Air Minum Dalam Kemasan Mungkin Berisi Ratusan Ribu Kepingan Plastik Kecil yang Sebelumnya Tak Terhitung, Temuan Studi

admin

Januari 8, 2024

Air Minum Dalam Kemasan Mungkin Berisi Ratusan Ribu Kepingan Plastik Kecil yang Sebelumnya Tak Terhitung, Temuan Studi

Teknik Mikroskopis Baru Menitik pada Dunia Nanoplastik yang Jarang Dijelajahi, Yang Dapat Menjadikannya Dalam Darah, Sel, dan Otak Anda

(Gambar oleh Naixin Qian)

Dalam beberapa tahun terakhir, terdapat kekhawatiran yang semakin besar bahwa partikel-partikel kecil yang dikenal sebagai mikroplastik muncul di mana-mana di bumi, mulai dari es kutub hingga tanah, air minum, dan makanan. Terbentuk ketika plastik terurai menjadi potongan-potongan kecil, partikel-partikel ini dimakan oleh manusia dan makhluk lain, dengan potensi dampak terhadap kesehatan dan ekosistem yang belum diketahui. Salah satu fokus utama penelitian ini adalah air kemasan, yang terbukti mengandung puluhan ribu fragmen yang dapat diidentifikasi di setiap wadahnya.

Kini, dengan menggunakan teknologi baru yang disempurnakan, para peneliti telah memasuki dunia plastik baru: bidang nanoplastik yang kurang dikenal, reproduksi mikroplastik yang bahkan lebih terdegradasi. Untuk pertama kalinya, mereka menghitung dan mengidentifikasi partikel-partikel kecil dalam air kemasan. Mereka menemukan bahwa rata-rata, satu liter sampah plastik mengandung sekitar 240.000 pecahan plastik yang terdeteksi—10 hingga 100 kali lebih besar dari perkiraan sebelumnya, yang terutama didasarkan pada ukuran yang lebih besar.

Studi ini baru saja dipublikasikan di jurnal Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.

Nanoplastik berukuran sangat kecil sehingga, tidak seperti mikroplastik, nanoplastik dapat melewati usus dan paru-paru langsung ke aliran darah dan dari sana berpindah ke organ-organ termasuk jantung dan otak. Mereka dapat menyerang sel-sel individual, dan melewati plasenta ke dalam tubuh bayi yang belum lahir. Para ilmuwan medis sedang berlomba untuk mencapainya mempelajari dampak yang mungkin terjadi pada berbagai jenis sistem biologis.

“Sebelumnya, ini hanyalah area yang gelap dan belum dipetakan. Studi toksisitas hanya menebak apa yang ada di dalamnya,” kata rekan penulis studi tersebut Beizhan Yanseorang ahli kimia lingkungan di Universitas Columbia Observatorium Bumi Lamont-Doherty. “Ini membuka jendela di mana kita bisa melihat dunia yang belum pernah terungkap kepada kita sebelumnya.”

Produksi plastik di seluruh dunia adalah mendekati 400 juta metrik ton per tahun. Lebih dari 30 juta ton dibuang setiap tahunnya di air atau di darat, dan banyak produk yang terbuat dari plastik termasuk tekstil sintetis melepaskan partikelnya saat masih digunakan. Tidak seperti bahan organik alami, sebagian besar plastik tidak terurai menjadi zat yang relatif tidak berbahaya; mereka hanya membelah dan membelah lagi menjadi partikel-partikel yang semakin kecil dengan komposisi kimia yang sama. Selain satu molekul, tidak ada batasan teoretis mengenai seberapa kecil suatu molekul.

Mikroplastik didefinisikan sebagai pecahan berukuran antara 5 milimeter (kurang dari seperempat inci) hingga 1 mikrometer, yaitu sepersejuta meter, atau 1/25.000 inci. (Rambut manusia berukuran sekitar 70 mikrometer.) Nanoplastik, yaitu partikel di bawah 1 mikrometer, diukur dalam sepersejuta meter.

Plastik dalam air kemasan menjadi isu publik setelah itu studi tahun 2018 mendeteksi rata-rata 325 partikel per liter; penelitian selanjutnya melipatgandakan jumlah itu berkali-kali lipat. Para ilmuwan menduga ada lebih dari yang mereka kira, tapi perkiraan yang baik dihentikan pada ukuran di bawah 1 mikrometer—batas depan dunia nano.

Partikel kecil dari plastik polistiren seperti yang dicitrakan oleh teknik mikroskopis baru. Lebarnya sekitar 200 nanometer, atau 200 miliar meter. (Atas izin Naixin Qian)

“Orang-orang sedang mengembangkan metode untuk melihat nanopartikel, tetapi mereka tidak tahu apa yang mereka lihat,” kata penulis utama studi baru ini, Naixin Qian, seorang mahasiswa pascasarjana bidang kimia di Columbia. Dia mencatat bahwa penelitian sebelumnya dapat memberikan perkiraan massa nano dalam jumlah besar, namun sebagian besar tidak dapat menghitung partikel individu, atau mengidentifikasi mana yang merupakan plastik atau yang lainnya.

Studi baru ini menggunakan teknik yang disebut merangsang mikroskop hamburan Ramanyang diciptakan bersama oleh rekan penulis studi Wei Min, seorang ahli biofisika Columbia. Ini melibatkan pemeriksaan sampel dengan dua laser simultan yang disetel untuk membuat molekul tertentu beresonansi. Menargetkan tujuh plastik umum, para peneliti menciptakan algoritma berbasis data untuk menafsirkan hasilnya. “Mendeteksi adalah satu hal, tetapi mengetahui apa yang Anda deteksi adalah satu hal,” kata Min.

Para peneliti menguji tiga merek air kemasan populer yang dijual di Amerika Serikat (mereka menolak menyebutkan yang mana), menganalisis partikel plastik hingga berukuran hanya 100 nanometer. Mereka mendeteksi 110.000 hingga 370.000 pecahan plastik dalam setiap liternya, 90% di antaranya adalah nanoplastik; sisanya adalah mikroplastik. Mereka juga menentukan mana dari tujuh jenis plastik tertentu, dan mencatat bentuknya—sebuah kualitas yang dapat bermanfaat dalam penelitian biomedis.

Yang umum adalah polietilen tereftalat atau PET. Hal ini tidak mengherankan, karena banyak botol air terbuat dari bahan tersebut. (Ini juga digunakan dalam botol soda, minuman olahraga, dan produk seperti saus tomat dan mayones.) Bahan ini dapat masuk ke dalam air ketika serpihannya terkelupas saat botol diperas atau terkena panas. Penelitian baru-baru ini menunjukkan bahwa banyak partikel masuk ke dalam air ketika Anda membuka atau menutup tutupnya berulang kali, dan pecahan kecil terhapus.

Namun, jumlah PET melebihi poliamida, sejenis nilon. Ironisnya, kata Beizhan Yan, hal itu mungkin berasal dari filter plastik yang digunakan untuk memurnikan air sebelum dibotolkan. Plastik umum lainnya yang ditemukan oleh para peneliti: polistiren, polivinil klorida, dan polimetil metakrilat, semuanya digunakan dalam berbagai proses industri.

Sebuah pemikiran yang agak meresahkan: tujuh jenis plastik yang dicari para peneliti hanya menyumbang sekitar 10% dari seluruh nanopartikel yang mereka temukan dalam sampel; mereka tidak tahu apa lagi. Jika semuanya nanoplastik, artinya jumlahnya bisa mencapai puluhan juta per liter. Tapi mereka bisa apa saja, “mengungkapkan komposisi kompleks partikel dalam sampel air yang tampaknya sederhana,” tulis para penulis. “Keberadaan bahan organik alami tentu memerlukan diferensiasi yang cerdas.”

Para peneliti kini tidak hanya menjangkau air kemasan. “Ada banyak sekali dunia nanoplastik yang perlu dipelajari,” kata Min. Ia mencatat bahwa secara massa, nanoplastik mengandung jauh lebih sedikit dibandingkan mikroplastik, namun “yang penting bukanlah ukurannya. Itu adalah angka, karena semakin kecil ukurannya, semakin mudah mereka masuk ke dalam diri kita.”

Tim tersebut antara lain berencana untuk meneliti air keran, yang juga terbukti mengandung mikroplastik jauh lebih rendah dibandingkan air kemasan. Beizhan Yan sedang mengerjakan proyek untuk mempelajari mikroplastik dan nanoplastik yang berakhir di air limbah ketika orang mencuci pakaian—menurut perhitungannya sejauh ini, jutaan plastik untuk setiap beban seberat 10 pon, terbuat dari bahan sintetis yang membentuk banyak barang. (Dia dan rekannya merancang filter untuk mengurangi polusi dari mesin cuci komersial dan perumahan.) Tim akan segera mengidentifikasi partikel di salju yang kolaborator Inggris trekking dengan berjalan kaki melintasi Antartika barat sedang mengumpulkan Mereka juga bekerja sama dengan pakar kesehatan lingkungan untuk mengukur nanoplastik di berbagai jaringan manusia dan mempelajari efek perkembangan dan neurologisnya.

“Bukan hal yang tidak terduga untuk menemukan begitu banyak barang seperti ini,” kata Qian. “Idenya adalah semakin kecil suatu benda, semakin banyak pula yang dimilikinya.”

Studi ini ditulis bersama oleh Xin Gao dan Xiaoqi Lang dari departemen kimia Kolombia; Huipeng Deng dan Teodora Maria Bratu dari Lamont-Doherty; Qixuan Chen dari Sekolah Kesehatan Masyarakat Columbia; dan Phoebe Stapleton dari Universitas Rutgers.