artikel pencemaran tanah widi widayat 0402514025
DESCRIPTION
pencemaran tanahTRANSCRIPT
PEMANFAATAN MEALWORM (LARVA Tenebrio Molitor Linnaeus) SEBAGAI SOLUSI PENCEMARAN TANAH DARI SAMPAH PLASTIK
Widi Widayat 0402514025
Program Studi Pendidikan IPA
Program Pascasarjana Universitas Negeri Semarang
Email: [email protected]
ABSTRAK
Sampah plastik merupakan masalah yang sudah dianggap serius bagi pencemaran
lingkungan khususnya bagi pencemaran tanah. Bahan plastik merupakan bahan organik yang tidak dapat terurai oleh bakteri. Solusi pemanfaatan sampah plastik dengan cara mendaur ulang dan dijadikan produk baru. Upaya pengelolaan daur ulang sampah plastik telah banyak dilakukan oleh pemerintah, seperti dengan menyediakan tempat sampah yang sudah dipecah menjadi beberapa kategori sampah (sampah basah dan sampah kering). Akan tetapi strategi ini masih belum memberikan hasil yang signifikan dalam reduksi jumlah sampah plastik. Dengan kata lain, diperlukan solusi untuk menangani permasalahan sampah plastik. Seorang Ilmuwan dari Stanford University Wei-Min Wu menemukan organisme pemakan
plastik. Mealworm atau ulat tepung memiliki kemampuan untuk mengurai plastik
berbahan polystyrene. Dalam penelitian pertama, dia dan timnya memberikan 34-39
miligram Styrofoam ke 100 ulat tepung. Styrofoam juga termasuk plastik, tersusun atas
bahan polystyrene. Ulat tepung mampu mengubah styrofoam menjadi karbon dioksida
CO2 dan butiran-butiran materi yang dapat diuraikan. Saat melakukan tes kesehatan,
Min Wu mengetahui bahwa ulat tepung yang memakan styrofoam sama sehatnya
dengan ulat tepung yang memakan biji-bijian. Dalam studi kedua, Min Wu menggunakan mikroba dalam saluran pencernaan ulat tepung. Mikroba itulah yang membuat ulat tepung dapat menguraikan styrofoam. Dalam percobaan, mikroba
diminta menguraikan polystyrene. Walaupun kecepatan penguraiannya lebih lambat,
mikroba itu tetap dapat melakukannya.
Kata kunci: Sampah plastik, Mealworm
Pendahuluan
Sampah merupakan suatu produk buangan yang dihasilkan dari
berbagai macam aktivitas manusia yang mana apabila tidak dikelola dengan
baik akan mengakibatkan pencemaran dan kerusakan lingkungan secara fisik
maupun biologis. Sampah dapat berasal dari kegiatan domestik, perdagangan,
pertanian, maupun proses produksi suatu kegiatan dari industri . Peningkatan
kuantitas sampah kota merupakan konsekuensi logis dari perkembangan kota
di mana terjadi peningkatan penggunaan plastik untuk keperluan rumah
tangga berdampak pada peningkatan timbunan sampah. Di wilayah
perkotaan bahwa sampah yang dihasilkan selain sampah domestik juga
terdapat sampah dari hasil kegiatan komersil. Sampah yang dihasilkan
didominasi sampah yang sulit diuraikan seperti plastik.
Dewasa ini pemakaian plastik sebagai bahan pengemas makanan atau
minuman berkembang pesat. Salah satu kelemahan plastik adalah sukar
terdegrasi oleh mikroorganisme. Plastik setelah digunakan dibuang, akan
menimbulkan sampah yang semakin menumpuk dari hari ke hari, sehingga
dapat menimbulkan masalah lingkungan yang serius. Menurut Desnelli dan
Miksusanti (2010) Untuk mengantisipasi masalah lingkungan yang
ditimbulkan oleh menumpuknya sampah plastik, maka perlu dicari langkah-
langkah yang tepat. Langkah yang ditempuh harus aman bagi konsumen
polimer itu sendiri dan tidak merusak lingkungan.
Sampah plastik merupakan masalah yang sudah dianggap serius bagi
pencemaran lingkungan khususnya bagi pencemaran tanah. Bahan plastik
merupakan bahan organik yang tidak dapat terurai oleh bakteri. Solusi
pemanfaatan sampah plastik dengan cara mendaur ulang dan dijadikan
produk baru. Upaya pengelolaan daur ulang sampah plastik telah banyak
dilakukan oleh pemerintah, seperti dengan menyediakan tempat sampah yang
sudah dipecah menjadi beberapa kategori sampah (sampah basah dan sampah
kering). Akan tetapi strategi ini masih belum memberikan hasil yang
signifikan dalam reduksi jumlah sampah plastik. Dengan kata lain, diperlukan
solusi untuk menangani permasalahan sampah plastik.
Seorang Ilmuwan dari Stanford University menemukan organisme
pemakan plastik. Wei-Min Wu (2015) mengungkap bahwa mealworm atau
ulat tepung memiliki kemampuan untuk mengurai plastik berbahan
polistirena. Dalam penelitian pertama, dia dan timnya memberikan 34-39
miligram Styrofoam ke 100 ulat tepung. Styrofoam juga termasuk plastik,
tersusun atas bahan polistirena(Wei-Min Wu, 2015). Ulat tepung mampu
mengubah styrofoam menjadi karbon dioksida CO2 dan butiran-butiran materi
yang dapat diuraikan (Wei-Min Wu, 2015). Saat melakukan tes kesehatan,
Min Wu mengetahui bahwa ulat tepung yang memakan styrofoam sama
sehatnya dengan ulat tepung yang memakan biji-bijian.Dalam studi kedua,
Min Wu menggunakan mikroba dalam saluran pencernaan ulat tepung.
Mikroba itulah yang membuat ulat tepung dapat menguraikan styrofoam.
Dalam percobaan, mikroba diminta menguraikan polistirena. Walaupun
kecepatan penguraiannya lebih lambat, mikroba itu tetap dapat
melakukannya (Wei-Min Wu, 2015).
Berdasarkan uraian di atas, perlu diadakan kajian yang bertujuan
untuk mengurangi pencemaran tanah yang disebabkan oleh sampah plastik
dengan memanfaatkan Mealworm sebagai pengurai sampah plastik. Kajian ini
diharapkan dapat dijadikan salah satu cara untuk mengatasi pencemaran
tanah yang disebabkan oleh plastik.
Sampah Plastik
Plastik adalah polimer rantai panjang dari atom yang mengikat satu
sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau
"monomer". Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau
semisintetik, namun ada beberapa polimer alami yang termasuk plastik.
Plastik terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan
dapat juga terdiri dari zat lain untuk meningkatkan performa atau ekonomi
Wikipedia.org/plastik. Bahan penyusun plastik pada umumnya adalah
polystyrene Suharto (2011).
Plastik merupakan material yang secara luas dikembangkan dan
digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang secara luar biasa
penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi
220 juta ton/tahun pada tahun 2005. Suharto (2011) mengatakan secara garis
besar plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yakni plastik
yang bersifat thermoplastic dan yang bersifat thermoset. Thermoplastic dapat
dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi bentuk lain,
sedangkan jenis thermoset bila telah mengeras tidak dapat dilunakkan
kembali. Plastik yang paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari
adalah dalam bentuk thermoplastic.
Saat ini plastik diklasifikasikan menjadi 6 (enam) kelompok. Ciri
masing-masing kelompok plastik dibedakan atas nama populernya, rumus
molekul, kegunaan, dan dapat didaur-ulang atau tidak. Pengelompokan
plastik berdasarkan suharto (2011) itu adalah PET, HDPE, PVC, LDPE, PP,
PS.
PET adalah singkatan dari polyethylene terephthalate; merupakan
resin polyester yang tahan lama, kuat, ringan dan mudah dibentuk ketika
panas. kepekatannya adalah sekitar 1,35 – 1,38 gram/cc, ini membuatnya
kokoh, rumus molekulnya adalah ( -CO-C6H5-CO-O-CH2-CH2-O-)n. PET
dapat ditemukan pada botol air, botol soda, botol jus, botol minyak goreng,
dan kemasan makanan. PET berciri jernih, kadang berwarna hijau. PET
dapat didaur-ulang menjadi produk baru seperti bahan kain, sepatu, koper,
karpet, rak, panel pintu dan banyak lagi.
HDPE adalah singkatan dari High Density Polyethylene merupakan
resin yang liat, kuat dan kaku yang berasal dari minyak bumi, yang sering
dibentuk dengan cara meniupnya. Rumus molekulnya adalah (-CH2- CH2-)n.
HDPE dapat ditemukan pada cerek susu, botol detergen, botol obat, botol oli
mesin, botol shampoo, kemasan juice, botol sabun cair, kemasan kopi dan
botol sabun bayi.
PVC adalah singkatan dari Polyvinyl Chloride merupakan resin yang
liat dan keras yang tidak terpengaruh oleh zat kimia lain. Rumus molekulnya
adalah (-CH2- CHCl-)n. PVC dapat dijumpai pada tanda lalu lintas, botol
minyak goreng, kabel listrik, botol pembersih kaca, mainan, botol shampoo,
pipa air, kemasan kerut, dan kemasan makanan cepat saji. PVC tidak dapat di
daur ulang. Yang terbaik adalah menghindari produk yang menggunakan
plastik jenis ini sebagai kemasan.
LDPE adalah singkatan dari Low Density Polyethylene (LDPE)
merupakan plastik yang mudah dibentuk ketika panas, yang terbuat dari
minyak bumi, dan rumus molekulnya adalah (-CH2-CH2-)n. LDPE adalah
resin yang keras, kuat dan tidak bereaksi terhadap zat kimia lainnya,
kemungkinan merupakan plastik yang paling tinggi mutunya. LDPE dapat
dijumpai pada tas plastik, botol, kotak penyimpanan, mainan, perangkat
komputer dan wadah yang dicetak.
PP singkatan dari Polypropylene merupakan plastik polymer yang
mudah dibentuk ketika panas, rumus molekulnya adalah (-CHCH3-CH2-)n.
Polypropylene dapat dijumpai pada wadah makanan, kemasan, pot tanaman,
tutup botol obat, tube margarin, tutup lainnya, sedotan, mainan, tali, pakaian
dan berbagai bentuk yang bukan botol.
PS singkatan dari Polystyrene merupakan plastik polymer yang mudah
dibentuk bila dipanaskan, rumus molekulnya adalah (-CH(C6H5)CH2-)n.
Polystyrene dapat dijumpai pada perkakas dari plastik, kotak CD, gelas
plastik, wadah makanan dan nampan. Polystyrene tidak mudah didaur-ulang.
Mealworm
Mealworm adalah larva Tenebrio molitor Linnaeus (darkling bettle). Ada
lebih dari 20.000 jenis kumbang yg mulai gelap dan mealworm datang dari
molitor spesies Tenebrio.
(a) (b)
Gambar 1. a. Mealworm b. Tenebrio molitor Linnaeus (darkling bettle)
Klasifikasi mealworm dalam taksonomi berasal Kerajaan Animalia
(hewan), Filum Arthropoda (arthropoda), Kelas Insecta (serangga), Orde
Coleoptera (kumbang), Keluarga Tenebrionidae, Genus Tenebrio, Spesies T.
molitor. Kumbang gelap mengalami metamorfosis sempurna yaitu telur, larva,
pupa, dan dewasa. Kumbang gelap membutuhkan waktu yang berbeda di
setiap tahap metamorfosis dikarenakan faktor lingkungan seperti suhu,
kelembaban, makanan, dan air.
Telur berbentuk kacang putih kecil dengan ukuran setitik debu. Telur
lengket dan cepat tersembunyi oleh kotoran, debu, dan substrat. Ini akan
memakan waktu sekitar 1-4 minggu untuk menetas sampai larva muncul.
Fase kedua adalah jentik-jentik (larva coklat). Fase ini berlangsung
sekitar delapan sampai sepuluh minggu. Pada fase inilah disebut mealworm.
Ketika pertama kali menetas, mealworm cukup kecil tetapi akan tumbuh 1-1,5
inci. Karena memiliki exoskeleton keras, mealworm akan perlu untuk
meranggas dan melepas kulit luarnya yang keras untuk tumbuh. Molts akan
terjadi sepuluh sampai dua puluh kali selama tahap kehidupan. Sebuah worm
baru- akan lembut dan putih, tetapi exoskeleton akan cepat mengeras.
Selama meranggas, sebuah mealworm itu akan berubah menjadi pupa
alien-seperti putih. Pada tahap ini, mealworm tidak memiliki mulut atau anus
sehingga tidak makan. mealworm memiliki kaki dan sayap tunas, tetapi
mereka tidak berfungsi. Tahap kehidupan akan berlangsung satu sampai tiga
minggu sebagai pupa mengubah organ dan tubuh menjadi dewasa.
Tahap akhir dari kehidupan serangga adalah sebagai kumbang gelap
(darkling bettle) dan berlangsung satu sampai tiga bulan. Kumbang akan
menjadi putih dengan exoskeleton lembut. Kemudian kulit terluar akan
mengeras, berubah menjadi cokelat dan kemudian hitam. Kumbang tidak
memiliki sayap keras sehingga tidak dapat terbang.
Gambar 2. Fase metamorphosis Darkling beetle
Setelah sekitar satu hingga dua minggu dari kehidupan dewasa,
kumbang akan mulai kawin dan bereproduksi. Beberapa hari setelah kawin,
kumbang betina akan menggali ke dalam tanah atau substrat dan bertelur.
Kumbang peternak produktif dan betina dapat meletakkan ratusan telur
selama kehidupan dewasa mereka.
Kumbang ini dapat ditemukan di setiap daerah di seluruh dunia.
Mereka biasanya hidup di tempat yang gelap, dingin, tempat-tempat lembab,
seperti di bawah batu dan kayu.
Pemanfaatan Mealworm dalam Menguraikan Sampah Plastik
Sampah global setiap hari selalu bertambah bahkan cenderung
menumpuk. Setiap tahun, masyarakat Amerika Serikat membuang sekitar 2,5
miliar styrofoam plastik dan itu hanya sebagian kecil dari 33 juta ton plastik
yang orang Amerika buang setiap tahunnya. Kurang dari 10 persen dari total
styrofoam yang dapat didaur ulang, dan sisanya menimbulkan berbagai
masalah, seperti kontaminasi air yang menyebabkan hewan keracunan.
Dengan memasukkan seekor mealworm yaitu larva kecil dari darkling beetle,
dapat hidup dengan memakan Styrofoam dan bentuk lain dari polystyrene.
Hal ini telah diteliti oleh Wei-Min Wu melalui 2 penelitiannya tentang
biodegradasi plastik. Mikroorganisme yang terdapat di dalam usus ulat
tepung mampu mengurai plastik dalam prosesnya, sebuah temuan yang
mengejutkan dan penuh harapan (Azhari, Adri Aswin. 2015).
Di dalam laboratorium, 100 mealworm memakan antara 34 hingga 39
miligram styrofoam seukuran pil kecil setiap hari. Cacing tersebut
mengonversi sekitar setengah dari styrofoam ke dalam bentuk karbon
dioksida, seperti yang mereka lakukan pada sumber makanan yang lainnya.
Dalam waktu 24 jam, mereka mengeluarkan sebagian besar plastik yang
tersisa dalam bentuk fragmen yang terbiodegradasi dan terlihat mirip seperti
kotoran kelinci kecil. Mealworm secara teratur diberi makan styrofoam yang
sehat, seperti makanan yang dikonsumsi mereka sehari-hari, dan limbah
mereka aman untuk digunakan sebagai pupuk tanaman.
Para peneliti termasuk Wu, telah menunjukkan dalam penelitian
sebelumnya bahwa waxworms, larva mealmoths dari India, memiliki
mikroorganisme dalam usus mereka yang dapat mengurai polietilen, plastik
yang digunakan dalam produk seperti kantong sampah. Namun, penelitian
baru yang dilakukan pada mealworm merupakan yang paling signifikan,
karena styrofoam telah dianggap sebagai bahan yang tidak dapat terdegradasi
dan lebih bermasalah bagi lingkungan.
Berdasarkan penelitian Min Wu (2015), mealworm mulai egest fecula
12-24 jam setelah menelan Styrofoam menunjukkan retensi singkat waktu
(<24 jam) untuk Styrofoam yang terdapat di usus. fecula segar dikumpulkan
dan dianalisa untuk menentukan apakah terjadi perubahan struktur kimia dan
komposisi Styrofoam yang tertelan setelah perjalanan melalui usus.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa depolimerisasi/ pembelahan
struktur rantai panjang dari PS berlangsung dan fragmen berat molekul
rendah yang baru terbentuk dalam usus mealworm. Pengamatan penurunan di
Mn dan Mw diindikasi utama terjadi depolimerisasi dan degradasi polimer,
Gambar 4. Diagram Skematik dari Sistem Degradasi Polysterene di Usus
Mealworm
𝐶 − polystyrene⬚13
depolymerization
intermediates
𝐶𝑂2⬚13
fecula
𝐶⬚13 − 𝐵𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑠
Gambar 3. Penguraian Polysterene oleh Mealworm. (Min Wu, Wei &
Rui Fu Yang, 2015)
Pada gambar jelas terlihat bahwa usus mealworm dapat dianggap
sebagai bioreaktor yang efisien. Proses Fisik dan biokimia "Pengobatan"
(dengan mengunyah, menelan, pencampuran, bereaksi dengan isi usus,
mikroba degradasi oleh konsorsium mikroba usus, mengambil produk
metabolisme oleh tuan rumah, dll) yang penting untuk keberhasilan degradasi
Polysterene dengan cepat dalam bioreaktor. Komunitas mikroba dapat
menguraikan rumus kimia polysterene pada usus mealworm. Degradasi
Polysterene ini dapat dianalogikan dengan mikroba selulosa kayu pada rayap
untuk saling menguntungkan dari metabolism konsorsium mikroba.
Hal ini menjadikan referensi penelitian untuk mengoptimalkan
pemanfaatan mealworm yang selama ini dianggap tidak berguna dan musuh
yang selalu dihindari. Sampah plastik yang selama ini menjadi problematika
global menemukan titik terang untuk diuraikan. Sampah plastik yang ada
diletakkan ke dalam tempat pembuangan akhir (terbuat dari batu bata atau
tong). Kemudian dimasukkan larva mealworm untuk mencerna plastik
tersebut. Mealworm dapat dimanfaatkan selama 8-10 minggu. Setelah itu larva
mealworm akan memasuki fase pupa/ Pada saat itu mealworm tidak dapat lagi
digunakan sehingga perlu diganti dengan kelompok mealworm yang
selanjutnya. Jadi tindakan ini harus kontinu.
Setiap hari selama 12-24 jam, mealworm akan mengubah sampah
menjadi kotoran seukuran butir-butir kecil yang dapat dimanfaatkan sebagai
pupuk tanaman. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan sebelumnya.
Gambar 5. Langkah pemanfaatan mealworm untuk menguraikan
sampah plastik
memisahkan sampah plastik
dengan sampah non
plastik
masukkan mealworm pada tong
sampah yang berisi sampah
plastik
kontrol perkembangan
penguraian sampah plastik
dan kondisi mealworm
Dengan pemanfaatan mikroorganisme ini, selain masalah sampah
plastik akan berkurang juga dihasilkan pupuk tanaman. Plastik akan diubah
menjadi pupuk oleh mealworm. Pemanfaatan mealworm ini harus ttetap
memperhatikan pengelolaan sampah yang baik. Pengelolaan sampah yang
baik dapat mempermudah untuk mengendalikan sampah sehingga dapat
digunakan untuk pemanfaatan sampah yang lebih berguna.
Simpulan dan Saran
Simpulan dari artikel ini adalah (1) Mealworm adalah larva serangga
pertama yang dilaporkan mampu menyederhanakan atau mengurai dan
memineralisasi umum persisten berbasis minyak bumi dari plastik polysterene
(2) menyajikan solusi yang meyakinkan bahwa biodegradasi efektif dan
mineralisasi dari Polysterene atau styrofoam, terjadi di saluran usus dari
mealworm sehingga dapat dijadikan sebagai solusi pencemaran tanah dari
sampah plastik. Saran yaitu (1) perlu penelitian lebih lanjut dalam pengelolaan
sampah plastik; (2) diperlukan penelitian lebih lanjut kotoran yang dihasilkan
mealworm; (3) diperlukan koordinasi lebih lanjut dengan pihak yang berwenang
mengenai pengelolaan sampah plastik.
Daftar Pustaka
Anonim. 2015. Life Cycle of Mealworm. http://mealwormcare.org/life-cycle/,
diakes 8-11-2015.
Anonim. 2015. Mealworm’s life cycle.
http://www.enchantedlearning.com/subjects/insects/beetles/mealwor
m/mealwormlifecycle.shtml, diakses 8-11-2015.
Azhari, Adri Aswin. 2015. Mealworm yang Lapar dapat Mendaur Ulang
Sampah Styrofoam (diterjemahkan dari
http://www.futurity.org/mealworms-styrofoam-1015252-2/).
http://bagikertas.blogspot.co.id/2015/10/mealworm-yang-lapar-dapat-
mendaur-ulang.html, diakses 8-11-2015.
Min Wu, Wei & Rui fu Yang. 2015. Biodegradation and Mineralization of
Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part 1. Chemical and Physical
Characterization and Isotopic Tests. Environmental Science &
Technology, 2015, 49, 12080-12086.
http://www.researchgate.net/publication/282046766, diakses 6-11-
2015.
Desnelli & Miksusanti. 2010. Studi Biodegradasi Blend PVC-Minyak Nabati
Epoksi Sebagai Salah Satu Upaya Mengurangi Pencemaran Lingkungan Oleh
Limbah Plastik. Jurnal Penelitian Sains Vol 13 2010.
https://jpsmipaunsri.files.wordpress.com/2010/08/07-c-desneli.pdf
diakses 07-11-2015.
Suharto. 2011. Rancangan Produk Bahan Plastik Daur Ulang Sebagai Upaya
Peningkatan Industri Kreatif. Jurnal rekayasa .Jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Semarang vol VI
2011.http://www.polines.ac.id/rekayasa/upload/jurnal/jurnal_rekay
asa_1335760925.pdf diakses 06-11-2015.