Joaquim Pergi, seorang ahli biokimia kelautan di Lamont-Doherty Earth Observatory di Columbia, harus melihat dua kali ketika dia pertama kali melihat untaian kecil serat mengambang di sampel air dari Sungai Hudson. Sebagai ahli dalam deteksi mikroplastik, ia telah melihat banyak partikel kecil di saluran air perkotaan sebelumnya.
Mikroplastik muncul di setiap sudut planet ini, mulai dari salju segar di Antartika ke makan malam makanan laut. Sumbernya bermacam-macam, antara lain wadah makanan dan minuman, jaring ikan, ban, dan produk kosmetik. Namun partikel yang dilihat Goes menarik perhatiannya karena berkaitan dengan pakaian.
“Saat saya perhatikan lebih dekat, ternyata itu bukan fitoplankton atau zooplankton, melainkan serat yang mungkin berasal dari pakaian,” ujarnya. Benar saja, saat Goes dan murid-muridnya terus mengambil sampel sungai, mereka menemukan gumpalan serat di sekitar saluran air dari instalasi pengolahan air, hal ini mendukung dugaan bahwa cucian adalah penyebabnya.
Selain itu, “beberapa siswa kami mengkarakterisasi beberapa sampel yang kami kumpulkan di perairan, dan dalam banyak kasus, itu adalah poliester atau turunannya yang digunakan dalam pakaian,” kata Goes.
Dengan mempertimbangkan faktor-faktor ini, Goes menambahkan, “kami percaya bahwa cucian dan limbah yang dikeluarkan dari mesin cuci adalah sumber serat mikroplastik terbesar di saluran air kami.”
Mencuci ke laut
Goes menghubungi teman dan kolaboratornya Beizhan Yan, spesialis dalam identifikasi plastik. Yan juga melihat serat sebagai bagian dari penelitiannya sendiri di Sungai Hudson, dan telah melakukannya membaca bahwa mereka juga ditemukan di lebih dari sepertiga sampah plastik di lautan.
“Kami sedang mendiskusikan ide-ide untuk proposal, dan saya menyarankan agar kita melanjutkan apa yang para siswa tinggalkan dan mencari solusi untuk mencegah mikroplastik masuk ke laut,” kata Goes. “Saya mengatakan kepadanya bahwa tidak seorang pun akan menganggap ini sebagai masalah besar, namun kami memiliki data untuk membuktikannya, dan ini akan menjadi proyek yang menonjol.”
“Kami percaya bahwa pencucian pakaian dan kotoran yang keluar dari mesin cuci adalah sumber serat mikroplastik terbesar di saluran air kita.”
Diperlukan lebih banyak penelitian untuk lebih memahami dampak penggunaan mikroplastik terhadap kesehatan manusia, namun a Penelitian terkini menemukan bahwa orang-orang dengan partikel plastik kecil yang tertanam di pembuluh darah besar lebih mungkin terkena serangan jantung, stroke, atau kematian. Mikroplastik terhirup dan tertelan melalui makanan laut yang terkontaminasi, air (baik dari keran maupun botolan) dan berbagai makanan lainnya.
“Jelas, terdapat dominasi partikel-partikel ini di sungai dan lautan kita, dan jika kita tidak mengatasinya, mereka akan berakhir di rantai makanan kita dan menimbulkan masalah,” kata Yan. “Saya sangat tertarik untuk melihat apakah kita dapat menyelesaikan masalah pada sumbernya.”
Dalam hal ini, Yan mengacu pada ruang cuci. Rata-rata beban kemeja, celana, dan kaus kaki seberat tiga pon melepaskan ratusan ribu serat mikro ke dalam sistem saluran pembuangan, di mana serat tersebut menyelinap tanpa terdeteksi melewati instalasi pengolahan kimia air dan masuk ke ekosistem sungai dan laut. Di AS, sebagian besar instalasi pengolahan dirancang untuk mengurangi bahan organik di dalam air, kata Yan, dan tidak efisien dalam menghilangkan banyak partikel sintetis halus seperti mikroplastik.
Kebanyakan pakaian modern mengandung beberapa jenis bahan sintetis. Tidak seperti serat alami seperti kapas yang terurai sempurna, bahan sintetis tetap berada di lingkungan selamanya. Pergi dan murid-muridnya ditemukan bahwa kain poliester adalah bahan yang paling mudah rusak. Deterjen juga berperan: cucian yang dicuci dengan deterjen rata-rata menghasilkan 86 persen lebih banyak serat mikro dibandingkan cucian yang dicuci dengan air murni. Dengan rata-rata laundry keluarga 300 muatan cucian per tahun, sampahnya meningkat.
Untuk mengatasi masalah ini, Yan membentuk tim peneliti multidisiplin dari Universitas Columbia, Universitas SUNY Stony Brook, Universitas Cornell, dan Universitas Negeri Carolina Utara. Dengan keahlian di berbagai bidang seperti kimia, tekstil ramah lingkungan, filtrasi, dan pertambangan perkotaan, para peneliti mengembangkan dan menguji sistem penyaringan air untuk menangkap serat mikro sebelum meninggalkan mesin cuci. Proyek yang didanai oleh National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ini diluncurkan pada tahun 2023 dan akan berjalan hingga tahun 2025.
Desain untuk skala
Salah satu tantangan terbesar proyek ini adalah mengembangkan sistem filtrasi yang tidak hanya dapat mendeteksi dan mengekstrak serat mikro, namun juga memproses air dalam jumlah besar dengan kecepatan tinggi, katanya. Nicholas Frearsonrekan staf senior di Observatorium Bumi Lamont-Doherty.
Mesin cuci biasa mengeluarkan sekitar delapan galon air dalam satu siklus, katanya, dan serat mikro bisa berukuran sepersejuta lebar rambut. Selain itu, filter kemungkinan besar akan cepat tersumbat sehingga memerlukan semacam siklus pembersihan otomatis.
“Filter-filter tersebut bekerja dengan baik pada awalnya, namun kemudian perlahan-lahan menjadi semakin buruk karena filter-filter tersebut menangkap semuanya dan menyumbat dirinya sendiri,” katanya. “Jadi salah satu masalah terbesar yang kami coba selesaikan adalah bagaimana cara menyambungkannya?”
Dengan latar belakang teknik, Frearson berspesialisasi dalam pengembangan sistem sensor untuk ilmuwan yang bekerja di daerah terpencil di dunia, dan baru-baru ini berkolaborasi dengan Yan dalam proyek deteksi mikroplastik di Kutub Selatan. Dia sangat ingin bergabung dengan tim yang menangani masalah kontaminasi cucian.
“Jika kita bisa mencegah serat-serat tersebut masuk ke sungai, kita mungkin bisa memperlambat proses pengisian laut dengan serat tersebut,” katanya.
Prototipe peralatan saat ini adalah labirin pipa dan katup setinggi lima kaki, hampir seukuran mesin cuci sungguhan. Model generasi kedua idealnya berukuran lebih kecil—kira-kira seukuran koper kecil—dan model terakhir akan cukup kecil untuk dijadikan mesin cuci komersial.
“Jika kita bisa mencegah serat-serat tersebut masuk ke sungai, kita mungkin bisa memperlambat proses pengisian laut dengan serat tersebut.”
Teknologi ini akan berfungsi untuk mencegah mikrofiber masuk ke sistem saluran pembuangan tetapi juga akan berkontribusi pada ekonomi sirkular, kata Frearson. Saat kering, lumpur mikrofiber yang diekstraksi dari setiap siklus akan menyerupai cakram tipis seperti kue yang dapat didaur ulang untuk dijadikan lebih banyak pakaian.
Membawa konsep ke pasar
Setelah prototipe sistem filtrasi siap, tim akan mengujinya di bangunan tempat tinggal di Universitas Columbia, yang mungkin akan dilakukan pada awal musim gugur 2024, kata Yan. Setelah itu, mereka akan secara aktif berupaya untuk mentransfer teknik yang dikembangkan ke industri dan sudah melakukan pembicaraan dengan beberapa produsen.
Sebuah program pendidikan masyarakat untuk memberikan informasi kepada masyarakat tentang mikroplastik dan juga obat-obatan yang berpotensi mencemari pakaian akan dikembangkan dan dilaksanakan oleh Katherine Bunting-Howarthdirektur asosiasi New York Sea Grant dan co-PI pada proyek tersebut.
Co-PI lain dalam proyek ini termasuk Benyamin Hsiaoprofesor kimia terkemuka di Stony Brook University; Karen K. Leonasprofesor ilmu tekstil di North Carolina State University; Wei Min, profesor kimia di Universitas Columbia; Dan Thanos Bourtsalasdosen pembangunan berkelanjutan dan ekonomi sirkular di Universitas Columbia.
“Tujuan kami adalah agar teknologi penghilangan mikroplastik baru yang diuji melalui proyek ini, seiring berjalannya waktu, akan tersedia bagi semua komunitas, termasuk komunitas yang secara tradisional kurang terlayani, dan bermanfaat bagi semua orang,” kata Yan.
Tinggalkan Balasan