bab i

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 PENGENALAN

Malaysia merupakan sebuah negara membangun berdasarkan peningkatan tahap sosio

ekonomi penduduknya. Pertambahan penduduk dan peningkatan taraf hidup

menyebabkan meningkatnya jumlah bahan buangan pepejal daripada penggunaan isi

rumah di seluruh Malaysia. Jumlah penghasilan sisa pepejal yang semakin meningkat

dijangka menimbulkan masalah kepada majlis perbandaran dan pihak bertanggung

jawab (PBT) dan seterusnya kepada masyarakat sejagat. Antara masalah utama yang

dikenalpasti adalah kekurangan kawasan yang sesuai untuk melupuskan sisa pepejal.

Di Malaysia, kebanyakan kawasan yang ada merupakan kawasan tadahan air ataupun

penempatan manusia. Oleh itu, sekiranya penghasilan sisa pepejal menjadi tidak

terkawal dan terlalu banyak, kemungkinan besar tapak-tapak pelupusan terpaksa

didirikan di kawasan-kawasan tadahan air ataupun berhampiran penempatan manusia.

Sekiranya ini berlaku, pencemaran alam sekitar tidak dapat dielakkan dan seterusnya

yang lebih penting lagi iaitu sumber air untuk hidupan khususnya manusia akan

tercemar.

Justeru, bagi menangani masalah berkaitan perlupusan sisa pepejal beberapa

langkah telah diambil bukan sahaja di Malaysia malahan di serata dunia dengan

membina sistem perlupusan sisa pepejal yang lebih sistematik dan mengamalkan

konsep kitar semula. Kajian yang dilakukan dalam tesis ini melibatkan amalan konsep

kitar semula dengan memanfaatkan teknologi-teknologi moden sedia ada seperti

2

teknologi penglihatan mesin yang turut melibatkan teknologi pemprosesan imej dan

kecerdikan buatan.

1.2 PERNYATAAN MASALAH

Di kilang kitar semula plastik perlu diasingkan mengikut kategori resin (Coltro et al.

2008). Ini merupakan langkah yang paling penting bagi mendapatkan kategori resin

yang tulen sebelum proses pembuatan seterusnya (Guha 2006). Menurut Tachwali et

al. (2007), sisa pepejal boleh mengeluarkan toksid yang membahayakan kesihatan dan

menyebabkan pencemaran alam sekitar. Maka, sekiranya masalah kekurangan

kawasan pembuangan dan perlupusan sisa pepejal ekoran penghasilan sisa pepejal

yang meningkat tidak ditangani dengan baik, ia boleh menyebabkan masalah besar

kepada majlis perbandaran dan pihak bertanggungjawab. Salah satu cara

menanganinya ialah dengan mengitar semula supaya jumlah sisa buang pepejal

isirumah dapat dikurangkan. Justeru, kitar semula dianggap sebagai penyelesaian

kepada masalah di atas dan ini terbukti dengan kitar semula plastik telah menjadi

prosedur piawai untuk pembangunan ekonomi dan persekitaran yang tidak tercemar

(Schut 2007; Siddique et al. 2008; Stewart 2008). Keberkesanan dan kualiti proses

kitar semula bergantung sepenuhnya kepada ketulenan dan ketepatan bahan yang

diasingkan. Pelbagai kajian telah dilakukan bagi mengenalpasti dan mengasingkan

bahan yang berbeza seperti besi, kaca, kertas dan plastik. Kesilapan pengasingan

bahan plastik boleh mendedahkan plastik kepada kaedah rawatan termal yang boleh

mengarah kepada perlepasan gas hydroklorik (Bruno 2000).

Di Malaysia, menyedari masalah ini, Kementerian Perumahan dan Kerajaan

Tempatan (KPKT) telah melancarkan Program Perintis Kitar Semula (Program Kitar

Semula Fasa 1) pada Disember 2000 sebagai salah satu usaha untuk mengurangkan

pengeluaran sisa pepejal. Proses kitar semula melibatkan usaha mengumpul,

memproses dan mengguna semula bahan-bahan yang dianggap sebagai sisa. Jadual

1.1 menunjukkan jumlah sampah yang dihasilkan bagi kawasan yang pesat

pembangunan dan berpenduduk yang padat setiap hari (Kathiravale et al. 2002).

Jabatan Alam Sekitar juga melaporkan bahawa kadar purata penghasilan sisa adalah

3

1.47 kg/kapita/hari dan penyumbang utama adalah bandar-bandar besar. Kita menjana

lebih daripada 15000 tan (1 tan = 1000 kg) sisa pepejal sehari.

Jadual 1.1 Kadar penghasilan sisa pepejal pada tahun 2002Negeri kg/kapita/hariPerlis 0.5Kedah 1.08Penang 0.96Perak 0.8Selangor 1.26Kuala Lumpur 1.57Kelantan 0.5Terengganu 0.86Pahang 0.92Negeri Sembilan 1.2Melaka 1.2Johor 1.35

Sumber: Kathiravale et al. 2002

Jadual 1.2 menunjukkan komposisi sisa pepejal di Malaysia pada tahun 2005 seperti

yang dinyatakan dalam laman web Kementerian Perumahan dan Kerajaan Tempatan.

Jadual 1.2 Komposisi sisa pepejal di Malaysia

Jadual 1.2 menyenaraikan jenis bahan buangan sisa pepejal yang terdiri

daripada botol/bekas plastik dan kaca, kertas, bahan bacaan, tin aluminium dan

sebagainyanya serta peratusan komposisinya. Setiap tahun jumlah sisa pepejal yang

dihasilkan makin bertambah. Sebagai contoh pada tahun 2005, jumlah sisa pepejal

yang terhasil adalah sekitar 548916 tan metrik sahaja(JAS 2006). Keadaan ini

disebabkan oleh sistem pengurusan sisa pepejal yang lebih teratur serta dengan

Jenis Bahan Buangan Peratus

Sisa Makanan 45%Plastik 24%Kertas 7 %Besi 6%Kaca 3%Lain-lain 15%

‘

4

kemajuan sains dan teknologi, terdapat sisa pepejal yang boleh dikitar semula untuk

dijadikan barangan baru bagi kegunaan manusia (Mohd Rizal Idris 2003). Walau

bagaimanapun, plastik adalah bahan sintetik yang tidak reput dalam timbunan sampah

dan akan kekal selama beratus-ratus tahun di persekitaran (JAS 2002). Oleh sebab itu,

plastik dikategorikan sebagai bahan tidak mesra alam. Antara jenis plastik yang biasa

digunakan adalah polietilena, polipropilina dan polivil klorida yang dihasilkan melalui

proses kimia daripada bahan petrokimia. Pelan strategik nasional untuk pengurusan

sisa pepejal yang digariskan pada tahun 2007 mementingkan proses pengurangan,

guna semula, pembaikan semula dan kitar semula sisa pejal di samping mewujudkan

bahan mesra persekitaran (Malaysia 2006).

Selain itu, penggunaan botol plastik untuk membotol minuman juga semakin

berkembang di seluruh dunia. Menurut Persatuan Minuman Perbotolan Antarabangsa

(IBWA), penjualan minuman botol telah meningkat sebanyak 500% dengan 1.5 juta

tan plastik telah digunakan untuk membuat botol minuman sepanjang tahun (IBWA

2008). Bekas plastik biasanya ringan, mudah digunakan untuk mengisi cecair untuk

kegunaan pengguna dan isirumah, dan paling banyak digunakan sebagai bahan untuk

pembungkusan domestik. Plastik juga merupakan bahan sisa pepejal yang paling

banyak dikitar semula dan proses kitar semula membolehkan penghasilan barangan

lain seperti kon tanda jalanraya, alat permainan, alatulis dan sebagainya (Biddle et al.

1999).

Untuk proses kitar semula, langkah awal yang perlu dilakukan ialah

mengasingkan jenis-jenis sisa pepejal. Kebiasaannya, di pusat-pusat pengumpulan

dan pelupusan sistem pepejal terdapat dua kaedah pengecaman iaitu secara manual

atau secara automatik. Di Malaysia, pengasingan dilakukan secara manual untuk

mengenalpasti jenis-jenis bekas plastik berasaskan bahan resinnya. Botol-botol

plastik diasingkan secara fizikal oleh buruh yang mempunyai ketahanan tenaga yang

terbatas, mudah berasa jemu dan letih sekiranya melakukan tugasan berulang untuk

jangkamasa yang panjang serta sukar mencapai tahap konsistensi yang tinggi

(Dzuraidah et al. 2006). Sistem automatik pula digunakan secara meluas di negara-

negara maju.

Pengasingan automatik bahan plastik biasanya dilakukan berdasarkan kepada

jenis resin bagi memastikan hanya resin yang tulen sahaja di asingkan. Pengasingan

5

yang tidak cekap mengakibatkan keputusan kitar semula yang tidak tulen dan berlaku

campuran resin dari jenis yang berbeza. Sebagai contoh, campuran resin PVC dan

PET boleh menghasilkan gas hidroklorik yang merbahaya kepada pengguna dan

menyebabkan pengasingan tidak efektif (Bruno 2000). Percampuran plastik dari jenis

bahan berbeza boleh mengakibatkan ketidakstabilan termal dan kesukaran membentuk

bahan lain setelah plastik dikitar semula.

Bagi mendapatkan bahan plastik kitar semula yang bernilai, sistem

pengasingan perlu mampu mengasingkan plastik mengikut kategori jenis bahan/resin,

tidak perlu dibersihkan sebagai persediaan awal kepada entiti bahan buangan, tepat,

tahan lasak, selamat dan mudah untuk dikendalikan. Jadual 1.3 menyenaraikan simbol

sistem kod botol plastik dan jenis resinnya. Simbol sistem kod bermaksud nombor 1

untuk resin PET/PETE adalah jenis resin yang paling banyak dikitar semula dan

begitulah sehingga nombor 7. Walaupun begitu simbol sistem kod ini tidak digunakan

untuk tujuan pengecaman botol plastik di dalam kajian tesis ini. Proses pengasingan

automatik bekas plastik boleh dilakukan samada secara keseluruhan (pengasingan

makro) atau serpihan (pengasingan mikro). Pengasingan serpihan/mikro adalah

pengasingan secara kepingan-kepingan kecil dan ia boleh dilakukan dalam jumlah

yang besar (Bruno 2000) manakala pengasingan makro/keseluruhan melibatkan

pengasingan bekas/botol plastik dalam bentuk individu.

Jadual 1.3 Simbol sistem kod botol plastik dan jenis resinnya

Kemampuan sistem pengasingan plastik automatik adalah tidak dinafikan dan

penerangan mengenainya boleh didapati dalam Bab 2 tesis ini. Walau bagaimanapun

1-PET/PETE (Polipropilena Terepalate)

2-HDPE (Polipropilena berdensiti tinggi)

3-V or PVC (Vinyel atau Polivinyel Klorida)

4-LDPE (Polipropilena berdensiti rendah)

5-PP (Polipropilena)

6-PS (Polisterina)

7-Lain-lain

6

kewajarannya perlu dipertimbangkan dari segi kos dan keberkesanannya. Di Malaysia

masakini jumlah bahan kitar semula serta kesedaran untuk kitar semula masih lagi di

peringkat rendah ke sederhana dan penggunaannya boleh dianggap sebagai kurang

efektif dari segi kos. Namun begitu, Malaysia wajar melaksana serta menjayakan

amalan kitar semula secara menyeluruh demi menjaga kepentingan sejagat dan

menjaga kesejahteraan bumi. Justeru, sistem pengasingan botol-botol plastik untuk

kitar semula yang jimat kos dan automatik amat diperlukan supaya amalan ini dapat

dipraktikkan memandangkan penggunaan botol-botol plastik di Malaysia adalah amat

berleluasa.

Oleh yang demikian, sebagai usaha membendung masalah pencemaran alam

sekitar yang berpunca dari pembuangan bahan sisa pepejal khususnya plastik telah

dijadikan subjek kajian dan fokusnya adalah untuk membangunkan sebuah prototaip

sistem perisian berasaskan teknologi penglihatan mesin yang memanfaatkan teknologi

pemprosesan imej dan kepintaran buatan. Secara khususnya, kajian melibatkan

pembangunan satu aplikasi berasaskan teknologi penglihatan mesin bagi pengecaman

bentuk botol dan seterusnya mengelaskan botol-botol plastik mengikut kategori

samada jenis PET dan BUKAN-PET.

1.3 OBJEKTIF DAN SKOP KAJIAN

Seperti yang disebut terdahulu, penyelidikan ini melibatkan pembangunan dan

perlaksanaan algoritma komputer untuk pengecaman botol plastik menggunakan

teknologi sistem penglihatan. Objektif utama kajian adalah untuk membangunkan

kaedah sarian vektor fitur yang unik dan efektif sebagai perwakilan vektor sifat imej

botol plastik. Skop kajian melibatkan pembangunan kaedah mengenal pasti botol

plastik secara automatik menggunakan teknik pemprosesan imej.

Secara ringkas, skop penyelidikan tesis ini adalah tertumpu kepada reka

bentuk dan pembinaan rangka kerja pembangunan kaedah pengecaman botol plastik

untuk tujuan kitar semula yang dilakukan secara berfasa. Perincian perlaksanaan serta

andaian-andaian yang digunakan adalah seperti berikut:

7

Fasa 1 adalah fasa pembangunan. Ia melibatkan pengumpulan data-data kajian,

perakaman imej untuk membangunkan pangkalan data imej ujikaji dan

perlaksanaan algoritma sarian sifat bagi menentukan perwakilan vektor sifat

terbaik lagi tegar buat imej botol plastik yang ingin diasingkan.

Fasa 2 adalah fasa ujian dan pengesahan. Ia melibatkan pengecaman bentuk

botol PET dan BUKAN-PET menggunakan pengelas rangkaian neural tiruan

(ANN) dan pendiskriminan lelurus (LD).

Kaedah pengecaman yang dipertimbangkan adalah pengecaman makro atau

keseluruhan dan bukannya secara kepingan atau mikro.

Pengecaman juga dihadkan kepada tugasan pengelasan 2-kelas iaitu untuk

membezakan kategori botol dari jenis PET dan BUKAN-PET. Perbezaan

kategori botol dibuat berdasarkan jenis PET kerana PET merupakan jenis resin

yang paling banyak dikitar semula manakala jenis BUKAN-PET adalah jenis

resin selain dari PET iaitu HDPE, PVC, PC, LDPE,PP, PS dan Lain-lain.

Antara sebab utama pengasingan kategori PET dan BUKAN-PET adalah

kerana dikhuatiri campuran resin PET dan PVC akan menghasilkan gas yang

merbahaya. Botol PET yang telah tercemar tidak boleh diisi dengan makanan

atau air minuman.

Hanya sampel botol plastik yang diambil dari bahan buangan isi rumah yang

dikumpul secara individu telah digunakan dalam kajian dan bukannya dari

kawasan pembuangan sampah. Oleh itu, sampel botol plastik yang digunakan

adalah lebih bersih dan masih dalam keadaan sempurna.

Bagi mencapai objektif utama kajian, langkah-langkah yang perlu

dilaksanakan disenaraikan seperti berikut:

1) Membangunkan dan melaksana algoritma sarian sifat bagi tujuan

perwakilan vektor untuk imej botol-botol plastik yang ingin diasingkan.

Pendekatan yang digunakan adalah berasaskan bentuk dan tekstur fitur

yang tegar dan cekap serta mengenalpasti vektor fitur terbaik untuk tujuan

pengecaman botol plastik kepada jenisnya iaitu PET dan BUKAN-PET.

Pendekatan berasas bentuk melibatkan penggunaan vektor sifat yang

dihasilkan dari algoritma kod rantaian dan teori hakisan separa. Manakala

8

pendekatan berasaskan tekstur mengaplikasikan vektor sifat warna tekstur

silau yang disari.

2) Menguji dan mengesahkan algoritma sarian sifat yang dihasilkan serta

menentukan vektor perwakilan sifat yang paling efektif dan tegar dengan

melaksanakan tugasan pengelasan untuk mengecam jenis botol plastik

samada jenis PET atau BUKAN-PET. Langkah ini melibatkan

perlaksanaan dua jenis pengelas.

3) Mencadang suatu teknik pengecaman botol plastik automatik yang tegar

dan cekap berasaskan hasil dari langkah 1 dan 2. Teknik perlakuran juga

dipertimbangkan untuk menghasilkan prestasi pengecaman yang lebih

baik.

9

BAB I.........................................................................................................................1PENDAHULUAN......................................................................................................11.1 PENGENALAN 11.2 PERNYATAAN MASALAH 21.3 OBJEKTIF DAN SKOP KAJIAN 6

Jadual 1.1 Peratusan bahan buangan pepejal isirumah di Malaysia .........................3Jadual 1.2 Simbol Sistem Kod Botol Plastik & jenis resinnya ...................................5

No table of figures entries found.<<kalau rasa sikit, boleh masukkan rajah 1.1 ini ttp

sila sesuaikan dgn kandungan teks terkini>>