Sumber Gambar:  https://www.freepik.com/free-photo/person-doing-selective-recycle-garbage_18955507.htm

 

Plastik merupakan suatu bahan yang versatil, murah, ringan dan tahan lama bagi pelbagai kegunaan manusia di seluruh dunia. Sepertimana negara lain di Selatan Asia, Malaysia juga mempunyai sistem pengurusan sisa yang masih tidak mencukupi berbanding amaun sisa plastik yang dihasilkan. Masih banyak tempat pengurusan sisa plastik diuruskan dengan kaedah konvesional iaitu pembuangan di tanah atau melalui kaedah pembakaran. Penghasilan sisa rumah di Malaysia adalah lebih tinggi (0.85-1.5 kg untuk setiap orang) berbanding negara sedang membangun yang lain seperti Indonesia (0.22 kg untuk setiap orang) dan Filipina (0.40 kg untuk setiap orang). Pada tahun 2007, komposisi sisa plastik adalah sebanyak 19% daripada jumlah sisa yang dihasilkan di Malaysia (Chen et al., 2021).

Pelbagai kaedah telah dijalankan oleh para saintis di seluruh dunia bagi tujuan valorisasi sisa plastik. Valorisasi bermasuk menjadikan sesuatu bahan/sebatian sedia ada supaya bernilai atau bermanfaat. Antara usaha valorisasi ini ialah dengan menjalankan kitar semula secara kimia. Salah satu kaedah yang dijalankan adalah dengan memberikan tindak balas kimia terhadap plastik yang dinamakan sintesis gas supaya menghasilkan gas hidrogen dan karbon monoksida. Gas tersebut boleh dijadikan bahan suapan untuk penghasilan bahan api. Rantaian polimer dengan berat molekul yang tertentu juga boleh ditukar kepada molekul monomer atau oligomer dan ianya boleh digunakan untuk proses pempolimeran semula. Namun, penghasilan monomer atau oligomer menelan kos yang tinggi sebelum boleh digunakan untuk penghasilan polimer. Manakala, penghasilan monomer yang asli (berasaskan karbon) pula melibatkan kos penghasilan lebih rendah. Maka, proses kitar semula secara kimia terhadap plastik bagi menghasilkan semula molekul monomer atau oligomer ini tidak begitu digemari bagi tujuan komersil.

Terdapat juga usaha menghasilkan material elektrod (seperti grafin, tiub nano karbon, gentian nano karbon, karbon berkeliangan tinggi) daripada sisa plastik. Beberapa jenis bahan berasaskan karbon telah dihasilkan daripada sisa plastik melalui kaedah pengaktifan. Kaedah pengaktifan bermaksud menukarkan bahan mentah daripada industri kepada material aktif. Kaedah pirolisis telah digunakan bagi tujuan ini untuk menukarkan sisa industri kepada karbon teraktif. Kaedah pirolisis bermaksud tindakbalas degradasi bahan mengandungi karbon secara terma menggunakan gas lengai (bukan oksigen). Proses pirolisis berlaku dalam atmosfera yang kurang oksigen dan pada suhu yang tinggi bagi menukarkan sisa industri kepada material berkarbon. Sisa plastik daripada polietilena (PE), polipropilena (PP), polietilena (PET), polistirena (PS) dan lain-lain telah berjaya ditukarkan kepada material elektrod untuk penghasilan superkapasitor. Superkapasitor ialah kapasitor berkapasiti tinggi, dengan nilai kemuatan (capacitance) jauh lebih tinggi daripada kapasitor keadaan pepejal tetapi dengan had voltan yang lebih rendah. Kandungan karbon dalam sisa plastik adalah tinggi iaitu 86% bagi PE, 86% bagi PP dan 92% bagi PS; maka tidak hairanlah sisa plastik ini merupakan bahan yang amat berharga bagi penghasilan material karbon (Utetiwabo et al., 2020). Namun, terdapat cabaran dalam proses penukaran sisa plastik kepada material karbon, kerana sisa plastik yang berasal daripada polivinildena fluorida (PVDF), polivinilklorida (PVC) dan politerrafluoroetilena (PTFE) juga mengandungi unsur halogen seperti fluorin dan klorin yang merbahaya dan toksik kepada manusia serta alam sekitar. Maka, kaedah penukaran sisa plastik ini harus dikaji secara holistik bagi mengelakkan kesan negatif kepada hidupan dan alam sekitar.

Selain itu, antara usaha penyelidikan bagi penghasilan superkapasitor daripada sisa plastik adalah dengan mencampurkan sisa polistirena (PS) dan magnesium oksida (sebagai templat) sebelum ianya dikenakan proses karbonisasi yang tinggi sehingga 700 ⁰C dalam gas lengai selama 1 jam. Kepingan karbon nano yang dihasilkan dikenakan proses pengaktifan menggunakan kalium hidroksida; dan hasilnya ialah kepingan karbon nano dengan luas permukaan spesifik sehingga 2650 m²/g dan isipadu liang sebanyak 2.43 cm³/g. Bahan ini telah diuji dan didapati berupaya menghasilkan kapasiti spesifik yang tinggi dalam elektrolit kalium hidroksida dan pengekalan kapasiti yang baik sehingga 10,000 kitaran (Utetiwabo et al., 2020). Selain itu, terdapat banyak lagi usaha para penyelidik untuk tujuan valorisasi sisa plastik dengan menukarkan sisa tayar, sisa elektronik, sisa kertas penuras dan sisa cakera padat kepada material karbon yang boleh dijadikan superkapasitor (Blanchard & Mekonnen, 2024).

Sisa plastik juga boleh ditukarkan kepada karbon teraktif. Karbon teraktif bermaksud arang teraktif yang telah diproses (diaktifkan) supaya mempunyai liang yang kecil dengan isipadu liang yang rendah dan mempunyai ciri luas permukaan yang tinggi. Sebagai contoh, sisa plastik seperti polietilena tereftalat (PET) telah dikenakan proses pengaktifan secara kimia menggunakan kalium hidroksida supaya mempunyai luas permukaan yang tinggi. Contoh termoplastik lain yang telah dikaji dan boleh menjalani proses penukaran kepada karbon teraktif ialah seperti polietilena (PE), polivinilklorida (PVC) dan polistirena (PS). Karbon teraktif yang diproses daripada sisa plastik ini mempunyai keliangan yang tinggi dan memberikan banyak manfaat iaitu dijadikan sebagai penjerap bahan pencemar dalam air. Bahan pencemar yang boleh dijerap ialah seperti sisa pewarna, sisa logam berat, sisa bahan organik yang berasal daripada ubat-ubatan dan kosmetik serta menjerap sisa plastik bersaiz nano yang semakin banyak mencemari air. Ianya juga boleh digunakan dalam topeng gas atau mesin penulen udara untuk menjerap gas toksik di udara (Blanchard & Mekonnen, 2024).

Cabaran utama dalam proses valorisasi sisa plastik ialah kekurangan infrastruktur bagi tujuan mengumpul, mengasingkan dan memproses sisa plastik. Penyediaan infrastruktur yang terhad ini menyebabkan kos penukaran sisa plastik kepada produk bernilai adalah tinggi. Selain itu, sisa plastik yang dibuang di atas muka bumi juga mempunyai bahan pencemar (seperti sisa makanan, sisa minyak, sisa logam dan mikroorganisme) yang harus dibersihkan dan disteril terlebih dahulu sebelum boleh diproses kepada produk bernilai. Teknologi yang digunakan bagi tujuan valorisasi sisa plastik juga masih terhad dan memerlukan lebih banyak penyelidikan dan kajian bagi meringkaskan atau memudahkan lagi proses valorisasi ini. Proses penukaran sisa plastik kepada material karbon contohnya, memerlukan penggunaan tenaga yang tinggi, maka, kesan terhadap kelestarian alam sekitar juga harus dinilai bagi tujuan ini.

Di Malaysia, usaha valorisasi sisa plastik ini seharusnya diberikan perhatian yang lebih daripada pihak yang berkenaan supaya menyediakan lebih banyak fasiliti tempat kitar semula dan melantik pakar yang boleh memberikan nasihat dalam usaha valorisasi sisa plastik. Pihak industri pula sewajarnya diwajibkan menguruskan sisa daripada proses pembuatan di kilang dengan kaedah valorisasi supaya kurang mencemari alam sekitar. Melalui pengurusan sisa yang efisyen, diharapkan di masa akan datang kebanyakan industri berupaya menjana tenaga bahan bakar daripada sisa plastik yang dihasilkan daripada proses pembuatannya sendiri. Sebagai rakyat pula, kita seharusnya menyokong usaha valorisasi ini dengan melaksanakan proses kitar semula secara individu dengan berhemah; contohnya dengan mengasingkan sisa sampah mengikut kategori yang betul sebelum diangkut oleh lori pengurusan sisa, dan menghantar barangan yang boleh dikitar semula ini ke pusat kitar semula yang berdekatan.

 

Rujukan:

Blanchard, R., & Mekonnen, T. H. (2024). Valorization of plastic waste via chemical activation and carbonization into activated carbon for functional material applications . RSC Applied Polymers, 2(4), 557–582. https://doi.org/10.1039/d4lp00016a

Chen, H. L., Nath, T. K., Chong, S., Foo, V., Gibbins, C., & Lechner, A. M. (2021). The plastic waste problem in Malaysia: management, recycling and disposal of local and global plastic waste. In SN Applied Sciences (Vol. 3, Issue 4). Springer Nature. https://doi.org/10.1007/s42452-021-04234-y

Utetiwabo, W., Yang, L., Tufail, M. K., Zhou, L., Chen, R., Lian, Y., & Yang, W. (2020). Electrode materials derived from plastic wastes and other industrial wastes for supercapacitors. Chinese Chemical Letters, 31(6),1474–1489. https://doi.org/10.1016/j.cclet.2020.01.003

 

Penulis:

Prof. Madya ChM. Dr. Siti Nurul Ain Md Jamil,                    Pensyarah di Pusat Asasi Sains, UPM                                      Penyelidik di Makmal Persekitaran, Jabatan Kimia, Fakulti Sains, UPM

 

Date of Input: 22/10/2024 | Updated: 22/10/2024 | emma