FAKULTI SAINS DAN TEKNOLOGI

ENVIRONMENTAL SCIENCE(TSE 2013)Kumpulan B Nama Projek : ~Laporan Hasil Kajian Penapis Air Sekam Padi~Ahli Kumpulan :

1. Nur Eliana Bt Mohmad Noor 2. Suhaila Bt Mohd Ghazali 3. Norharyan Erdayu Bt Sahar 4. Salmiza Bt Zainal Abidin `

(D20091035093) (D20052024163) (D20091035078) (D20091035074) (D20091035070) (D20061026745)

5. Nor Awaathif Binti Mohd Ghazali Lee 6. Raja Lethchumi a/p Arumugam

Nama Pensyarah

:

En Zahid Bin Md Said

1

Alhamdulillah,bersyukur ke hadrat ilahi kerana dengan limpah dan kurnia dan izin dariNya kami dapat menyiapakan Projek TSE 2013 iaitu Penapis Air Sekam Padi beserta dengan Laporan Hasil Kajian dengan jayanya. Terlebih dahulu, kami ingin mengucapkan terima kasih kepada pensyarah yang mengendalikan kursus ini iaitu En Zahid Bin Md Said dan Puan Nurul Bahiyah Bt Abd Wahid yang banyak memberi tunjuk ajar sepanjang projek ini dilaksanakan. Banyak pengalaman yang kami perolehi sepanjang mengikuti kursus ini. Tidak lupa juga kepada ibubapa kami yang banyak memberi sokongan, dorongan serta membantu kami daripada segi kewangan untuk melaksanan projek sekaligus menyiapkan laporan hasil kajian projek ini. Jasa dan pengorbanan yang telah diberikan kepada kami akan kami kenang hingga akhir hayat. Tidak lupa juga pada pihak pembekal sekam padi yang membekalkan sekam padi yang merupakan bahan utama dalam projek kami ini. Jutaan terima kasih kami ucapkan buat pembantu makmal, En Hairul yang sudi membantu kami sepanjang proses pelaksanaan projek ini. Kerjasama daripada rakan-rakan banyak membantu kami dalam menghasilkan laporan ini. Akhir kata kami berharap, segala tunjuk ajar pensyarah dalam kursus ini dapat dipraktikkan dalam kehidupan kami pada masa akan datang. Semua segala usaha yang telah saya lakukan ini diharap mendapat keberkatan daripada Allah S.W.T. Sekian, Terima Kasih.

2

ISI KANDUNGAN1.0 Pengenalan 2.0 Objektif 3.0 Bahan 4.0 Alatan 5.0 Parameter Fizikal 6.0 Prosedur 7.0 Hasil Kajian 8.0 Diskusi 9.0 Kesimpulan 10.0 Cadangan 11.0 Rujukan Lampiran1.0 PENGENALAN

1 2 2 2 2 3 5 8 13 13 14 15

3

Sekam padi adalah sisa pertanian yang boleh didapati dengan mudah dalam kuantiti yang banyak. Terutamanya di kawasan utama penanaman padi di Malaysia iaitu di Utara Semenanjung Malaysia seperti Kedah, Perlis dan Perak. Dewasa ini, umumnya dapat dilihat kebanyakannya sekam padi dibakar secara terbuka. Pembakaran sekam padi secara terbuka ini boleh mengancam keindahan alam sekitar dan menyebabkan pencemaran udara. Sekam padi adalah kulit luar yang melindungi permukaan beras, ia juga boleh digunakan untuk bahan pembinaan, baja, bahan penebat atau sumber tenaga. Sebanyak 75 negara yang mengusahakan penanaman padi dan hanya 1/5 sekam padi yang dituai dan hasil tanaman tersebut yang dikeringkan merupakan sekam padi. Pelupusan sekam padi agak sukar kerana sifat keliatan, sifat kekayuan, kekasaran semula jadi pada sekam padi, sifat nutrisi yang rendah, sifat rintangan terhadap cuaca, nilai pukal dan kandungan abunya yang tinggi. Sifat fizikal sekam padi yang terlalu kasar, rintangan pemerosotan yang tinggi, ketumpatan yang rendah dan kuantiti sisa dalam bentuk abu yang banyak memberi masalah kepada pelupusan sekam padi. Oleh itu kajian telah dijalankan untuk megurangkan kadar pencemaran yang disebabkan oleh pelupusan sekam padi. Penggunaan sekam padi sebagai penapis air telah dikaji untuk membantu masyarakat yang menetap di kawasan penanaman padi untuk mengurangkan pencemaran dan dalam masa yang sama ia turut meningkatkan kualiti air di kawasan itu. Dalam masa yang sama, ia juga turut membantu penduduk yang tidak berkemampuan untuk memiliki penapis air untuk kegunaan harian. Oleh itu,tahap kesihatan penduduk dapat dipertingkatkan melalui penggunaan air yang lebih bersih dan terjamin.

2.0 OBJEKTIF

4

a) Bertujuan untuk menyelesaikan masalah komuniti. b) Mengurangkan pencemaran udara dengan menggunakan semula sekam padi sebagai satu alternatif. c) Memperkenalkan penggunaan sekam padi sebagai penapis air. d) Menguji keberkesanan sekam padi dengan menggunakan beberapa sampel air. 3.0 BAHAN a) 250 g Sekam padi b) 500mL Natrium Hidroksida, NaOH (2M) c) Air Suling d) Air Sungai e) Air Paip 4.0 ALATAN a) Penapis b) Bikar c) Silinder Penyukat d) Kelalang Kon e) Kertas Turas f) Corong Turas g) Alat Penimbang 5.0 PARAMETER FIZIKAL a) Suhu Termometer Pengukur pH Pengukur Kekeruhan Air (Turbidity Meter) Kelalang Kon b) pH c) Kekeruhan Air (Turbidity) d) Jumlah Pepejal Terampai (Total Suspended Solid)

5

-

Kertas Turas Silinder Penyukat

6.0 PROSEDUR A) Penyediaan Sekam Padi 1. 250 gram sekam padi ditimbang dan dibasuh menggunakan air suling. 2. Sekam padi itu kemudiannya direndam di dalam larutan NaOH (2M) selama 24 jam. 3. Setelah cukup 24 jam, sekam padi itu dibilas menggunakan air suling sehingga bersih. 4. Kemudiannya, ia dikeringkan dalam alat pemanas pada suhu yang sesuai sehingga kering sepenuhnya. B) Penyediaan Bekas Penapis Air 1. Botol mineral digunakan sebagai bekas untuk menapis sampel-sampel air. 2. Sekam padi dimasukkan kedalam botol mineral yang telah dipotong bahagian bawahnya sehingga mampat. 3. Kain kasa diikat dibahagian mulut botol mineral untuk mengelakkan sekam padi daripada terkeluar daripada botol. C) Penyediaan Sampel Air 1. Tiga jenis sampel air digunakan iaitu air sungai, air paip dan air suling. 2. pH, kekeruhan, suhu, oksigen terlarut (DO) dan bahan pepejal terampai di uji ke atas air sebelum ditapis dan data direkodkan. 3. Sampel air itu kemudiannya ditapis dengan menggunakan penapis sekam padi. 4. Sampel air yang telah ditapis di uji seperti langkah 2. Data direkodkan dan dicatatkan. 5. Warna sampel air sebelum dan selepas ditapis diperhatikan.

6

~Sampel Air~

~Penapis Air~

7.0 HASIL KAJIAN 7

Jadual Hasil Parameter Kajian UJIAN Suhu (C) pH Kekeruhan Air Oksigen Terlarut Jumlah Pepejal Terampai Pengiraan Biological Oxygen Demand (BOD) BOD value in mg/L = [(a-b) (c-d)] /P Where; a= initial DO in a sample b= final DO in a sample c= initial DO in blank d= final DO in blank P = fraction of the BOD bottle that is represented by the sample or mL pipetted divided by 300mL when a 300mL bottle is used. BOD (mg/L) = [ (a-b) (c-d) ] / P= [ (8.51-8.05) (8.69-8.93)] / (1/3)

AIR SUNGAI Sebelum Selepas 25.2 25.2 6.68 7.48 28.00 11.22 8.51 1.0667 8.05 1.0754

AIR PAIP Sebelum Selepas 25.0 25.4 7.78 8.00 2.06 6.21 5.74 1.0656 6.99 1.0723

AIR SULING Sebelum Selepas 25.3 25.2 6.85 8.05 3.00 4.38 8.69 1.0896 8.93 1.0948

= (0.67) / (1/3)

= 2.1 mg/L Pengiraan Jumlah Pepejal Terampai (TSS)

8

Total Suspended Solid (TSS) (mg/L) = Weight of the filter,support and dried sample (g) x 1000 mg

Weight of the filter and support before sample is filtered (g) Size of sample filtered (in mL)

________________________________________________________________________ x1L / 1000 mL

i. Jumlah Pepejal Terampai untuk Sampel Air Sungai

1.0754g

100 mL

1.0667g x

x

1000 mg 87 mg/L

________________________________________________ = 1L / 1000 mL

ii. Jumlah Pepejal Terampai untuk Sampel Air Paip

1.0723g

-

1.0656g x

x

1000 mg 67 mg/L

________________________________________________ = 100 mL 1L / 1000 mL

iii. Jumlah Pepejal Terampai untuk Sampel Air Suling

1.0948g

100 mL

1.0896g x

x

1000 mg 52 mg/L

________________________________________________ = 1L / 1000 mL

9

Peratusan Pengurangan Kadar Kekeruhan Air Sungai (Kekeruhan Air Sebelum Kekeruhan Air Selepas) Kekeruhan Air Sebelum = (28.00 11.22 ) x 100% 28.00 = 60% x 100%

Sampel Air Sebelum Ditapis

10

Sampel Air Selepas Ditapis 8.0 DISKUSI Dalam kajian ini, Natrium Hidroksida ( NaOH) digunakan untuk menyingkirkan kandungan silika yang terdapat pada sekam padi.Terdapat kajian yang membuktikan bahawa kandungan silika paling banyak terdapat pada bahagian lapisan paling luar sekam padi iaitu yang dilapisi oleh selaput yang tebal dan wujud struktur yang seakan rambut pada permukaannya. Bahagian dalaman sekam padi berserabut dan mempunyai gentian hipodermal yang memanjang. Pada bahagian tengah pula terdapat sedikit silika. Epidermis luar sekam padi dilapisi dengan selaput tebal bersilika dan mempunyai duri. Selain itu, skelerenkima gentian hipoderma sekam padi mempunyai dinding tebal yang berlignin dan bersilika. Sel parenkimanya berlubang memanjang dan epidermis dalaman sekam padi berbentuk isodiametrik. Sekam padi mempunyai sifat kimia yang unik, kandungan silika-selulosa yang terdapat pada sekam padi amat berbeza dengan hasil sampingan tumbuhan yang lain. Kandungan silika yang tinggi ini tidak akan terurai walaupun melalui pembakaran yang sempurna. Sekiranya pembakaran sempurna akan menghasilkan abu sekam padi putih. Kandungan utama sekam padi ialah selulosa, hemiselulosa dan lignin. Penapis air sekam padi dibuat menggunakan botol air dan kain kasa sebagai penutup dihujungnya. Beberapa parameter telah dilakukan untuk menguji air sebelum dan selepas ditapis menggunakan penapis sekam padi Antara parameternya ialah :. Suhu Suhu mempengaruhi kadar fotosintesis bagi hidupan air dan alga. Apabila suhu air meningkat, kadar fotosintesis juga turut meningkat dan seterusnya membekalkan jumlah nutrient yang mencukupi kepada organisma. Kadar metabolisma mempengaruhi kecekapan sel untuk menjalankan proses kimia dalam kehidupan. Ketiga-tiga sampel air menunjukkan

11

bahawa terdapat hidupan akuatik di dalam sampel air tersebut merujuk kepada suhu yang telah diambil. pH

Air yang bersih menunjukkan nilai pH 7. Berdasarkan eksperimen, nilai pH bagi ketigatiga sampel air adalah berbeza sebelum dan selepas ditapis dengan menggunakan sekam padi. Nilai pH bagi air sungai sebelum ditapis ialah 6.68 dan meningkat sebanyak 0.8 selepas ditapis iaitu 7.48. Nilai pH air paip selepas ditapis ialah 8.00 berbanding sebelumnya iaitu 7.78. Seterusnya nilai pH air suling sebelum ditapis ialah 6.85 dan meningkat kepada 8.05 selepas ditapis. Kekeruhan air

Apabila kekeruhan air menunjukkan bacaan yang tinggi ini menunjukkan bahawa jumlah pepejal terampai adalah tinggi. Melalui eksperimen, kekeruhan air sungai sebelum ditapis ialah 28.00 NTU dan selepas ditapis, kadar kekeruhan air sungai menurun kepada 11.22. Hal ini membuktikan bahawa sekam padi boleh digunakan untuk menapis organisma dan bendasing terampai yang terdapat di dalam air seterusnya menjadikan air lebih jernih. Oksigen terlarut

Analisis oksigen terlarut mengukur kandungan oksigen yang terlarut di dalam larutan aqueous. Kadar oksigen terlarut yang rendah menunjukkan air tercemar. Berdasarkan eksperimen, ketiga-tiga sampel air menunjukkan kadar oksigen terlarut yang tinggi. Ini membuktikan bahawa sampel air tidak tercemar. Jumlah pepejal terampai

Jumlah pepejal terampai bagi sampel air sungai ialah sebanyak 0.0087g berbanding dengan air suling iaitu sebanyak 0.0052g. Ini membuktikan bahawa terdapat banyak pepejal

12

terampai yang terdapat di dalam sampel air sungai. Jumlah pepejal terampai di dalam air juga turut mempengaruhi parameter yang lain seperti suhu dan pH. Jadual 1.1 Kandungan Kimia dalam Sekam Padi

Jadual 1.2 Analisis Sekam Padi dalam %

13

Jadual 1.3 Analisis Sampel Sekam Padi dalam %

Biological Oxygen Demand (BOD)

14

Biological Oxygen Demand (BOD) merupakan kuantiti oksigen yang diperlukan dalam pernafasan aerobik untuk menguraikan bahan-bahan organik dalam sampel air, seperti air yang di cemari sampah-sarap atau kotoran najis. Ia digunakan sebagai pengukur kadar pencemaran air. Jika nilai BOD tinggi, ini menunjukkan pengurangan pada nilai oksigen terlarut. Hal ini kerana keperluan oksigen oleh bakteria dalam air sangat tinggi. Bakteria ini memperolehi oksigen daripada oksigen terlarut yang terkandung di dalam air. Sekiranya tidak terdapat sisa organik di dalam air, ini beerti tidak banyak penguraian bakteria yang akan berlaku. Justeru itu, nilai BOD akan menjadi lebih rendah dan nilai oksigen terlarut akan menjadi tinggi.

Paras BOD (ppm) 1-2

Kualiti Air Sangat Bersih Sisa organik hanya sedikit dalam air.

3-5 6-9

Bersih Kurang Bersih : Sedikit Tercemar Kebiasaannya menunjukkan terdapat bahan-bahan organik dan bakteria yang terurai dalam air.

100 or greater

Kotor : Sangat Tercemar Terdapat sisa organic.

15

Dalam kajian ini, nilai BOD yang berjaya diperolehi adalah 2.01 mg/L. Berdasarkan Jadula Paras BOD, 1 ppm adalah bersamaan 1 mg/L. Jadi nilai BOD yang diperolehi berada dalam kadar 1-2 yang mana menunjukkan bahawa kualiti air adalah sangat bersih walaupun terdapat sedikit sisa organik.

9.0 KESIMPULAN Berdasarkan hasil kajian yang telah dijalankan, sekam padi dapat dijadikan sebagai satu alternatif lain untuk dijadikan penapis air yang dapat mengurangkan pencemaran. Walaubagaimanapun, penambahbaikan harus di laksanakan bagi menambah keberkesanan penapis air tersebut. Hal ini kerana masih terdapat kelemahan pada penapis sekam padi yang perlu diperincikan. Kesimpulannya, penggunaan penapis air daripada sekam padi dapat membantu komuniti di kawasan penanaman padi sekaligus dapat mengurangkan kadar pencemaran yang disebabkan oleh pembakaran sekami padi. 10.0 CADANGAN

16

Berdasarkan kajian yang dijalankan sekan padi sesuai digunakan sebagai penapis air. Walaubagaimanapun,seperti yang kita ketahui, berdasarkan hasil kajian, penapis sekam padi ini perlu diubah suai dengan menambahkan beberapa kompenen yang lain seperti batu kelikir kecil, batu kelikir besar, dan batu sungai,. Ini bertujuan untuk menapis mikroorganisma atau bendasing yang lebih kecil untuk mendapatkan kualiti air yang lebih bersih dan terjamin selamat untuk digunakan. Seperti yang kita sedia maklum,kualiti air bersih air di Malaysia semakin berkurang. Oleh itu kami menggalakan setiap rumah mempunyai penapis air yang mampu untuk membekalkan air yang bersih dan sesuai digunakan untuk keperluan harian.

11.0 RUJUKAN

Internet http://www.malaysian-ghost-research.org/education/kgt-1/pendahuluan.html http://www.water-pollution.org.uk/ http://www.juliantrubin.com/fairprojects/environment/waterpollution.html http://www.juliantrubin.com/encyclopedia/environment/water_filtration.html

Jurnal Mohd Rozali Othman 1, Mohd Talib Hj. Latif 2, Abdullah Samat2, Muhamad Sanusi Sulaiman. The Malaysian Journal of Analytical

17

Sciences, Vol 10, No 2 (2006): 233-242. Penanaman Padi Terhadap Kualiti Air.

Kesan Aktiviti

Rahmatunnisa Binti Sufian Suri. Januari 2009. Komposit Poliester Tak Tepu-Sekam Padi: Kesan Pencuacaan Terhadap Sifat Mekanikal Komposit.

18

.

19

20

21