Mikroplastik: bisakah AI dan fotokatalisis berbasis cahaya membantu? Tinjauan 2023

Kecerdasan buatan (AI) dapat mendukung analisis data, pengembangan obat, dan otomatisasi tugas. Fleksibilitasnya juga berguna bagi penelitian lingkungan. Tinjauan tahun 2023 ini membahas penelitian University of Waterloo mengenai identifikasi mikroplastik serta beberapa arah penelitian lainnya.

Memahami Mikroplastik

Sebelum membahas peran AI, penting untuk memahami apa itu mikroplastik dan potensi risikonya bagi manusia serta lingkungan.

Apa Itu Mikroplastik?

Mikroplastik adalah partikel plastik kecil yang berukuran kurang dari 5 milimeter dalam diameter.  Mereka berasal dari berbagai sumber, termasuk penghancuran sampah plastik yang lebih besar, mikrobead dalam produk perawatan pribadi, dan serat sintetis yang lepas saat mencuci pakaian.
Sayangnya, ketergantungan kita pada bahan-bahan tersebut berarti mikroplastik kini tersebar luas di lingkungan.  Mereka ditemukan di lautan, sistem air tawar, bahkan di udara.  Hal ini sebagian karena ukuran kecil mereka memudahkan transportasi lintas ekosistem yang berbeda dan membuatnya lebih sulit dihilangkan setelah masuk ke lingkungan.

Potensi Risiko

Ukuran kecil dan ketahanan mikroplastik menimbulkan kekhawatiran. Satwa dapat menelannya sehingga partikel masuk ke rantai makanan. Dampak fisik atau kimia bergantung pada komposisi, ukuran, dan tingkat paparan. Partikel juga dapat mengikat pencemar dari lingkungan. Peneliti telah melaporkan mikroplastik dalam plasenta manusia. Temuan tersebut sendiri tidak membuktikan adanya kerusakan pada janin.

Selain itu, keberadaan mereka yang meluas dan daya tahan yang tinggi berarti mereka terakumulasi di ekosistem lebih cepat daripada terdegradasi, menimbulkan risiko ekologi dan kesehatan jangka panjang.

Sejauh mana dampaknya terhadap kesehatan manusia masih dalam penyelidikan, namun kekhawatiran yang meningkat ada mengenai potensi mereka menyebabkan kerusakan.

Penyebaran Akibat Cuaca Ekstrem

Penelitian menunjukkan bahwa badai dapat membantu menyebarkan mikroplastik. Peneliti Kanada mengukur deposisi maksimum 113.569 ± 29.215 partikel mikroplastik per meter persegi per hari pada satu lokasi pesisir Newfoundland saat Badai Larry tahun 2021. Ini merupakan pengukuran lokal partikel yang jatuh dari atmosfer ke daratan, bukan rata-rata seluruh Atlantik Utara.

Studi pendahuluan dan pemodelan lintasan udara menunjukkan laut sebagai kemungkinan sumber penting partikel. Temuan ini menggambarkan bagaimana badai dapat membawa partikel dari laut ke darat dan daerah terpencil. Studi tersebut tidak mengukur paparan semua orang atau membuktikan gangguan kesehatan tertentu.

Apa yang Dilakukan terhadap Mikroplastik?

Syukurlah, sudah ada tim peneliti di seluruh dunia yang bekerja untuk mengatasi dan suatu hari menyelesaikan masalah mikroplastik yang semakin berkembang.  Berikut beberapa contoh yang diharapkan dapat membuat pendekatan tersebut diadopsi secara luas.

Kecerdasan Buatan

Tim lintas disiplin University of Waterloo menjelaskan dalam sebuah studi bagaimana AI dapat meningkatkan identifikasi mikroplastik.

PlasticNet menggunakan pembelajaran mendalam untuk mengenali sidik jari spektroskopik berbagai plastik dalam data mikro-FTIR. Informasinya dapat berguna bagi bidang seperti:

• pengolahan air limbah
• produksi makanan

Identifikasi yang akurat dapat membantu pengolah air limbah dan produsen makanan menilai pencemaran serta memilih tindakan yang tepat.

PlasticNet diuji pada mikroplastik yang dipisahkan dari sampel instalasi pengolahan air limbah setempat. Sistem ini mengidentifikasi partikel, bukan mengeluarkannya sendiri dari air. Pelatihan dan pengujian lanjutan masih diperlukan.

Fotokatalisis Berbasis Cahaya

Selain AI, fotokatalisis diteliti untuk mengubah limbah plastik menjadi bahan kimia berguna. Tim bersama Profesor Shizhang Qiao dari University of Adelaide meneliti polietilena menggunakan katalis titanium dioksida dengan paladium yang tersebar pada tingkat atom.

Dalam percobaan laboratorium, polietilena terlebih dahulu diproses dengan asam nitrat. Reaksi berbantuan cahaya kemudian menghasilkan etilena dan asam propionat. Selektivitas tinggi untuk produk tertentu tidak berarti seluruh plastik berhasil diubah sepenuhnya menjadi produk tersebut.

Polietilena memang umum, tetapi tidak semua mikroplastik terbuat darinya. Penelitian ini tidak membuktikan metode untuk langsung membersihkan mikroplastik yang tersebar di lingkungan atau tubuh manusia.

AI mungkin kelak membantu mengoptimalkan dan memantau reaksi semacam ini. Kombinasi tersebut merupakan kemungkinan arah penelitian, bukan hasil gabungan yang sudah dibuktikan oleh kedua studi.

Apa yang Bisa Anda Lakukan?

Bagi mereka yang sadar akan jejak lingkungan mereka, Anda mungkin bertanya-tanya apakah ada hal yang dapat Anda lakukan untuk mencegah penyebaran mikroplastik.  Berikut beberapa contoh sederhana kebiasaan umum yang akan membuat perbedaan bila diadopsi secara massal.

Kurangi Plastik Sekali Pakai: Hal ini mungkin tampak sepele, tetapi penggunaan plastik sekali pakai seperti sedotan, peralatan makan, tas, dll., menumpuk menjadi jumlah signifikan di seluruh populasi.  Hanya dengan memilih opsi yang dapat digunakan kembali dapat membuat perbedaan yang terlihat.  Secara khusus, sudah ada contoh inisiatif pemerintah yang menangani hal ini.

Pertimbangkan Serat Pakaian: Fleece sintetis sering dibuat dari polietilena tereftalat (PET) dan dapat melepaskan serat plastik. Serat alami seperti wol menghindari sumber plastik tersebut, tetapi dampak lingkungan keseluruhannya juga bergantung pada produksi, penggunaan, dan perawatan.

Ini hanyalah dua contoh perubahan kebiasaan yang berpotensi membuat perbedaan.  Apakah Anda memilih mengadopsinya, mulai menggunakan botol logam alih-alih plastik, atau pendekatan lain, semuanya akan terakumulasi.

Perusahaan di Sektor Ini

Metode di atas masih berada pada tahap penelitian. Perusahaan berikut bergerak dalam daur ulang atau plastik alternatif. Hal ini tidak berarti mereka menerapkan PlasticNet atau metode fotokatalitik yang dibahas.

*Angka berikut merupakan cuplikan historis yang belum diperbarui dari tinjauan awal tahun 2023, bukan valuasi saat ini. Rasio P/E negatif yang dicantumkan bukan ukuran valuasi yang bermakna bagi perusahaan merugi. Periksa data dan status perusahaan terbaru.*

1. PureCycle Technologies, Inc.

PCT Grafik Harga

PureCycle mengembangkan pemurnian polipropilena menggunakan pelarut, suhu, dan tekanan untuk memisahkan warna, bau, serta kontaminan tanpa mendepolimerisasi plastik. Pada 25 April 2023 perusahaan mengumumkan penyelesaian konstruksi mekanis fasilitas Ironton. Kapasitas nominal saat beroperasi penuh adalah 107 juta pon resin daur ulang per tahun, bukan produksi tahunan yang sudah tercapai.

2. Loop Industries, Inc.

LOOP Grafik Harga

Loop Industries (LOOP ) menggunakan depolimerisasi untuk memecah limbah PET dan serat poliester yang sulit didaur ulang menjadi monomer. L’Oréal pernah mengumumkan kemitraan dengan Loop untuk PET daur ulang. Botol L’Oréal hasil daur ulang enzimatis yang sudah diperkenalkan menggunakan teknologi Carbios. Kerja sama Loop dan SK Geo Centric untuk fasilitas Ulsan, yang diumumkan pada 2023, dihentikan pada 14 Januari 2025.

3. Danimer Scientific, Inc

Danimer Scientific mengembangkan plastik berbasis hayati, termasuk poliester yang dihasilkan mikroorganisme dari minyak nabati. Kemampuan terurai secara hayati atau dikomposkan bergantung pada produk dan kondisi yang sesuai. Perusahaan masuk bursa melalui merger SPAC pada 2020, tetapi itu tidak membuktikan pertumbuhan berkelanjutan. Pada 18 Maret 2025 Danimer dan anak perusahaannya mengajukan perlindungan berdasarkan Chapter 11 undang-undang kepailitan AS.

Pemikiran Akhir

AI dapat meningkatkan identifikasi mikroplastik, sementara fotokatalisis diteliti untuk memanfaatkan jenis limbah plastik tertentu. Efektivitas, keamanan, dan kelayakan ekonominya memerlukan evaluasi lebih lanjut.

Saat ini, penelitian dan pengembangan yang terus berlangsung di bidang ini sangat penting dalam membentuk masa depan yang lebih berkelanjutan dan sadar lingkungan.