Studi Akumulasi Mikroplastik dalam Tanah akibat Fotodegradasi Mulsa Plastik

Abstract

Mulsa plastik banyak digunakan dalam pertanian untuk meningkatkan produktivitas tanaman dengan mengatur suhu tanah, menjaga kelembapan, dan menekan pertumbuhan gulma. Namun, degradasinya menghasilkan mikroplastik yang dapat terakumulasi di dalam tanah, mengganggu komunitas mikroba, dan berpotensi masuk ke dalam rantai makanan. Penelitian ini mengkaji kontaminasi mikroplastik pada tanah pertanian di bawah kondisi iklim yang berbeda: Bogor (lembap) dan Lombok (panas dan kering). Beragam teknik analisis digunakan untuk mengkarakterisasi degradasi material, termasuk spektroskopi FTIR, SEM, UV-Vis, dan pengukuran konduktivitas termal. Hasil menunjukkan bahwa perbedaan iklim dan faktor lingkungan seperti, suhu tinggi, paparan UV, aktivitas mikroba dapat mempercepat degradasi mulsa, yang menyebabkan konsentrasi mikroplastik lebih tinggi di Lombok (455 ± 57,74 partikel/kg) dibandingkan Bogor (265 ± 43,59 partikel/kg). Analisis FTIR mengonfirmasi keberadaan gugus fungsi hasil oksidasi (C=O, O-H), analisis termal menunjukkan penurunan konduktivitas termal bahan, UV-Vis menunjukkan peningkatan pemutusan rantai polimer, dan SEM memperlihatkan degradasi permukaan yang signifikan. Temuan ini menyoroti risiko lingkungan dari penggunaan mulsa plastik dan menegaskan pentingnya penggunaan alternatif yang lebih berkelanjutan untuk mengurangi polusi mikroplastik di tanah pertanian.

Plastic mulch is widely used in agriculture to improve crop productivity by regulating soil temperature, retaining moisture, and suppressing weed growth. However, its degradation produces microplastics that can accumulate in the soil, disrupt microbial communities, and potentially enter the food chain. This study examines microplastic contamination in agricultural soils under different climatic conditions: Bogor (humid) and Lombok (hot and dry). Various analytical techniques were employed to characterize material degradation, including FTIR spectroscopy, SEM, UV-Vis spectroscopy, and thermal conductivity measurements. The results show that differences in climate and environmental factors such as high temperature, UV exposure, and microbial activity can accelerate mulch degradation, resulting in higher microplastic concentrations in Lombok (455 ± 57,74 particles/kg) compared to Bogor (265 ± 43,59 particles/kg). FTIR analysis confirmed the presence of oxidation-derived functional groups (C=O, O-H), thermal analysis indicated a decrease in the material's thermal conductivity, UV- Vis revealed increased polymer chain scission, and SEM showed significant surface degradation. These findings highlight the environmental risks of plastic mulch use and underscore the importance of adopting more sustainable alternatives to reduce microplastic pollution in agricultural soils.