Paper from American Plastic Council
Brunner, C. R 1994. Hazardous Waste Incineration. Singapore
Felder, R.M & Rousseau, R.W. 2000. Elementary Principles of chemical processes John Wiley & Sons, Inc
Hai, Y. K & Schoeung, J.M. 2005, Electronic waste recycling: A review of U.S.
Jung C.G. 2003. Small Scale Waste to Energy Gasification and Pyrolysis Plants, substitution Fuels from Mixed Plastics. Conference Metal and Energy Recovery in Skelleftea in Sweden
Kathiravale, S. Farid, M.F.A., Isa, M.A.C.M, Zakaria, N. Takip, K.M. and Ba’an, R. 2007. Waste Management: Obligation and Opportunities in Malaysia Kuala Lumpur
Kathiravale S., Khaironie Mohamed Takip, Muhd Noor Muhd Yunus, Abdul Halim Samsuddin, Kamaruzzaman Sopian & Rahimi Abdul Rahman. 2002. A comparative study on the analytical methods for the characterization of municipal solid waste Proceedings of the 5th Asian Symposium on Academic Activities for Waste Management.hlm:C1:1-8
Laporan Penilaian Impak Persekitaran (EIA). 2004. Detailed Environmental Impact Assessment of The Proposed Resource Recovery Centre (Waste to Energy) plant in Mukim Semenyih, Daerah Hulu Langat, Selangor Darul Ehsan, Malaysia
Menad, N., Blorkman, B., Allain, E.G. 1998. Combustion of Plastics Contained in Electric Electronic Scrap. Journal of Resources, Conservation and Recycling 24:65-85.
Mohd Nazeri Salleh, Mohd Nasir Hassan, Azni Idris, Muhd Noor Muhd Yunus & Sivapalan Kathiravale. 2002. Development of Models on Estimating Heating Values Based on the Characteristics of Solid Wastes: A Case Study in Kuala Lumpur
Muhd Noor Muhd Yunus. 2008. Analisa ciri-ciri fizikal dan ciri-ciri kimia sisa plastik elektronik Temu bual, 16 April.
Ramachandra T.V. & Saira V.K. 2004. Environmentally sound options for E-waste management. Envis Journal of Human settlements.
Schlummer, M. Gruber, L. Maurer, A. Wloz, Gerd. & Eldik R.V. 2007. Characterisation of Polymer Fractions from Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) and Implications for waste management. Journal Chemosphere 67:1866-1876
Shajeran Resource Sdn. Bhd. & Alphakat Engineering GmBH. 2008 Proposal on Catalytic de-polymerization process (CDP) plant (500 litre/hour plant). Kuala Lumpur
Tange, L. & Drohmann, D. 2004. Waste electric and electronic equipment plastics with brominated flame retardants-from legislation to separate treatment - thermal processes. Joural Polymer Degradation and Stability 88(1):35-40
Townsend, T.G. & Vann, K. 2002. Leaching of Hazaardous Chemicals from Discarded Electronics. National Electronic Equipment Management and Compliance Assistance Workshop Atlanta , GA
Vehlow,J., Bergfeldt,B., Jay, K., Hunsinger, H., Mark, F.E., 2000. Thermal Treatment of Electrical and Electronic Waste Plastics. Journal Waste management and Resources 18:131-140
Vehlow, J & Mark, F.E. 1997. Electrical and Electronic plastic waste co-cumbustion. APME technical report No. 8020.
Widmer, R., Krapf, H. O, Khetriwal, D.S, Schnellmann, M.& Boni, H., 2005 Global Perspectives on E-waste. Environmental Impact Assessment Review, Elsevier: 436-458
Rajah 1 Pilihan teknologi kitar semula sisa plastik elektronik (Hai & Schoenung, 2005)
 |
Jadual 1 Peratusan jisim baki, jirim meruap, karbon tetap dan abu dalam berbagai jenis damar plastik elektronik [1]
Damar
|
Ciri-ciri
| |||
Jisim
Baki
|
Jirim Meruap
|
Abu
|
Karbon Tetap
| |
(%)
|
(%)
|
(%)
|
(%)
| |
PMMA
|
1.66
|
98.31
|
1.35
|
0.51
|
ABS
|
0.89
|
97.88
|
1.01
|
1.12
|
PA
|
3.22
|
99.78
|
0.00
|
0.69
|
PC
|
0.67
|
79.73
|
0.17
|
20.10
|
PC/ABS
|
0.44
|
90.74
|
0.56
|
8.70
|
PE
|
0.67
|
96.76
|
1.57
|
1.68
|
PC/PBT
|
0.11
|
86.01
|
1.44
|
12.54
|
PBT
|
0.22
|
67.71
|
30.74
|
1.56
|
PP
|
0.22
|
99.44
|
0.67
|
0.00
|
HIPS
|
0.67
|
52.01
|
0.00
|
47.99
|
PVC
|
0.11
|
175.56
|
24.30
|
0.00
|
ABS/PVC
|
0.00
|
55.69
|
50.80
|
0.00
|
POM
|
0.22
|
99.67
|
0.67
|
0.00
|
Purata
|
0.70
|
92.25
|
8.71
|
7.30
|
Jadual 2 Peratusan nitrogen, karbon, hidrogen, oksigen dan sulfur dalam berbagai jenis damar plastik elektronik [2]
Damar
|
Ciri-ciri
| ||||
Kandungan
Nitrogen
|
Kandungan Karbon
|
Kandungan Hidrogen
|
Kandungan
Oksigen
|
Kandungan Sulfur
| |
(%)
|
(%)
|
(%)
|
(%)
|
(%)
| |
PMMA
|
0.073
|
56.67
|
7.68
|
34.23
|
TDK
|
ABS
|
6.13
|
76.82
|
7.45
|
8.59
|
TDK
|
PA
|
9.95
|
55.38
|
8.65
|
26.03
|
TDK
|
PC
|
0.08
|
69.56
|
5.33
|
24.86
|
TDK
|
PC/ABS
|
3.16
|
71.18
|
6.28
|
18.82
|
TDK
|
PE
|
0.09
|
69.67
|
10.12
|
18.55
|
TDK
|
PC/PBT
|
0.03
|
63.30
|
5.22
|
30.01
|
TDK
|
PBT
|
0.04
|
43.28
|
3.56
|
22.38
|
TDK
|
PP
|
0.10
|
77.54
|
14.22
|
7.46
|
TDK
|
HIPS
|
0.21
|
83.10
|
7.82
|
8.88
|
TDK
|
PVC
|
0.03
|
38.85
|
4.70
|
32.11
|
TDK
|
ABS/PVC
|
2.25
|
52.96
|
5.64
|
20.35
|
TDK
|
POM
|
0.07
|
40.86
|
6.90
|
51.50
|
TDK
|
Purata
|
1.71
|
61.48
|
7.20
|
23.37
|
TDK
|
Jadual 3 Kandungan kepekatan Jumlah klorin dan Jumlah bromin dalam berbagai jenis damar plastik elektronik [3]
Damar
|
Kepekatan
| |
Jumlah
klorin
|
Jumlah bromin
| |
(ppm)
|
(ppm)
| |
PMMA
|
14.8
|
0
|
ABS
|
11.37
|
0
|
PA
|
16.94
|
0.22
|
PC
|
32.29
|
0.44
|
PC/ABS
|
22.2
|
0.13
|
PE
|
56081
|
2.12
|
PC/PBT
|
39.99
|
0.76
|
PBT
|
47.68
|
1.09
|
PP
|
52.45
|
0.57
|
HIPS
|
14.41
|
0.37
|
PVC
|
367388
|
27.0
|
ABS/PVC
|
159257.5
|
13.48
|
POM
|
367.37
|
0.08
|
Purata
|
44872
|
3.56
|
Jadual 4 Kandungan logam dalam berbagai jenis damar plastik elektronik[4]
Damar
|
Ciri-ciri
| ||||
Cd
|
Cr
|
Hg
|
Pb
|
As
| |
(ppm)
|
(ppm)
|
(ppm)
|
(ppm)
|
(ppm)
| |
PMMA
|
0.001
|
0.001
|
0.001
|
0
|
0
|
ABS
|
0
|
0.001
|
0.001
|
0.003
|
0
|
PA
|
0.001
|
0.066
|
0.076
|
0.006
|
0.043
|
PC
|
0
|
0
|
0.002
|
0.001
|
0
|
PC/ABS
|
0
|
0
|
0.001
|
0.001
|
0
|
PE
|
0.015
|
0.001
|
0.001
|
0.891
|
0
|
PC/PBT
|
0.001
|
0.076
|
0.085
|
0.012
|
0
|
PBT
|
0
|
0.070
|
0.081
|
0.017
|
0
|
PP
|
0.164
|
0
|
0.001
|
0.197
|
0
|
HIPS
|
0
|
0.001
|
0.001
|
0.004
|
0
|
PVC
|
0
|
0.065
|
0.069
|
23.7
|
0
|
ABS/PVC
|
0
|
0.033
|
0.035
|
11.85
|
0
|
POM
|
0.001
|
0.067
|
0.075
|
0.026
|
0
|
Purata
|
0.014
|
0.029
|
0.033
|
2.824
|
0.003
|
Rajah 2 Pernormalan taburan berat sisa plastik elektronik setelah tamat jangka hayat produk
.
Jadual 5 Ciri fizikal dan ciri kimia sisa plastik elektronik [5]
Parameter
|
Sisa plastik elektronik
| |
Unit
|
Kandungan/kepekatan
| |
Jisim Baki
|
%
|
0.57
|
Jirim Meruap
|
%
|
83.44
|
Abu
|
%
|
11.10
|
Karbon Tetap
|
%
|
10.82
|
Nitrogen
|
%
|
3.27
|
Karbon
|
%
|
70.14
|
Hidrogen
|
%
|
6.81
|
Oksigen
|
%
|
14.73
|
Sulfur
|
%
|
TDK
|
Jumlah Klorin
|
ppm
|
45310.06
|
Jumlah Bromin
|
ppm
|
3.77
|
Cd
|
ppm
|
0
|
Cr
|
ppm
|
0.01
|
Hg
|
ppm
|
0.01
|
Pb
|
ppm
|
3.22
|
As
|
ppm
|
0
|
Jadual 6 Nilai pemanas damar plastik elektronik dan sisa plastik elektronik[6]
Damar
|
Nilai pemanas (HV)
|
(kJ/kg)
| |
PMMA
|
24053.83
|
ABS
|
35158.97
|
PA
|
26494.67
|
PC
|
26713.82
|
PC/ABS
|
29719.53
|
PE
|
34799.27
|
PC/PBT
|
23511.30
|
PBT
|
15723.35
|
PP
|
45358.28
|
HIPS
|
37758.68
|
PVC
|
14116.27
|
ABS/PVC
|
22364.59
|
POM
|
14472.35
|
Sisa plastik elektronik
|
30872.42 kJ/kg
|
7375 Kcal/kg
|
Jadual 7 Nilai pancaran udara sisa plastik elektronik [7]
Parameter
|
Kepekatan
| ||||
Peraturan Kualiti Alam sekeliling (udara bersih) 1978
| |||||
Unit
|
Sisa plastik elektronik
|
Standard
A
|
Standard
B
|
Standard
C
| |
Arsenik
|
g/Nm3
|
0
|
0.04
|
0.025
|
0.025
|
Kadmium
|
g/Nm3
|
0
|
0.025
|
0.015
|
0.015
|
Kromium
|
g/Nm3
|
0
|
-
|
-
|
-
|
Merkuri
|
g/Nm3
|
0
|
0.02
|
0.01
|
0.01
|
Plumbum
|
g/Nm3
|
0
|
0.04
|
0.025
|
0.025
|
Bromin Dioksin
|
ng/Nm3
|
0.1
|
0.1 (Praktis pengurusan terbaik)
| ||
Klorin Dioksin
|
ng/Nm3
|
0.1
|
0.1 (Praktis pengurusan terbaik)
| ||
Karbon monoksida
|
g/Nm3
|
5.76
|
-
|
-
|
-
|
Karbon dioksida
|
g/Nm3
|
6.76
|
-
|
-
|
-
|
Nitrogen dioksida
|
g/Nm3
|
2.22
|
3.0
|
2.5
|
2.0
|
Sulfur dioksida
|
g/Nm3
|
TDK
|
-
|
-
|
-
|
Hidrogen klorida
|
g/Nm3
|
0.769
|
0.6
|
0.5
|
0.4
|
Hidrogen bromida
|
g/Nm3
|
0.462
|
-
|
-
|
-
|
