Plastik Terbiodegradasi Pilihan Mesra Alam untuk Masa Depan

Penulis: ChM. Dr. Farah Hannan Anuar

Pensyarah Kanan, Jabatan Sains Kimia, Fakulti Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia
Pusat Penyelidikan Polimer, Fakulti Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 UKM Bangi, Selangor

Plastik konvensional menjadi sebahagian besar dalam kehidupan harian kita kerana ketahanannya, namun ia mempunyai kelemahan besar iaitu tidak mudah terurai secara semula jadi. Sifat tahan degradasi plastik ini menyebabkan ia bertahan lama di alam sekitar dan membebaskan gas toksik apabila dibakar. Dengan kadar pembuangan plastik yang tinggi, masalah pencemaran alam sekitar semakin meruncing dan menyumbang kepada penimbunan sisa plastik yang sukar dilupuskan, kemunculan mikroplastik dalam ekosistem, serta ancaman kepada kehidupan marin dan kesihatan manusia.

Dalam usaha mengatasi cabaran ini, plastik terbiodegradasi telah diperkenalkan sebagai pilihan yang lebih mesra alam. Plastik jenis ini berbeza daripada plastik konvensional kerana ia boleh diuraikan oleh mikroorganisma kepada sebatian ringkas yang boleh diserap atau diintegrasikan kembali ke dalam persekitaran semula jadi tanpa mencemarkan ekosistem. Di Malaysia, SIRIM turut memainkan peranan penting dengan memperkenalkan label seperti SIRIM ECO 001:2018, iaitu piawaian untuk mengenal pasti plastik terbiodegradasi yang dapat terurai dan dikompos. Piawaian seperti ini memudahkan pengguna dalam memilih produk yang lebih lestari dan memberi panduan kepada pengeluar untuk menghasilkan produk plastik yang dapat dikompos.

Sumber dan Contoh Polimer dalam Plastik Terbiodegradasi

Plastik terbiodegradasi dihasilkan daripada pelbagai jenis polimer dan boleh dikategorikan kepada tiga sumber utama: semula jadi, separa sintetik, dan sintetik.

1. Semula Jadi

Polimer semula jadi diperoleh terus daripada alam, seperti selulosa dan kanji daripada tumbuhan, serta kitosan. Selain itu, terdapat juga polihidroksialkanoat (PHA) dan polihidroksibutirat (PHB) iaitu polimer yang dihasilkan secara semula jadi oleh bakteria. Bahan ini dapat terurai dengan mudah apabila dibuang dalam persekitaran yang sesuai, menjadikannya bahan yang ideal untuk plastik terbiodegradasi.

2. Separa Sintetik

Polimer separa sintetik dihasilkan melalui bahan mentah semula jadi yang diproses melalui tindak balas kimia. Contohnya termasuk poli(asid laktik) (PLA) dan poli(asid glikolik) (PGA), yang sering digunakan dalam pembungkusan dan alat perubatan yang memerlukan sifat terbiodegradasi. Kanji termoplastik (TPS) juga tergolong dalam kategori ini, yang mana ia diperoleh daripada kanji semula jadi tetapi diproses untuk menghasilkan plastik yang mudah terurai.

3. Sintetik

Polimer sintetik pula menggunakan bahan mentah daripada sumber petroleum, seperti poli(butilena suksinat) (PBS) dan polikaprolakton (PCL). Meskipun diperbuat daripada petroleum, polimer ini mempunyai struktur kimia yang boleh diuraikan berbanding polietilena dan polipropilena dalam plastik konvensional.

Penguraian Beg Plastik Terbiodegradasi

Penguraian beg plastik terbiodegradasi boleh dikaji melalui perubahan fizikal dan kimia pada beg tersebut sepanjang proses penguraian. Proses ini merangkumi beberapa parameter penting seperti pengurangan jisim purata molekul, penurunan berat sampel, perubahan bentuk fizikal, perubahan kumpulan berfungsi pada polimer, perubahan morfologi struktur, serta pengurangan sifat mekanik. Semua ini memberi gambaran tentang tahap penguraian yang berlaku dalam jangka masa tertentu.

Penguraian beg plastik terbiodegradasi bermula dengan pemutusan ikatan dalam rantai polimer panjang menghasilkan unit yang lebih kecil melalui mekanisme hidrolisis atau serangan enzimatik oleh mikroorganisma. Mekanisme ini membolehkan polimer terurai menjadi molekul yang lebih ringkas. Sepanjang mekanisme penguraian berlaku, kesan perubahan pada beg plastik terbiodegradasi semakin dapat diperhatikan dengan lebih jelas. Antaranya ialah penurunan berat plastik itu sendiri, yang menunjukkan bahawa rantai polimer telah dipecahkan kepada molekul-molekul lebih kecil, mengurangkan jisimnya. Selain itu, perubahan fizikal seperti perubahan warna, kerapuhan, dan kekasaran permukaan juga berlaku. Ini kerana struktur plastik yang asalnya licin dan anjal mula rosak, menghasilkan tekstur yang lebih kasar dan rapuh.

Seterusnya, perubahan pada kumpulan berfungsi kimia di dalam polimer plastik turut berlaku, menunjukkan peralihan ke arah produk penguraian yang lebih ringkas, seperti karbon dioksida, air, dan biojisim yang boleh diserap oleh alam sekitar. Secara mikroskopik, perubahan morfologi seperti kemunculan lubang atau retakan kecil pada permukaan plastik menunjukkan kerosakan struktur. Pengurangan dalam sifat mekanik seperti kekuatan tegangan dan keanjalan adalah indikator lanjut bahawa plastik semakin menghampiri tahap penguraian sepenuhnya. Apabila sifat-sifat ini semakin berkurang, plastik terbiodegradasi akan terus merosot sehingga ia sepenuhnya terurai menjadi sebatian yang dapat diserap semula ke dalam persekitaran sebagai sumber yang tidak membahayakan ekosistem. Proses penguraian ini boleh mengambil masa beberapa minggu atau bulan, bergantung kepada persekitaran. Gambar di bawah menunjukkan sampel beg plastik terbiodegradasi dan plastik konvensional sebelum dan selepas 12 minggu ditanam dalam tanah kompos. Dapat dilihat bahawa selepas 12 minggu ditanam dalam tanah, penguraian dan perubahan ketara berlaku kepada plastik terbiodegradasi, iaitu rapuh, berlubang, terkoyak dan mengecut. Berbeza dengan plastik terbiodegradasi, plastik konvensional yang ditanam dalam tanah selepas 12 minggu tidak mengalami perubahan pada penampilannya seperti pada minggu 0 (sebelum ditanam).

Kaedah Pelupusan yang Sesuai untuk Plastik Terbiodegradasi

Plastik terbiodegradasi mempunyai tempoh pelupusan yang lebih singkat berbanding plastik konvensional. Kebanyakan produk plastik ini dilabel dengan logo “boleh dikompos”, menandakan bahawa pengomposan adalah kaedah terbaik untuk pengurusan sisa bahan ini. Faktor-faktor seperti suhu, pH, dan kelembapan memainkan peranan penting dalam menentukan kadar penguraian plastik terbiodegradasi.

Plastik terbiodegradasi yang dibuang bersama sisa lain dan berakhir di tapak pelupusan sampah adalah masih boleh terurai, namun proses tersebut mungkin mengambil masa lebih lama berbanding kaedah pengomposan. Di samping itu, plastik terbiodegradasi tidak sesuai untuk dikitar semula bersama plastik konvensional. Polimer plastik terbiodegradasi seperti kanji dan PLA boleh mengganggu proses pengitaran semula plastik konvensional polietilena (PE), polipropilena (PP), poli(etilena tereftalat) (PET) dan lain-lain, menjadikan keseluruhan proses lebih sukar dan mengurangkan kualiti produk yang dihasilkan.

Plastik terbiodegradasi membuka peluang ke arah pengurusan sisa yang lebih baik serta mengurangkan pencemaran plastik yang berleluasa. Dengan adanya pilihan plastik yang boleh terurai, pengguna dapat memainkan peranan penting dalam melindungi alam sekitar dengan membuat pilihan yang lebih mesra alam. Diharapkan teknologi dan inovasi dalam plastik terbiodegradasi akan terus berkembang, menjadikan ia pilihan utama dalam pelbagai industri, sekali gus mewujudkan dunia yang lebih lestari.

Kredit foto- World Economy Forum

Rujukan:

Abe, M. M., Branciforti, M. C., & Brienzo, M. 2021. Biodegradation of hemicellulose-cellulose-starch-based bioplastics and microbial polyesters. Recycling 6(1): 1-22. doi: 10.1021/acs.est.8b06984

Ann, W. J. 2022. Kajian Penguraian Beg Plastik Terbiodegradasi, Oksobiodegradasi dan Konvensional Tersinar dan Tidak Tersinar dalam Persekitaran Air dan Tanah. Tesis Ijazah Sarjana Muda Sains (Teknologi Kimia), Universiti Kebangsaan Malaysia.

Karan, H., Funk, C., Grabert, M., Oey, M., & Hankamer, B. 2019. Green Bioplastics as Part of a Circular Bioeconomy. Trends in Plant Science, 24(3), 237-249. doi: 10.1016/j.tplants.2018.11.010

Napper, I. E. & Thompson, R. C. 2019. Environmental Deterioration of Biodegradable, Oxo-biodegradable, Compostable, and Conventional Plastic Carrier Bags in the Sea, Soil, and Open-Air over a 3-Year Period. Environmental Science and Technology 53(9): 4775-4783. doi: 10.1021/acs.est.8b06984

Rosli, K. A. 2018. Eco labelling for biodegradable/compostable Plastic and Green Procurement. http://www.igpn.org/igpn_events/2021/pdf/6.%20SIRIM-%20Eco%20labelling%20for%20BiodegradableCompostable%20Plastic%20and%20Green%20Procurement.pdf