Catatan Antroposen #11

The Stratigraphy of Plastics and Their Preservation in Geological Records

Reinhold Leinfelder and Juliana Assuncao Ivar do Sul (2019: 147-155)

Plastik menjadi salah satu temuan paling memukau bagi umat manusia sepanjang akhir abad ke-20 sampai hari ini. Karakteristik plastik yang ringan, kuat, dan mudah diproduksi menjadi beragam varian yang menjadikannya semakin populer. Plastik mulai diproduksi secara massal dan menyebar ke seluruh dunia setelah perang dunia kedua. Kebutuhan akan plastik lambat laun merambat menjadi bagian esensial dari beragam barang-barang yang mendukung kehidupan manusia. Plastik sangat mungkin menjadi penanda utama stratigrafi untuk Antroposen, terlebih lagi mayoritas limbah plastik akan menjadi tekno-fossil di area Tempat Pembuangan Akhir (TPA) (Tansel and Yildiz 2011).

Plastik sebagai kelompok tekno-fossil pembeda dari fosil lainnya karena plastik tergantung pada komposisi penyusunnya. Plastik mungkin akan sangat mudah terurai atau sangat sulit terurai pada setiap proses dekomposisinya. Plastik juga membawa konsekuensi atas pelepasan gas beracun serta menyerap molekul organik maupun anorganik sebagaimana persistent organic pollutants (POPs), seperti dioksin (Lithner, Larsson, and Dave 2011) dan logam, seperti Kadmium (Cd) dan Timbal (Pb) (Massos and Turner 2017).

Proses pembuatan plastik sebagai produk polimerisasi sintetik maupun semi-sintetik tetap membutuhkan sekitar 10 % dari produksi minyak dan gas tahunan. Proses produksi ini melibatkan banyak komponen fisik teknosfer termasuk penggunaan energi bahan bakar fosil sebagai bagian inti dari proses produksinya. Plastik sangat jelas dapat ditemukan hampir diseluruh belahan dunia yang berarti dapat menjadikannya indikator utama Antroposen. Kita semua bisa menemukan plastik tidak hanya di suatu pemukiman padat penduduk tetapi juga telah menyebar di sepanjang aliran sungai, pedalaman hutan dan permukaan lautan juga mengendap di tanah-tanah pertanian. Mulai dari proses produksi sampai fungsi kegunaannya, plastik telah ikut berkontribusi meningkatkan CO₂ Antropogenik. Sebagai bagian dari teknosfer, plastik di masa depan tidak hanya terdistribusikan secara global tetapi juga dapat mempengaruhi proses erosi dan re-sedimentasi yang letaknya tidak jauh dari tempat pembuangan akhir (Geyer, Jambeck, and Law 2017; Zalasiewicz et al. 2016).

Produksi dan degradasi material plastik dari plastik makro menjadi mikro-plastik dipengaruhi oleh proses ‘siklus’ yang secara berkelanjutan dari proses produksi, penggunaan, dan penyebaran limbahnya. Plastik menyebar tidak hanya di daratan tetapi juga lautan yang terbagi menjadi bagian permukaan sampai laut terdalam yang membentuk sedimentasi mikro-plastik tersendiri. Kesulitan lain meneliti siklus plastik ialah pada tataran dimensi ukuran plastik yang mengalami proses siklus secara terartur. Umumnya, plastik akan terutai ketika terkena radiasi UV dalam waktu lama di permukaan perairan laut (Andrady 2011) yang kemudian menyebabkan plastik semakin terurai menjadi komponen yang paling kecil atau mikroplastik (< 5 mm) (Zalasiewicz et al. 2016). Produksi plastik tahunan meningkat lebih dari 100 kali dari 2 juta metrik ton pada tahun 1950an sampai 322 metrik ton di tahun 2015. Keseluruhan produk plastik mengandung beragam kandungan kimia seperti PET, polyamide, dan polyarcrylate plymers. Temuan terbaru bahkan menunjukan bahwa proses penguraian plastik tidak hanya terjadi berhenti menjadi mikro-plastik bahwan mengarah menjadi nano-plastik yang diproduksi secara intens pada banyak produk-produk kecantikan maupun kesehatan (Hanvey et al. 2017). Artinya, terdapat tantangan baru bagi para ahli Antroposen untuk melihat kembali bagaimana proses fragmentasi plastik pada suatu wilayah sedimentasi geologi tertentu.

Proses redistribusi plastik tidak dapat terlepas dari peran manusia saat proses penggunaannya. Plastik tidak seperti material kaca, logam, atau keramik yang proses berpindahnya bergantupada intervensi manusia, plastik dapat berpindah hanya karena adanya arus aliran air atau bahkan angin (Gasperi et al. 2015). Isu ini semakin diperkuat karena timbulnya beragam masalah lingkungan yang disebabkan karena adanya limbah-limbah plastik. Temuan mikro-plastik dapat diekstrasi dari air dan sedimentasi melalui penyaringan atau pemisahan kepadatan menggunakan sentrifus dan solusi high-desity (Corcoran et al. 2015; Hanvey et al. 2017; Nuelle et al. 2014; Woodall et al. 2014). Distribusi mikroplastik lebih banyak di laut daripada darat (Eerkes-Medrano, Thompson, and Aldridge 2015; Rillig 2012; Thompson et al. 2009). Sedangkan, nanoplastik (< 100 nm) sangat mungkin mempengaruhi pertumbungan dan reproduksi beberapa invertebrata air (Besseling et al. 2014; Della Torre et al. 2014; Velzeboer, Kwadijk, and Koelmans 2014). Partikel nano-plastik sangat sulit untuk menelitinya secara teknis karena dimensinya yang begitu kecil dan tidak mudah terisolasi pada sedimen tertentu.

Sedimentasi yang mengadung plastik juga ditemukan tidak hanya di tempat pembuangan akhir (Ford et al. 2014) tetapi juga hampir merata sampai ke permukaan tanah pemukiman (Rillig 2012; Thompson et al. 2009) dan pertanian (Hussain and Hamid 2003). Mikroplastik juga muncul di beberapa tempat akuatik seperti sungai dan danau yang terbawa karena angin, badai dan limbah pertanian (Eriksen et al. 2013; Free et al. 2014; Imhof et al. 2013; Morritt et al. 2014; Zbyszewski, Corcoran, and Hockin 2014). Temuan di sungai menunjukan bahwa kantong plastik seringkali terjebak di lapisan sedimen sungai sedangkan mikroplastik cenderung ikut terbawa arus sampai ke laut (Corcoran et al. 2015; Zbyszewski et al. 2014). Fenomena ini telah terjadi semenjak plastik mulai diproduksi secara global dan massal yang dampaknya secara langsung mempengaruhi kehidupan ekosistem laut dan darat. Temuan mikroplastik bahkan sudah sampai di lautan es kutub utara yang terbawa dari Samudera Pasifik (Obbard et al. 2014).

Hasil penelitian (Waters et al. 2016; Zalasiewicz et al. 2015, 2017) menyarankan bahwa plastik menjadi kandidat indikator yang baik untuk mengindentifikasi endapan sedimentasi Antroposen, sejak kemunculannya paska-Perang Dunia kedua sampai sekarang (Figure 2). Skala waktu ‘kehidupan’ satu plastik dapat bertahan lama, tidak hanya sekedar digunakan untuk memudahkan aktivitas manusia lalu menjadi limbah tetapi juga dapat mempercepat degradasi karena proses pembakaran maupun paparan sinar ultraviolet. Plastik juga memiliki keunikan tersendiri di mana sangat sulit terurai oleh mikrobiologi. Tidak hanya mencemari lingkungan, plastik juga dapat menjadi ‘fosil’ baru yang terurai dengan matris organik, tulang, dan kayu atau menjadi fosil-plastiknya sendiri.

Penutup

Plastik sekarang tidak dapat terlepas dari kehidupan sehari-hari. Plastik yang telah digunakan pada umumnya mulai masuk ke dalam sedimen endapan tidak hanya di daratan tetapi juga perairan, yang pada akhirnya membentuk sedimen Antroposen sendiri sebagai tekno-fossil dengan beragam variasi bentuk, ukuruan, dan komposisi kimia. Catatan yang harus kemudian dilakukan ialah menganalisis persebaran atau distribusi plastik dari hulu ke hilir. Pada saat yang sama, permukaan sedimen yang mengandung plastik dapat menjadi titik sumber horizon global yang memiliki korelasi sinkronik untuk membantu menentukan titik waktu Antroposen. Selain itu, beragam jenis plastik mempu merepresentasikan subdivisi baru dalam endapan Antroposen (lih. Figure 2). Terlepas peran plastik sebagai bentuk riset Antroposen terbaru, plastik juga menimbulkan ancaman baru bagi organisme termasuk manusia. Acaman ini terbukti dari sulitnya menghilangkan jejak plastik baik di dalam sedimen maupun proses daur ulang pada jangka waktu yang lama. Plastik akan menjadi dua indikator baru bagi manusia yaitu untuk mendefinisikan Antroposen dan sekaligus untuk memantau potensi keberhasilan manusia dalam mengurangi dampak plastik terhadap lingkungan di masa depan. Oleh karena itu, di masa depan sangat mungkin akan ditemukan zona pos-plastik untuk menjelaskan sub-divisi baru Antroposen.

            Referensi

Andrady, Anthony L. 2011. “Microplastics in the Marine Environment.” Marine Pollution Bulletin 62(8):1596–1605.

Besseling, Ellen, Bo Wang, Miquel Lürling, and Albert A. Koelmans. 2014. “Nanoplastic Affects Growth of S. Obliquus and Reproduction of D. Magna.” Environmental Science & Technology 48(20):12336–43.

Corcoran, Patricia L., Todd Norris, Trevor Ceccanese, Mary Jane Walzak, Paul A. Helm, and Chris H. Marvin. 2015. “Hidden Plastics of Lake Ontario, Canada and Their Potential Preservation in the Sediment Record.” Environmental Pollution 204:17–25.

Eerkes-Medrano, Dafne, Richard C. Thompson, and David C. Aldridge. 2015. “Microplastics in Freshwater Systems: A Review of the Emerging Threats, Identification of Knowledge Gaps and Prioritisation of Research Needs.” Water Research 75:63–82.

Eriksen, Marcus, Sherri Mason, Stiv Wilson, Carolyn Box, Ann Zellers, William Edwards, Hannah Farley, and Stephen Amato. 2013. “Microplastic Pollution in the Surface Waters of the Laurentian Great Lakes.” Marine Pollution Bulletin 77(1–2):177–82.

Ford, Jon R., Simon J. Price, A. H. Cooper, and Colin N. Waters. 2014. “An Assessment of Lithostratigraphy for Anthropogenic Deposits.” Geological Society, London, Special Publications 395(1):55–89.

Free, Christopher M., Olaf P. Jensen, Sherri A. Mason, Marcus Eriksen, Nicholas J. Williamson, and Bazartseren Boldgiv. 2014. “High-Levels of Microplastic Pollution in a Large, Remote, Mountain Lake.” Marine Pollution Bulletin 85(1):156–63.

Gasperi, Johnny, Rachid Dris, Cécile Mirande-Bret, Corinne Mandin, Valérie Langlois, and Bruno Tassin. 2015. “First Overview of Microplastics in Indoor and Outdoor Air.”

Geyer, Roland, Jenna R. Jambeck, and Kara Lavender Law. 2017. “Production, Use, and Fate of All Plastics Ever Made.” Science Advances 3(7):e1700782–e1700782.

Hanvey, Joanne S., Phoebe J. Lewis, Jennifer L. Lavers, Nicholas D. Crosbie, Karla Pozo, and Bradley O. Clarke. 2017. “A Review of Analytical Techniques for Quantifying Microplastics in Sediments.” Analytical Methods 9(9):1369–83.

Hussain, Ikram, and Halim Hamid. 2003. “Plastics in Agriculture.” Plastics and the Environment. Wiley, Hoboken 185–209.

Imhof, Hannes K., Natalia P. Ivleva, Johannes Schmid, Reinhard Niessner, and Christian Laforsch. 2013. “Contamination of Beach Sediments of a Subalpine Lake with Microplastic Particles.” Current Biology 23(19):R867–68.

Lithner, Delilah, Åke Larsson, and Göran Dave. 2011. “Environmental and Health Hazard Ranking and Assessment of Plastic Polymers Based on Chemical Composition.” Science of the Total Environment 409(18):3309–24.

Massos, Angelo, and Andrew Turner. 2017. “Cadmium, Lead and Bromine in Beached Microplastics.” Environmental Pollution 227:139–45.

Morritt, David, Paris V Stefanoudis, Dave Pearce, Oliver A. Crimmen, and Paul F. Clark. 2014. “Plastic in the Thames: A River Runs through It.” Marine Pollution Bulletin 78(1–2):196–200.

Nuelle, Marie-Theres, Jens H. Dekiff, Dominique Remy, and Elke Fries. 2014. “A New Analytical Approach for Monitoring Microplastics in Marine Sediments.” Environmental Pollution 184:161–69.

Obbard, Rachel W., Saeed Sadri, Ying Qi Wong, Alexandra A. Khitun, Ian Baker, and Richard C. Thompson. 2014. “Global Warming Releases Microplastic Legacy Frozen in Arctic Sea Ice.” Earth’s Future 2(6):315–20.

Rillig, Matthias C. 2012. “Microplastic in Terrestrial Ecosystems and the Soil?”

Tansel, Berrin, and Banu Sizirici Yildiz. 2011. “Goal-Based Waste Management Strategy to Reduce Persistence of Contaminants in Leachate at Municipal Solid Waste Landfills.” Environment, Development and Sustainability 13(5):821–31.

Thompson, Richard C., Charles J. Moore, Frederick S. Vom Saal, and Shanna H. Swan. 2009. “Plastics, the Environment and Human Health: Current Consensus and Future Trends.” Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 364(1526):2153–66.

Della Torre, C., E. Bergami, A. Salvati, C. Faleri, P. Cirino, K. A. Dawson, and I. Corsi. 2014. “Accumulation and Embryotoxicity of Polystyrene Nanoparticles at Early Stage of Development of Sea Urchin Embryos Paracentrotus Lividus.” Environmental Science & Technology 48(20):12302–11.

Velzeboer, I., CJAF Kwadijk, and A. A. Koelmans. 2014. “Strong Sorption of PCBs to Nanoplastics, Microplastics, Carbon Nanotubes, and Fullerenes.” Environmental Science & Technology 48(9):4869–76.

Waters, Colin N., Jan Zalasiewicz, Colin Summerhayes, Anthony D. Barnosky, Clément Poirier, Agnieszka Gałuszka, Alejandro Cearreta, Matt Edgeworth, Erle C. Ellis, and Michael Ellis. 2016. “The Anthropocene Is Functionally and Stratigraphically Distinct from the Holocene.” Science 351(6269).

Woodall, Lucy C., Anna Sanchez-Vidal, Miquel Canals, Gordon L. J. Paterson, Rachel Coppock, Victoria Sleight, Antonio Calafat, Alex D. Rogers, Bhavani E. Narayanaswamy, and Richard C. Thompson. 2014. “The Deep Sea Is a Major Sink for Microplastic Debris.” Royal Society Open Science 1(4):140317.

Zalasiewicz, Jan, Colin N. Waters, Juliana A. Ivar do Sul, Patricia L. Corcoran, Anthony D. Barnosky, Alejandro Cearreta, Matt Edgeworth, Agnieszka Gałuszka, Catherine Jeandel, and Reinhold Leinfelder. 2016. “The Geological Cycle of Plastics and Their Use as a Stratigraphic Indicator of the Anthropocene.” Anthropocene 13:4–17.

Zalasiewicz, Jan, Colin N. Waters, Mark Williams, Anthony D. Barnosky, Alejandro Cearreta, Paul Crutzen, Erle Ellis, Michael A. Ellis, Ian J. Fairchild, and Jacques Grinevald. 2015. “When Did the Anthropocene Begin? A Mid-Twentieth Century Boundary Level Is Stratigraphically Optimal.” Quaternary International 383:196–203.

Zalasiewicz, Jan, Mark Williams, Colin N. Waters, Anthony D. Barnosky, John Palmesino, Ann-Sofi Rönnskog, Matt Edgeworth, Cath Neal, Alejandro Cearreta, and Erle C. Ellis. 2017. “Scale and Diversity of the Physical Technosphere: A Geological Perspective.” The Anthropocene Review 4(1):9–22.

Zbyszewski, Maciej, Patricia L. Corcoran, and Alexandra Hockin. 2014. “Comparison of the Distribution and Degradation of Plastic Debris along Shorelines of the Great Lakes, North America.” Journal of Great Lakes Research 40(2):288–99.