Nota Sains Tingkatan 4 Bab 4: Teknologi Hijau Dalam Melestarikan Alam
RINGKASAN
Ringkasan (Nota Sains Tingkatan 4 Bab 4: Teknologi Hijau Dalam Melestarikan Alam)
Teknologi Hijau merujuk kepada pembangunan dan aplikasi produk, peralatan, serta sistem yang bertujuan untuk memelihara alam sekitar dan alam semula jadi. Matlamat utamanya adalah untuk meminimumkan atau mengurangkan kesan negatif daripada aktiviti manusia. Konsep ini amat penting untuk mengatasi isu kemusnahan alam, mengurangkan pengeluaran karbon, meningkatkan taraf kesihatan dan kehidupan manusia, serta menjimatkan penggunaan sumber asli negara melalui penggunaan sumber tenaga boleh baharu.
Dasar Teknologi Hijau Kebangsaan, yang dilancarkan pada Julai 2009, didasarkan pada empat tonggak utama:
1. Tenaga: Mempromosikan kecekapan tenaga dan mencari ketidakbergantungan tenaga.
2. Alam Sekitar: Meminimumkan kesan negatif dan memelihara alam sekitar.
3. Ekonomi: Menambah ekonomi negara melalui penggunaan teknologi hijau.
4. Sosial: Meningkatkan kualiti hidup untuk semua.
Teknologi Hijau diaplikasikan dalam pelbagai sektor utama untuk mencapai kelestarian. Sektor-sektor ini menangani isu sosiosaintifik yang spesifik—isu sosial kontroversi yang berkaitan dengan sains dan menekankan aplikasi moral dan saintifik.
Sektor-sektor dalam Teknologi Hijau dan Aplikasinya:
| Sektor | Isu Sosiosaintifik Utama | Aplikasi Teknologi Hijau |
| Tenaga | Penggunaan sumber tenaga tidak boleh baharu (bahan api fosil) yang akan habis dan pembakaran bahan api fosil yang menghasilkan gas rumah hijau, menyebabkan pemanasan global. | Pembangunan dan penggunaan sumber tenaga boleh baharu seperti hidroelektrik, solar, angin, dan geoterma. Mengamalkan kecekapan tenaga dengan mematikan suis apabila tidak digunakan dan menetapkan suhu penyaman udara antara 24°C – 25°C. |
| Pengurusan Sisa dan Air Sisa | Pembuangan sisa tidak terancang, pembaziran, dan pencemaran air oleh sisa pepejal dan sisa kimia. Kertas, penyumbang utama sisa pepejal, memerlukan penebangan 2 batang pokok untuk menghasilkan 1 tan kertas. | Amalan 5R (Tolak, Kurangkan, Guna Semula, Kitar Semula, Pemulihan). Proses rawatan biologi seperti pengkomposan untuk menukar sisa makanan menjadi baja organik atau biogas. Menggunakan kertas kitar semula. |
| Pertanian dan Perhutanan | Penebangan hutan secara tidak terkawal untuk pertanian dan pembangunan, menyebabkan tanah runtuh, banjir, dan kepupusan flora/fauna. Penggunaan racun serangga dan baja kimia berlebihan mencemarkan tanah dan air. | Amalan seperti penanaman semula pokok dan penguatkuasaan undang-undang perhutanan. Menggunakan baja kompos daripada sisa pertanian untuk menggantikan baja kimia. Mewartakan hutan simpan kekal. |
| Pengangkutan | Pergantungan tinggi (kira-kira 95%) pada petrol dan diesel (bahan api fosil). Asap kenderaan mengeluarkan gas rumah hijau (karbon dioksida, karbon monoksida) dan gas berbahaya yang menyebabkan hujan asid. | Pembangunan dan penggunaan Pengangkutan Hijau seperti berjalan kaki, berbasikal, kenderaan elektrik, dan kenderaan gas asli (NGV). Penggunaan bahan api bio sebagai alternatif kepada petroleum. |
| Bangunan | Penggunaan tenaga dan air yang tidak cekap dalam bangunan. Penggunaan bahan binaan yang tidak mesra alam. | Pembinaan Bangunan Hijau yang menekankan kecekapan tenaga dan air, kualiti alam sekitar yang baik, serta penggunaan bahan binaan hijau. Contohnya, Masjid Raja Haji Fi Sabilillah di Cyberjaya. |
| Perindustrian dan Pembuatan | Proses perindustrian yang menggunakan banyak tenaga dan menghasilkan kesan negatif seperti jerebu dan hujan asid. | Program kecekapan tenaga dan pengurusan tenaga yang lebih baik dalam sektor perindustrian untuk mengurangkan impak negatif kepada alam sekitar. |
| Teknologi Maklumat dan Komunikasi (TMK) | Penggunaan bahan berbahaya dan tidak terbiodegradasi dalam pembuatan peranti elektronik. Penggunaan tenaga yang tinggi oleh peranti dan pusat data. | Pengamalan TMK hijau dalam pembuatan, reka bentuk, dan pelupusan peranti. Menggunakan bahan terbiodegradasi serta mencipta peranti yang lebih jimat tenaga. |
Secara keseluruhannya, Teknologi Hijau menyediakan kerangka kerja yang holistik untuk pembangunan lestari, memastikan keperluan generasi masa kini dipenuhi tanpa menjejaskan keupayaan generasi akan datang untuk memenuhi keperluan mereka.
GLOSARI
| Istilah | Definisi |
| Teknologi Hijau | Pembangunan dan aplikasi produk, peralatan, dan sistem untuk memelihara alam sekitar dan alam semula jadi, serta meminimumkan atau mengurangkan kesan negatif daripada aktiviti manusia. |
| Isu Sosiosaintifik | Isu sosial yang bersifat kontroversi dan mempunyai kaitan dengan sains, yang memerlukan pertimbangan moral dan saintifik untuk menyelesaikannya. |
| Kelestarian Alam Sekitar | Keupayaan untuk mengekalkan dan memelihara keseimbangan ekosistem semula jadi untuk jangka masa panjang demi manfaat generasi kini dan akan datang. |
| Dasar Teknologi Hijau Kebangsaan | Dasar yang dilancarkan pada Julai 2009 untuk memacu pembangunan negara secara mampan, berlandaskan empat tonggak utama: Tenaga, Alam Sekitar, Ekonomi, dan Sosial. |
| Kecekapan Tenaga | Penggunaan tenaga yang kurang bagi menjalankan sesuatu kerja pada kadar yang sama atau lebih tanpa menjejaskan keselesaan atau hasil yang diingini. |
| Sumber Tenaga Boleh Baharu | Sumber tenaga alternatif yang bersih, berasaskan karbon serta dapat menggantikan penggunaan bahan api fosil. Contohnya termasuk tenaga solar, hidroelektrik, angin, dan geoterma. |
| Bahan Api Fosil | Sumber tenaga tidak boleh baharu yang berasal daripada sisa organisma purba seperti petroleum, arang batu, dan gas asli. Pembakarannya membebaskan gas rumah hijau. |
| Gas Rumah Hijau | Gas-gas di atmosfera yang memerangkap haba, seperti karbon dioksida dan karbon monoksida, yang menyumbang kepada pemanasan global dan perubahan iklim. |
| Bahan Api Bio | Sumber tenaga alternatif yang boleh diperbaharui, merujuk kepada metil ester asid lemak yang dihasilkan daripada minyak sayuran atau lemak haiwan. Ia lebih mesra alam berbanding petroleum. |
| Konsep 5R | Prinsip pengurusan sisa yang terdiri daripada Tolak (Refuse), Kurangkan (Reduce), Guna Semula (Reuse), Kitar Semula (Recycle), dan Pemulihan (Recovery). |
| Baja Kompos | Baja organik yang terhasil daripada proses pereputan sisa-sisa organik seperti sisa makanan dan sisa pertanian. Ia merupakan amalan Teknologi Hijau dalam pertanian. |
| Pengangkutan Hijau | Sebarang bentuk pengangkutan mesra alam yang membebaskan gas rumah hijau pada kadar amat minimum atau tidak membebaskan langsung. Contohnya termasuk berjalan kaki, basikal, dan kenderaan elektrik. |
| Bangunan Hijau | Bangunan yang dalam reka bentuk, pembinaan, atau operasinya, mengurangkan atau menghapuskan kesan negatif terhadap iklim dan persekitaran semula jadi. Ia menekankan kecekapan tenaga dan air. |
CONTOH SOALAN KBAT
Soalan dan Jawapan KBAT (Kemahiran Berfikir Aras Tinggi)
Soalan 1: Mengapakah peralihan kepada sumber tenaga boleh baharu amat penting untuk masa depan Malaysia, dengan mengambil kira aspek alam sekitar dan ekonomi?
Jawapan: Peralihan kepada sumber tenaga boleh baharu adalah penting dari segi alam sekitar kerana ia dapat mengurangkan pelepasan gas rumah hijau yang berpunca daripada pembakaran bahan api fosil. Ini secara langsung membantu menangani isu perubahan iklim, pemanasan global, dan mengurangkan pencemaran udara. Dari segi ekonomi, walaupun kos permulaan untuk membangunkan infrastruktur tenaga boleh baharu (seperti solar dan hidroelektrik) adalah tinggi, ia dapat mengurangkan kebergantungan negara terhadap import bahan api fosil yang harganya tidak menentu. Ini akan membawa kepada kestabilan harga tenaga dalam jangka panjang dan mewujudkan peluang pekerjaan baharu dalam sektor teknologi hijau.
Soalan 2: Konsep “5R” (Tolak, Kurangkan, Guna Semula, Kitar Semula, Pemulihan) adalah aplikasi Teknologi Hijau dalam pengurusan sisa. Bagaimanakah konsep ini boleh dilaksanakan dengan berkesan di persekitaran sekolah untuk memupuk budaya kelestarian?
Jawapan: Pelaksanaan konsep 5R di sekolah boleh dimulakan dengan kempen kesedaran.
• Tolak: Mendidik pelajar untuk menolak penggunaan barangan sekali guna seperti beg plastik dan polistirena di kantin sekolah.
• Kurangkan: Menggalakkan pelajar dan guru mengurangkan penggunaan kertas dengan menggunakan kedua-dua belah muka surat atau menghantar tugasan secara digital.
• Guna Semula: Mengadakan hari “pertukaran barangan” di mana pelajar boleh menukar buku atau pakaian seragam yang masih elok. Menggunakan botol air yang boleh diisi semula.
• Kitar Semula: Menyediakan tong kitar semula yang diasingkan mengikut jenis bahan (kertas, plastik, tin) di lokasi strategik di seluruh sekolah dan mengadakan pertandingan kitar semula antara kelas.
• Pemulihan: Sisa makanan dari kantin boleh dikumpul untuk dijadikan baja kompos bagi taman herba atau kebun sekolah. Ini bukan sahaja mengurangkan sisa tetapi juga menjadi projek pembelajaran praktikal.
Soalan 3: Penebangan hutan untuk pertanian dan perabot merupakan isu sosiosaintifik yang serius. Cadangkan satu pendekatan yang seimbang yang membolehkan pembangunan berterusan sambil meminimumkan kerosakan alam sekitar, menggunakan prinsip Teknologi Hijau.
Jawapan: Pendekatan yang seimbang melibatkan perancangan guna tanah yang mampan. Pembangunan harus difokuskan di kawasan yang kurang sensitif dari segi ekologi. Dalam sektor pertanian, amalan pertanian pintar seperti pertanian menegak (vertical farming) boleh diguna pakai untuk memaksimumkan hasil di kawasan yang terhad, mengurangkan keperluan untuk membuka tanah hutan baharu. Bagi permintaan perabot, kerajaan boleh menggalakkan penggunaan kayu dari hutan yang diurus secara lestari (disahkan oleh badan bertauliah) dan mempromosikan bahan alternatif seperti buluh atau kayu komposit. Di samping itu, penguatkuasaan undang-undang yang ketat terhadap pembalakan haram dan program penanaman semula hutan yang agresif adalah penting untuk memulihara “peparu Bumi”.
Soalan 4: Kerajaan negeri Melaka telah mengaplikasikan Teknologi Hijau dengan menggunakan bas elektrik. Pada pendapat anda, apakah cabaran utama dalam menggalakkan lebih ramai rakyat Malaysia menggunakan pengangkutan awam dan bagaimana Teknologi Hijau boleh membantu mengatasinya?
Jawapan: Cabaran utama termasuk masalah “jarak pertama dan terakhir” (kesukaran untuk sampai ke stesen/hentian bas dari rumah dan sebaliknya), kebolehpercayaan jadual, dan keselesaan. Teknologi Hijau boleh membantu dengan:
1. Mengatasi masalah “jarak pertama dan terakhir”: Memperkenalkan lebih banyak perkhidmatan bas elektrik yang lebih kecil dan fleksibel untuk kawasan perumahan, serta mempromosikan penggunaan basikal dan skuter elektrik dengan menyediakan laluan yang selamat dan stesen pengecasan.
2. Meningkatkan kebolehpercayaan: Menggunakan aplikasi mudah alih (TMK Hijau) yang menyediakan data masa nyata mengenai lokasi bas dan anggaran masa ketibaan, membolehkan pengguna merancang perjalanan mereka dengan lebih baik.
3. Meningkatkan keselesaan: Penggunaan kenderaan elektrik atau hibrid bukan sahaja mengurangkan pencemaran udara dan bunyi, menjadikan perjalanan lebih selesa, tetapi juga mencerminkan imej pengangkutan awam yang moden dan mampan, yang boleh menarik lebih ramai pengguna.
Soalan 5: Asap kenderaan yang menggunakan petrol dan diesel merupakan penyumbang utama kepada pencemaran udara. Terangkan bagaimana penggunaan kenderaan elektrik dan bahan api bio dapat mengurangkan masalah ini, serta nyatakan cabaran baharu yang mungkin timbul.
Jawapan: Kenderaan elektrik (EV) mengurangkan pencemaran udara secara langsung kerana ia tidak mempunyai ekzos dan tidak membebaskan gas berbahaya semasa beroperasi. Bahan api bio, yang berasal dari sumber boleh baharu seperti minyak sayuran, adalah lebih bersih pembakarannya berbanding bahan api fosil dan bersifat neutral karbon (karbon yang dibebaskan semasa pembakaran adalah sama dengan jumlah karbon yang diserap oleh tumbuhan semasa ia hidup). Namun, cabaran baharu mungkin timbul. Bagi EV, cabarannya ialah sumber penjanaan elektrik. Jika elektrik dijana daripada pembakaran arang batu, maka pencemaran hanya beralih dari bandar ke loji janakuasa. Oleh itu, penjanaan elektrik perlu beralih kepada sumber boleh baharu. Cabaran lain ialah pelupusan bateri EV yang mengandungi bahan berbahaya. Bagi bahan api bio, cabarannya ialah konflik “makanan lwn bahan api”, di mana tanah pertanian yang sepatutnya digunakan untuk menanam makanan dialihkan untuk menanam tanaman bagi tujuan bahan api, yang boleh menjejaskan bekalan makanan dan harga.