DEGRADASI MIKROPLASTIK PADA EKOSISTIM PERAIRAN OLEH

Degradasi Limbah Mikroplastik pada Ekosistim Perairan oleh Bakteri Kultur Campuran Clostridium sp. dan Thiobacillus sp.

Fachrul, Rinanti, Tazkiaturrizki, Agustria, Naswadai p-ISSN 0853-7720; e-ISSN 2541-4275, Volume 6, Nomor 2, halaman 304 – 316, Juli 2021

DOI : http://dx.doi.org/10.25105/pdk.v6i2.9536

304

DEGRADASI MIKROPLASTIK PADA EKOSISTIM PERAIRAN OLEH BAKTERI KULTUR CAMPURAN Clostridium sp. DAN Thiobacillus sp.

Melati Ferianita Fachrul1, Astri Rinanti1, Tazkiaturrizki1, Afferdo Agustria1, Dini Amalia Naswadi1 1Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Arsitektur Lanskap dan Teknologi Lingkungan, Universitas Trisakti, Jakarta, 11440, Indonesia

*Penulis koresponden: [email protected]

ABSTRAK Permasalahan akibat akumulasi mikroplastik di lingkungan terjadi karena plastik merupakan polimer sintetis yang sulit untuk terdegradasi, salah satunya disebabkan karena plastik mempunyai kerapatan massa molekul yang tinggi. mikroplastik tersebar di lingkungan dan menimbulkan masalah bagi lingkungan dan biota air dan tanah seperti laut, muara, sungai, danau, tanah. Biodegradasi plastik berbahan dasar minyak bumi konvensional dipengaruhi oleh faktor abiotik terjadi dalam waktu lama, dan tidak dapat sepenuhnya terurai dan faktor biotik dipengaruhi oleh mikroorganisme pengurai yang ada di lingkungan yang dapat mempercepat penguraian. Pendekatan untuk mengendalikan pencemaran mikroplastik dapat dilakukan dengan pendekatan teknologi bioremediasi, dengan memanfaatkan potensi mikroba atau bakteri indigenous yang ditumbuhkan dalam lingkungan media yang terpapar mikroplastik. Faktor abiotik (radiasi UV, suhu, tekanan atmosfer) terjadi dalam waktu lama, dan tidak dapat sepenuhnya terurai. Faktor biotik dipengaruhi oleh mikroorganisme pengurai yang ada di lingkungan yang dapat mempercepat penguraian.

ABSTRACT In the environment, plastic waste can break down into micrometer (microplastic) and nanometer (nanoplastic) sized plastic particles, allowing the finer particles to enter the food chain and lead to humans as top predators in the food chain. Problems due to the accumulation of microplastics in the environment occur because plastic is a synthetic polymer that is difficult to degrade, one of the reasons is that plastic has a high molecular mass density. Microplastics are spread in the environment and cause problems for the environment and aquatic and soil biota such as seas, estuaries, rivers, lakes, soil. Biodegradation of conventional petroleum-based plastics is influenced by abiotic factors that occur for a long time, and cannot be completely decomposed and biotic factors are influenced by decomposing microorganisms in the environment which can accelerate decomposition. The approach to controlling microplastic pollution can be done with a bioremediation technology approach, by utilizing the potential of indigenous microbes or bacteria grown in the media environment exposed to microplastics. Abiotic factors occur over a long period of time, and cannot be completely decomposed. Biotic factors are influenced by decomposing microorganisms in the environment that can accelerate decomposition.

SEJARAH ARTIKEL

● Diterima 20 April 2021

● Revisi 10 Mei 2021

● Disetujui 20 juli 2021

● Terbit online 31 Juli 2021

KATA KUNCI ● Mikroplastik, ● Biodegradasi, ● Clostridium sp. ● Thiobacillus sp.

http://dx.doi.org/10.25105/pdk.v6i2.9536




305

1. PENDAHULUAN

Plastik telah merupakan bagian kehidupan sehari-hari manusia. Dalam dua dasarwarsa terakhir,

kemasan plastik telah merebut pangsa pasar kemasan dunia, menggantikan kemasan kaleng dan gelas.

Kemasan plastik sudah mendominasi industri makanan di Indonesia dan kemasan luwes (fleksibel)

menempati porsi 80%. Jumlah plastik yang digunakan untuk mengemas, menyimpan dan membungkus

makanan mencapai 53% khusus untuk kemasan luwes, sedangkan kemasan kaku sudah mulai banyak

digunakan untuk minuman (Nasution, 2015).

Pada tiga dekade terakhir penggunaan plastik yang tidak terkendali yaitu pada aktifitas

pengemasan (misalnya makanan cepat saji), transportasi, industri dan pertanian baik di pedesaan

maupun perkotaan dapat meningkatkan permasalahan serius dalam pembuangan limbah plastik dan

pencemaran yang ditimbulkan. Sifat plastik yang ringan, daya tahan tiggi dalam kondisi lembab, kuat

dan murah merupakan keunggulan utama dari plastik sementara kelemahannya yaitu sulit untuk

didegradasi secara alami. Penggunaan plastik secara global meningkat sekitar 12% per tahun dan

diproduksi sekitar 0,15 miliar ton polimer sintetis di seluruh dunia setiap tahunnya (Kumari et al.,

2019). Plastik adalah salah satu polimer kompleks yang memiliki umur degradasi yang sangat lama. Hal

tersebut dikarenakan plastik memiliki rantai yang panjang serta berulang mengakibatkan plastik

memiliki molecular weight (berat molekul) yang tinggi sehingga dibutuhkan waktu yang cukup lama

untuk memecah rantai panjang tersebut menjadi rantai yang lebih pendek (Bhardwaj, 2012; Yoon et

al., 2012).

Fachrul dan Rinanti (2018) menjelaskan bahwa kemasan plastik yang praktis dan biasanya

digunakan hanya sekali pakai akan menjadi sampah akan dibuang ke tempat pembuangan sampah.

Jika dibiarkan tanpa ada pengelolaan yang baik dan benar terhadap limbah plastik tersebut, maka

sangat memungkinkan dapat mencemari lingkungan, gangguan dalam bentuk pencemaran

dimungkinkan dapat terjadi baik itu pencemaran pada ekosistim daratan ataupun perairan. Hal ini

menjadi isu dan belum banyak terpecahkan adalah kontaminasi pencemaran mikroplastik yang

bersifat persisten baik pada pencemaran perairan maupun pencemaran tanah. Peningkatan jumlah

plastik dilingkungan pada umumnya berasal dari limbah rumah tangga dan industri. Proses

dekomposisi sampah plastik menjadi mikroplastik berlangsung sangat lama bahkan memerlukan

waktu hingga ratusan tahun melalui berbagai proses fisik, kimiawi, maupun biologi

Menurut Zhang et al (2021), plastik yang berada di badan air akan melayang atau mengapung

sehingga menyebabkan plastik menjadi potongan atau serpihan kecil hal tersebut disebabkan karena

terdegradasi oleh sinar matahari (fotodegradasi), oksidasi dan abrasi mekanik, sehingga membentuk

partikel-partikel kecil yang disebut mikroplastik. Selanjutnya Widianarko dan Hantoro (2018),

menjelaskan bahwa isu pencemaran plastik di lingkungan perairan telah menjadi perhatian global saat

ini karena dampaknya yang merugikan ekosistem perairan laut dan pantai. Terlebih lagi dengan

terurainya sampah plastik menjadi partikel plastik berukuran mikrometer (mikroplastik) dan

nanometer (nanoplastik), memungkinkan partikel yang halus masuk ke rantai makanan dan berujung

pada manusia sebagai top predator dalam rantai makanan.





306

Mikroplastik adalah sampah plastik yang berukuran lebih kecil dari 5 mm yang terbagi menjadi

dua jenis yaitu mikroplastik primer dan mikroplasti sekunder. Mikroplastik primer yaitu mikro partikel

yang diproduksi untuk kebutuhan kosmetik atau serat pakaian sintetis. Mikroplastik sekunder yaitu

hasil fragmentasi atau perubahan menjadi ukuran yang lebih kecil akan tetapi molekulnya tetap berupa

polimer (Ekosafitri et al., 2015). Mikroplastik memiliki berbagai macam jenis, bentuk (fragmen, film

dan fiber), ukuran, warna, komposisi dan masa jenis (Browne, 2015)

Mikroplastik fragmen memiliki ciri-ciri pecahan plastik. Film merupakan polimer plastik

sekunder yang berasal dari framentasi kantong plastik yang memiliki densitas rendah. Mikroplastik

dengan bentuk film yang berbentuk lembaran atau pecahan plastik. Mikroplastik fiber memiliki ciri-ciri

menyerupai serabut atau jaring nelayan dan jika terkena sinar lampu ultraviolet makan akan berwarna

biru (Septian et al., 2018; Nor dan Obbard, 2014). Mikroplastik dengan bentuk fiber sering ditemukan

di daerah pinggir pantai karena berasal dari pemukiman penduduk dengan pekerjaan sebagai nelayan.

Permasalahan akibat akumulasi plastik di lingkungan terjadi karena plastik merupakan polimer sintetis

yang sulit untuk terdegradasi, salah satunya disebabkan karena plastik mempunyai kerapatan massa

molekul yang tinggi. Polimer Polietilen (PE) memiliki kerapatan 0,91 hingga 0,97 gram/cm3, sehingga

penetrasi oleh mikroba alami di alam sulit dilakukan.

Beberapa faktor penyebab banyaknya mikroplastik yang ada di lingkungan perairan tawar yaitu

perbandingan populasi manusia dibandingkan dengan jumlah sumber air, letak pusat perkotaan,

waktu tinggal air, ukuran sumber air, jenis pengolahan limbah, dan jumlah saluran pembuangan

(Moore et al., 2010). Keberadaan mikroplastik dalam perairan akan masuk ke dalam badan air dan

akhirnya akan mengendap di sedimen (Wright et al., 2013). Keberadaan mikroplastik di laut dapat

melalu beberapa cara: (1) fragmentasi plastik di laut, (2) mikroplastik langsung sampai ke laut, (3),

mikroplastik yang secara tidak sengaja hilang dalam proses pengolahannya, (4) hasil pengolahan

limbah yang dibuang ke lingkungan (Kershaw, 2015).

Dengan demikian, salah satu strategi dan pendekatan yang menarik untuk mengendalikan

pencemaran mikroplastik dapat dilakukan adalah dengan pendekatan teknologi bioremediasi (Caruso,

2015; Alshehrei, 2017; Wei-Min dkk., 2017), dengan memanfaatkan potensi mikroba atau bakteri

indigenous yang ditumbuhkan dalam lingkungan media yang terpapar mikroplastik.

2. KEBERADAAN MIKROPLASTIK DILINGKUNGAN

Kehadiran mikroplastik di lingkungan menjadi masalah karena plastik bersifat persisten, sering

kali mengandung bahan kimia yang berpotensi toksik dan karsinogenik, karena dikonsumsi oleh

organisme maka akan mempengaruhi kehidupan perairan. Selain itu, sampah plastik dipastikan

mengotori lautan, meracuni biota laut, merusak terumbu karang akan memberi dampak kerusakan

bagi keseimbangan ekosistem laut. Sampah mikroplastik ini dapat masuk ke dalam rantai makanan dan

pada akhirnya berdampak pada kesehatan baik manusia maupun lingkungan (Eriksen dkk., 2014; Kole

dkk., 2017; Wright dan Kelly, 2017).





307

Beberapa penelitian terdahulu membuktikan bahwa mikroplastik tersebar di lingkungan dan

menimbulkan masalah bagi lingkungan dan biota air dan tanah seperti laut, muara, sungai, danau,

tanah (Tabel 1). Hal ini membuktikan bahwa penyebaran limbah mikroplastik sangat luas dan limbah

plastik yang tidak terkontrol menyebabkan pencemaran bagi lingkungan.

Tabel 1 Penelitian terdahulu tentang mikroplastik di lingkungan

Fokus Penelitian Tipe Sampel Referensi

Lingkungan Perairan Laut

Transportasi spesies bakteri patogen ikan Aeromonas salmonicida oleh mikroplastik

Permukaan air Virsek et al. (2017)

Pengaruh penuaan mikroplastik pada konsumsinya oleh zooplankton

PS murni dan tua, copepoda (Calanus finmarchicus dan Acartia longiremis)

Vroom et al. (2017)

Efek toksik mikroplastik dengan merkuri pada ikan

Seabass Eropa (Dicentrarchus labrax) Barboza et al. (2018)

Jalur serapan mikroplastik Kerang (Mussel) Kolandhasamy et al. (2018)

Kehadiran organofosfat ester (OPEs) dan ester asam ftalat (PAEs) dalam mikroplastik terdampar

Sedimen pantai Zhang et al. (2018)

Estuaria

Penilaian risiko ekologis mikroplastik, logam berat, dan PAH

Sedimen pantai Akhbarizadeh et al. (2017)

Perilaku tenggelamnya mikroplastik di perairan muara dan pesisir

Air permukaan, sampel berbasis laboratorium

Kaiser et al. (2017)

Transfer mikroplastik di sepanjang rantai makanan

Sedimen, makroinvertebrata, kotoran burung pantai

Lourenco et al. (2017)

Penilaian risiko mikroplastik di Muara Changjiang, China

Air Permukaan Xu et al. (2018)

Sungai

Sumber mikroplastik dan pemodelan input global dari sungai ke laut

Data pengukuran lapangan Lebreton et al. (2017), Siegfried et al. (2017)

Sumber mikroplastik dan masukan dari sungai ke laut

Data kolom air sungai Schmidt et al. (2017)

Variasi musiman mikroplastik dan potensi penggunaan chironomid sebagai indikator pencemaran mikroplastik

Sedimen, Chironomus spp Nel et al. (2018)

Pemodelan nasib dan transportasi (TRWP) di DAS

Unice et al. (2019a), Unice et al. (2019b)





308

Danau

Pengaruh mikroplastik yang mengandung polutan murni atau hidrofobik pada organisme limnik

Contoh ikan (Clarias gariepinus, Danio rerio), zooplankton (Daphnia magna)

Karami et al. (2016), Ma et al. (2016), Chen et al. (2017)

Pemodelan distribusi spasial mikroplastik di Great Lakes

Air permukaan (data literatur) Hoffman and Hittinger (2017)

Efek toksik mikroplastik pada organisme limnik

Zooplankton (Daphnia magna), invertebrata (Gammarus pulex, Hyalella azteca, Asellus aquaticus, Sphaerium corneum, Tubifex spp., Lumbriculus variegatus)

Rehse et al. (2016), Redondo-Hasselerharm et al. (2018)

Pengaruh mikroplastik di bawah suhu tinggi pada ikan

Ikan Discus (Symphysodon aequifasciatus)

Wen et al. (2018)

Tanah

ransportasi mikroplastik di tanah oleh cacing tanah Lumbricus terrestris

Campuran tanah sintetis dan Lumbricus terrestris

Rillig et al. (2017)

Peluruhan polietilen densitas rendah (LDPE) oleh bakteri usus cacing tanah

Campuran tanah sintetis, Lumbricus terrestris

Huerta Lwanga et al. (2018)

Kelimpahan dan distribusi mikroplastik dalam agregat tanah

Tanah Zhang and Liu (2018)

Hubungan predator (tungau)-mangsa (collembolan) dalam pengangkutan mikroplastik di dalam tanah

Hypoaspis aculeifer (tungau), Folsomia candida (collembolan)

Zhu et al. (2018)

Plastik jenis polyethylene dapat didegradasi dengan penyinaran sinar UV pada panjang

gelombang 280-300 nm selama 10 hari, sehingga membentuk hidrokperoksida dan terputusnya rantai panjang polyethylene menjadi fragmen-fragmen yang lebih pendek atau disebut monomer (Asriza and Janiar, 2017). Namun proses degradasi dengan memanfaatkan sinar UV ini dapat menimbulkan dampak negatif yaitu efek rumah kaca. Pembakaran limbah plastik akan menimbulkan dampak negative juga, yaitu tercemarnya udara oleh gas-gas hasil pembakaran plastik, diantaranya gas karbondioksida (CO2) dan gas karbonmonoksida (CO). Oleh karena itu, perlu adanya solusi untuk mengolah limbah plastik dengan baik tanpa harus merusak lingkungan.

3. PENGOLAHAN MIKROPLASTIK

Proses degradasi plastik dapat terjadi oleh radiasi sinar UV yang memicu degradasi oksidatif pada polimer. Selama proses degradasi secara fisik ini berlangsung, limbah mikroplastik akan mengalami perubahan seperti berkurangnya kepekatan warna (discolour), menjadi lebih lunak dan mudah hancur dengan berjalannya waktu. Pengaruh mekanis proses degradasi plastik yaitu angin, gelombang laut, gigitan hewan dan aktivitas manusia yang dapat menghancurkan bentuk plastik ke dalam bentuk fragmen-fragmen (Kershaw, 2015). Mikroplastik yang mengendap di sedimen dan terjadi secara terus-menerus akan menimbulkan akumulasi mikroplastik pada lapisan sedimen yang





309

lebih dalam sehingga menyebabkan partikel plastik mengalami pertambahan densitas. Mikroplastik yang mengalami perubahan densitasnya disebabkan oleh paparan cahaya matahari yang berkepanjangan di laut, pelapukan, dan biofouling (Hidalgo-Ruz et al., 2012). Proses degradasi plastic secara alami pada landfill yaitu membutuhkan lahan sangat luas sebagai fasilitas TPA yang dapat dimanfaatkan untuk sarana yang lebih produktif seperti pertanian (Zhang et al., 2004). Keterbatasan oksigen di TPA mengakibatkan komponen plastik dari sampah TPA terbukti bertahan selama lebih dari 20 tahun dikarenakan lingkungan TPA bersifat anaerobik yang menyebabkan terbatasnya laju proses degradasi. Pengolahan mikroplastik dengan insenerasi menyebabkan pembentukan banyak senyawa berbahaya yang sebagian besar dilepaskan ke atmosfer seperti PAH (Polisiklik Aromatik Hidrokarbon), PCBs (polychlorinated biphenyls), logam berat, gas rumah kaca, serta senyawa karbon dan oksigen yang beracun semuanya diproduksi dan dilepaskan ketika plastik dibakar (Priyanka dan Archana, 2012)

Mikroplastik memiliki kemampuan menyerap senyawa hidrofobik yang beracun dari lingkungan (Cole et al., 2011). Sifat mikroplastik yang karsinogenik dan dapat mengganggu sistem saluran kelenjar endokrin pada suatu biota (Rochman et al., 2015). Hal ini akan berdampak buruk pada kondisi biota yang mengkonsumsi mikroplastik yang terakumulasi pada sedimen di perairan sehingga dapat menyebabkan kerusakan baik fisik maupun kimia pada organ internal dan mengganggu sistem saluran

pencernaan biota tersebut (Ryan et al., 2021).

4. BIODEGRADASI MIKROPLASTIK

Fachrul dan Rinanti (2018) menjelaskan bahwa salah satu strategi dan pendekatan yang menarik untuk mengendalikan pencemaran mikroplastik dapat dilakukan adalah dengan pendekatan teknologi remediasi dengan memanfaatkan potensi mikroba atau bakteri indigenous dan jamur atau fungi yang ditumbuhkan dalam lingkungan media yang terpapar mikroplastik yang terkontrol. Jacquin et al., (2019) menjelaskan bahwa bakteri, archaea, fungi dan mikroba eukariota terdeteksi dalam beberapa penelitian mengenai sampel plastik di laut atau dari plastik baru yang diinkubasi dalam kondisi laut. Penelitian terbaru yang menggunakan teknik molekuler untuk mengevaluasi keanekaragaman hayati plastisfer di berbagai wilayah geografis, untuk sampel plastik yang diambil di laut atau diinkubasi dalam kondisi air laut Tabel 2.

Tabel 2 Penelitian yang menggunakan teknik molekuler untuk mengevaluasi mikroorganisme plastisfer di berbagai wilayah geografis

Area Penelitian Tipe Sampel Metode Target Gen Target Referensi

Laut subtropical Pasifik Utara

Sampling pada air permukaan

Metagenomic sequencing

Bacteria and Eukaryote

Bryan et al., 2016

Laut Baltic Inkubasi pada air laut

V4 18S rRNA sequencing

565-981 Microbial Eukaryote, Fungi

Kettner et al., 2017

Estuari, Laut Baltic

Inkubasi pada air laut


515-806 Bacteria and Archaea

Oberbeckmann et al., 2018

Laut Utara (North Sea)




515-806

1391-1795

Bacteria and Archaea

Microbial Eukaryote, Fungi






310

Area Penelitian Tipe Sampel Metode Target Gen Target Referensi


Sampling pada air permukaan - Inkubasi pada air laut

DGGE 16S rRNA and sequencing




Inkubasi pada air laut dan sedimen

V3-V4 16S rRNA sequencing

rDNA-ITS2 sequencing

341-785 Bacteria and Archaea Fungi

De Tender et al., 2017

Laut subtropical Pasifik Utara




515-806

960-1438

Bacteria and Archaea

Eukaryote

Debroas et al., 2017

Laut Atlantic Utara




518-1046

1380-1510

Bacteria

Microbial Eukaryote

Zettler et al., 2013

Laut Mediterranean




Dussud et al., 2018a

Laut Mediterranean




Dussud et al., 2018b

Laut Mediterranean




Briand et al., 2012

Laut Arabian Inkubasi pada air laut


ND Bacteria Muthukrishnan et al., 2018

Estuar0, Laut Utara

Inkubasi pada air laut dan sedimen

16S rRNA cloning and sequencing

27-1492 Bacteria Harrison et al., 2014

Estuari, Laut China Timur

Sampling pada air permukaan dan sedimen


319-806 Bacteria Jiang et al., 2018

Sumber: Jacquin et al, (2019)

Mekanisme biodegradasi plastik dimulai dari menempelnya mikroba dengan polimer, lalu terjadi kolonisasi permukaan. Hidrolisis plastik berbasis enzim terjadi pada saat enzim menempel pada substrat polimer diikuti dengan pembelahan hidrolitik. Produk degradasi polimer seperti oligomer, dimer, dan monomer memiliki berat molekul yang jauh lebih rendah dan akhirnya diubah menjadi CO2 dan H2O melalui mineralisasi (Tokiwa et al., 2009). Dalam kondisi aerobik, oksigen digunakan sebagai akseptor elektron oleh bakteri yang diikuti dengan sintesis senyawa organik yang lebih kecil, dengan demikian, CO2 dan air diproduksi sebagai produk akhir. Dalam kondisi anaerobik, polimer dihancurkan dengan tidak adanya oksigen oleh mikroorganisme. Sulfat, nitrat, besi, karbon dioksida, dan mangan digunakan sebagai akseptor elektron oleh bakteri anaerob (Priyanka dan Archana, 2012). Diagram mekanisme biodegradasi plastik PE dapat dilihat pada Gambar 1





311

Gambar 1 Mekanisme biodegradasi plastik (Tokiwa et al., 2009; Priyanka dan Archana, 2012)

Lebih lanjut Fachrul dan Rinanti (2018) menjelaskan bahwa biodegradasi plastik berbahan dasar minyak bumi konvensional dipengaruhi oleh faktor abiotik dan faktor biotik. Faktor abiotik (radiasi UV, suhu, tekanan atmosfer) terjadi dalam waktu lama, dan tidak dapat sepenuhnya terurai. Faktor biotik dipengaruhi oleh mikroorganisme pengurai yang ada di lingkungan yang dapat

mempercepat penguraian. Menurut Aristilde dan Wilkes (2017), biodegradasi plastik berbahan dasar minyak bumi konvensional dipengaruhi oleh faktor abiotik terjadi dalam waktu lama, dan tidak dapat sepenuhnya terurai dan faktor biotik dipengaruhi oleh mikroorganisme pengurai yang ada di lingkungan yang dapat mempercepat penguraian. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi laju biodegradasi dan plastik seperti terdiri dari 2 (dua) faktor yaitu faktor Biotik yaitu kelembaban, suhu dan pH, sedang faktor abiotik yaitu Enzim dan Hidrofobitas terlihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Faktor yang mempengaruhi laju biodegradasi plastik

MIKROORGANISME

POLIMER

Depolimerase

CH4,

CO2,

H2O,

Residu

CO2,

H2O,Produk

metabolic lainnya

Oligomer Dimer Monomer

Dalamkondisi

anaerobik

Dalamkondisiaerobik

Ekskresi enzimekstraseluler darimikroorganisme

Degradasi oleh mikroba

Enzim menempelpada polimer dan

memecahkan rantai

polimer

Mineralisasi





312

Pramila et al., (2012) menjelaskan strategi yang digunakan untuk menilai dan memantau biodegradasi polimer yaitu terjadi akumulasi biomassa (secara eksperimental menentukan laju pertumbuhan mikroorganisme dengan polimer sebagai satu-satunya sumber karbon), peningkatan penyerapan oksigen, perubahan permukaan polimer, dan perubahan sifat mekanik dan fisik polimer.

5. KESIMPULAN

Meskipun berlangsung lebih lama dan membutuhkan lingkungan yang terkontrol, degradasi mikroplastik dapat dilakukan oleh beberapa jenis mikroorganisme melalui mekanisme degradasi yang khas, yang melibatkan aktifitas enzimatis dan pembentukan biofilm. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengeksploitasi potensi mikroba bakteri indigenous dengan pendekatan teknologi remediasi untuk memperoleh kondisi yang otimum untuk mempercepat berlangsungnya biodegradasi, diantaranya dengan mengontrol pertumbuhan mikroba pembentuk biofilm dengan penambahan kosubstrat.

6. UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih atas Pengumuman sebagi Penerima Pendanaan Penelitian diPerguruan Tinggi sesuai dengan Surat Plt. Direktur Riset dan Pengabdian Masyarakat No: B/112/E3/RA.00/2021, tanggal 18 Februari 2021 dan Jurusan Teknik Lingkungan Universitas Trisakti atas dukungan pendanaan penelitian ini. Juga terima kasih kepada Afferdo Agustria, Dian Amalia Naswadi mahasiswa yang membantu dalam penelitian ini.

7. DAFTAR PUSTAKA Akhbarizadeh, R., Moore, F., Keshavarzi, B., Moeinpour, A., 2017. Microplastics and potentially toxic

elements in coastal sediments of Iran’s main oil terminal (Khark Island). Environ. Pollut. 220, 720-731. https://doi.org/10.1016/j.envpol. 2016.10.038.

Alshehrei, F. Biodegradation of Synthetic and Natural Plastic by Microorganisms. Journal of Applied & Environmental Microbiology. 2017. 5(1):8-19. Available online at http://pubs.sciepub.com/jaem/5/1/2 ©Science and Education Publishing DOI:10.12691/jaem-5-1-2

Aristilde, L. dan R.A. Wilkes. (2017). Degradation and Metabolism of Synthetic Plastics and Associated Products by Pseudomonas sp.: Capabilities and Challenges, Ithaca, NY, USA, Department of Biological and Environmental Engineering, College of Agriculture and Life Sciences, Cornell University. DOI: https://doi.org/10.1111/jam.13472

Barboza, L.G.A., Vieira, L.R., Branco, V., Figueiredo, N., Carvalho, F., Carvalho, C., Guilhermino, L., 2018. Microplastics cause neurotoxicity, oxidative damage and energy-related changes and interact with the bioaccumulation of mercury in the European seabass, Dicentrarchus labrax (Linnaeus, 1758). Aquat. Toxicol. 195, 49-57. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2017.12.008.

Bhardwaj, Himani, dkk. 2012. Microbial Population Associated With Plastics Degradation. . doi: http://dx.doi.org/10.4172/scientificreports.272





313

Browne, M. A. 2015. Sources and pathways of microplastiks to habitats. Marine anthropogenic litter. 229 – 244. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-16510-3_9

Bryant, J. A., Clemente, T. M., Viviani, D. A., Fong, A. A., Thomas, K. A., Kemp, P., Karl, D.M., White, A.E., DeLong, E.F. 2016. Diversity and activity of aommunities inhabiting plastic debris in the North Pacific gyre. mSystems, 1(3), e00024-16. DOI: 10.1128/mSystems.00024-16

Caruso, G. 2015. Plastic Degrading Microorganisms as a Tool for Bioremediation of Plastic Contamination in Aquatic Environments. J Pollut Eff Cont. 3:3. http://dx.doi.org/10.4172/2375-4397.1000e112.

Cole, M., P. Lindeque, C. Halsband, & Galloway, T.S., 2011. Microplastics as contaminant in the marine environment. Marine pollution bulletin, 62, 2588 – 2597. DOI: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2011.09.025

De Tender, C., Devriese, L. I., Haegeman, A., Maes, S., Vangeyte, J., Cattrijsse, A., Dawnyndt, P and Ruttink,T. 2017. Temporal dynamics of bacterial and fungal colonization on plastic debris in the North sea. Environ. Sci. Technol, 51, 7350–7360. DOI: 10.1021/acs.est.7b00697

Debroas, D., Mone, A., and Ter Halle, A. 2017. Plastics in the North Atlantic garbage patch: a boat-microbe for hitchhikers and plastic degraders. Sci. Total Environ, 599, 1222–1232. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.05.059

Dussud, C., and Ghiglione, J.-F. 2014. “Bacterial degradation of synthetic plastics,” in Marine Litter in the Mediterranean and Black Seas, ed. F. Briand (Paris: CIESM Publisher), 180.

Ekosafitri, K.H., Rustiadi, E. dan Yulianda, F. 2015. Pengembangan wilayah pesisir pantai utara jawa tengah berdasarkan infrastruktur daerah: Studi kasus Kabupaten Jepara. Jurnal perencanaan dan pembangunan wilayah perdesaan, 1(2), 145 - 157. DOI: https://doi.org/10.29244/jp2wd.2017.1.2.145-157

Fachrul, M.F. dan Rinanti, A. Remediasi pencemaran mikroplastik di perairan menggunakan bakteri indigenous. Proceeding, Jakarta: Seminar Nasional Kota Berkelanjutan. ISSN ISSN : 2621-2048 (print), ISSN: 2621-2056 (Online). 1 (1), 302 – 312. DOI: http://dx.doi.org/10.25105/psnkb.v1i1.2910

Harrison, J. P., Schratzberger, M., Sapp, M., and Osborn, A. M. 2014. Rapid bacterial colonization of low-density polyethylene microplastics in coastal sediment microcosms. BMC Microbiol. 14(232), 1 - 15. DOI: 10.1186/s12866-014- 0232-4

Hidalgo-Ruz, V., Gutow, L, Thompson, R.C. dan Thiel, M. 2012. Microplastics in the marine environment: A review of the methods used or identification and quantification. Environmental science and technology, 46, 3060 - 3075. DOI: https://doi.org/10.1021/es2031505

Hoffman, M.J., Hittinger, E., 2017. Inventory and transport of plastic debris in the laurentian great lakes. Mar. Pollut. Bull. 115, 273-281. https://doi.org/10.1016/j. marpolbul.2016.11.061.

Jacquin, J., Cheng, J., Odobel, C., Pandin, C., Conan, P., Pujo-Pay, M., Barbe, V., Meistertzheim, A.L., Ghiglione, J. F. Microbial Ecotoxicology of Marine Plastic Debris: A Review on Colonization and Biodegradation by the “Plastisphere”. Frontiers in Microbiology Volume 10 Article 865 April 2019 doi: 10.3389/fmicb.2019.00865

Jiang, P., Zhao, S., Zhu, L., and Li, D. 2018. Microplastic-associated bacterial assemblages in the intertidal zone of the Yangtze Estuary. Sci. Total Environ. 624, 48–54. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.12.105





314

Kaiser, D., Kowalski, N., Waniek, J.J., 2017. Effects of biofouling on the sinking behavior of microplastics. Environ. Res. Lett. 12,**-** https://doi.org/10.1088/1748-9326/aa8e8b.

Karami, A., Romano, N., Galloway, T., Hamzah, H., 2016. Virgin microplastics cause toxicity and modulate the impacts of phenanthrene on biomarker responses in African catfish (Clarias gariepinus). Environ. Res. 151, 58-70. https://doi.org/10. 1016/j.envres.2016.07.024.

Kershaw, P. 2015. Sources, fate and effects of microplastics in the marine environment: a global assessment. International maritime organization.

Kettner, M. T., Rojas-Jimenez, K., Oberbeckmann, S., Labrenz, M., and Grossart, H.-P. 2017. Microplastics alter composition of fungal communities in aquatic ecosystems. Environ. Microbiol, 19, 4447–4459. DOI: 10.1111/1462-2920.13891

Kolandhasamy, P., Su, L., Li, J., Qu, X., Jabeen, K., Shi, H., 2018. Adherence of microplastics to soft tissue of mussels: a novel way to uptake microplastics beyond ingestion. Sci. Total Environ. **(**),610-611, 635-640. https://doi.org/10. 1016/j.scitotenv.2017.08.053.

Kumari, A., Chaudhary, D. R., and Jha, B. (2019). Destabilization of polyethylene and polyvinylchloride structure by marine bacterial strain. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 26, 1507–1516. doi: https://doi.org/10.1007/s11356-018-3465-1

Lourenço, P.M., Serra-Gonçalves, C., Ferreira, J.L., Catry, T., Granadeiro, J.P., 2017. Plastic and other microfibers in sediments, macroinvertebrates and shorebirds from three intertidal wetlands of southern Europe and west Africa. Environ. Pollut. 231, 123-133. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.07.103.

Muthukrishnan, T., Al Khaburi, M., and Abed, R. M. M. 2018. Fouling microbial communities on plastics compared with wood and steel: are they substrate- or location-specific? Microb. Ecol, 78(2), 361 – 374. DOI: 10.1007/s00248-018-1303-0

Moore, C.J., Lattin, G.L. dan Zellers, A.F., 2010. Quantity and type of plasticts debris flowing from two urban rivers to coastal waters and beaches of Southern California. Journal of integrated coastal zone management, 11 (1), 65 – 73.

Nasution, R.S. Berbagai Cara Penanggulangan Limbah Plastik. Elkawnie: Journal of Islamic Science and Technology Vol. 1, No.1, 97-104Juni 2015 (www.jurnal.ar-raniry.com/index.php/elkawnie)

Nel, H.A., Hean, J.W., Noundou, X.S., Froneman, P.W., 2017. Do microplastic loads reflect the population demographics along the southern African coastline? Mar. Pollut. Bull. 115, 115-119. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2016.11.056.

Nor, M. dan Obbard, J.P. 2014. Microplastiks in Singapore’s coastal mangrove ecosystems. Marine pollution bulletin, 79(2), 278 – 283. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2013.11.025

Oberbeckmann, S., Loeder, M. G. J., Gerdts, G., and Mark Osborn, A. 2014. Spatial and seasonal variation in diversity and structure of microbial biofilms on marine plastics in Northern European waters. FEMS Microbiol. Ecol, 49, 478–492. DOI: 10.1111/1574-6941.12409

Oberbeckmann, S., Osborn, A. M., and Duhaime, M. B. 2016. Microbes on a bottle: substrate, season and geography influence community composition of microbes colonizing marine plastic debris. PLoS One, august (3), 1 – 24. DOI: 10.1371/journal.pone.0159289

Pramila, R.; Ramesh, K.V. Potential biodegradation of low-density polyethylene (LDPE) by Acinetobacter bumannii. Afr. J. Bacteriol. Res. 2015, 7, 24–28. Doi : https://doi.org/10.5897/jbr12.003


http://www.jurnal.ar-raniry.com/index.php/elkawnie




315

Priyanka, N. dan Archana, T. 2012. Biodegradability of polythene and plastic by the help of microorganism: A way for brighter future. Journal of environmental & analytical toxicology, 1(4), 12 – 15. DOI: 10.4172/2161-0525.1000111

Redondo-Hasselerharm, P.E., Falahudin, D., Peeters, E.T.H.M., Koelmans, A.A., 2018. Microplastic effect thresholds for freshwater benthic macroinvertebrates. Environ. Sci. Technol. 52, 2278-2286. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b05367.

Rehse, S., Kloas, W., Zarfl, C., 2016. Short-term exposure with high concentrations ofpristine microplastic particles leads to immobilisation of Daphnia magna. Chemosphere 153, 91-99. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.02.133.

Rochman, C. M., Tahir, A., Williams, S. L., Baxa, D. V., Lam, R. dan Miller, J. T., S. J. 2015. Anthropogenic debris in seafood: Plastik debris and fibers from textiles in 59fish and bivalves sold for human consumption. Scientific reports, 5(1), 14340. DOI: https://www.nature.com/articles/srep14340

Ryan, P.G., Moore C.J., Van Franeker J.A. dan Moloney C.L. 2014. Monitoring the abundance of plastic debris in the marine environment. Philosophical transactions of the royal society, 364, 1999 - 2021. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2008.0207

Schmidt, N., Thibault, D., Galgani, F., Paluselli, A., Sempere, R., 2018. Occurrence of microplastics in surface waters of the Gulf of lion (NW Mediterranean Sea). Prog. Oceanogr. 163, 214-220. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2017.11.010.

Septian, F.M., Purba, N.P., Agung, M.U.K., Yuliadi, L.P.S., Akuan, L.F. dan Mulyani,P.G. 2018. Sebaran spasial mikroplastik di sedimen pada Pantai Pangandaran, Jawa Barat. Jurnal geomaritim indonesia, 1(1), 1 – 8. DOI: http://jurnal.big.go.id/index.php/JGI/article/view/760

Siegfried, M., Koelmans, A.A., Besseling, E., Kroeze, C., 2017. Export of microplastics from land to sea. A modelling approach. Water Res. 127, 249-257. https://doi. org/10.1016/j.watres.2017.10.011.

Tokiwa, Y. dan Calabia, B.P. 2004 Review degradation of microbial polyesters. Biotechnology letters, 26(15), 1181 – 1189. DOI: https://doi.org/10.1023/B:BILE.0000036599.15302.e5

Unice, K.M., Weeber, M.P., Abramson, M.M., Reid, R.C.D., van Gils, J.A.G., Markus, A.A., Vethaak, A.D., Panko, J.M., 2019a. Characterizing export of land- based microplastics to the estuary - Part I: application of integrated geospatial microplastic transport models to assess tire and road wear particles in the Seine watershed. Sci. Total Environ. 646, 1639-1649. https://doi.org/10. 1016/j.scitotenv.2018.07.368.

Unice, K.M., Weeber, M.P., Abramson, M.M., Reid, R.C.D., van Gils, J.A.G., Markus, A.A., Vethaak, A.D., Panko, J.M., 2019b. Characterizing export of land- based microplastics to the estuary e Part II: sensitivity analysis of an integrated geospatial microplastic transport modeling assessment of tire and road wear particles. Sci. Total Environ. 646, 1650-1659. https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2018.08.301.

Virsek, M.K., Lovsin, M.N., Koren, S., Krzan, A., Peterlin, M., 2017. Microplastics as a vector for the transport of the bacterial fish pathogen species Aeromonas salmonicida. Mar. Pollut. Bull. 125, 301-309. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul. 2017.08.024.

Vroom, R.J.E., Koelmans, A.A., Besseling, E., Halsband, C., 2017. Aging of microplastics promotes their ingestion by marine zooplankton. Environ. Pollut. 231, 987-996. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.08.088.

Wei-Min, W., Yang, J., Criddle, C.S. 2017. Microplastics pollution and reduction strategies. Frontiers of Environmental Science & Engineering, February 2017, 11:6





316

Widianarko, B dan Hantoro, I. 2018. Mikroplastik dalam Seafood dari Pantai Utara Jawa. ISBN : 978-602-6865-74-8. Penerbit: Universitas Katolik Soegijapranata

Wright, S.L., Thompson, R.C. dan Galloway, T.S. 2013. The physical impacts of microplastics on marine organisms: A review. Environmental Pollution, 178 (2013), 483 – 492. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2013.02.031

Yoon, M. G., Jeon, H. J., and Kim, M. N. (2012). Biodegradation of polyethylene by a soil bacterium and AlkB cloned recombinant cell. J. Bioremediat. Biodegrad. 3:145. doi : https://doi.org/10.4172/2155-6199.1000145

Zhang, K., Hamidian, A.H., Tubić, A., Zhang, Y., Fange, J.K.H., Wu, C., Lam, P.K.S. Understanding plastic degradation and microplastic formation in the environment: A review. Environmental Pollution Volume 274, 1 April 2021, 116554

Zhang, G.S., Liu, Y.F., 2018. The distribution of microplastics in soil aggregate frac- tions in southwestern China. Sci. Total Environ. 642, 12-20. https://doi.org/10. 1016/j.scitotenv.2018.06.004.

Zhu, D., Bi, Q.F., Xiang, Q., Chen, Q.L., Christie, P., Ke, X., Wu, L.H., Zhu, Y.G., 2018. Trophic predator-prey relationships promote transport of microplastics compared with the single Hypoaspis aculeifer and Folsomia candida. Environ. Pollut. 235, 150-154. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.12.058.

Zettler, E. R., Mincer, T. J., and Amaral-Zettler, L. A. 2013. Life in the “Plastisphere”: microbial communities on plastic marine debris. Environ. Sci. Technol, 47, 7137–7146. DOI: 10.1021/es401288x


https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0269749121001329?via%3Dihub#!







https://www.sciencedirect.com/science/journal/02697491/274/supp/C

Documents

DEGRADASI MIKROPLASTIK PADA EKOSISTIM PERAIRAN OLEH