Sejak Bakelite diperkenalkan pada tahun 1907 sebagai plastik sintetis pertama — digunakan sebagai isolator listrik — kelas bahan yang ringan, kuat, dan mudah dibentuk ini telah membantu menciptakan dunia modern. Plastik adalah bahan pokok dalam desain dan manufaktur produk, dan penggunaannya, terutama sebagai barang sekali pakai seperti botol air dan pembungkus makanan, semakin meluas. Total berat plastik yang diproduksi per tahun saat ini mencapai lebih dari 380 juta ton dan diperkirakan akan mencapai 900 juta ton pada tahun 2050.
Namun, seperti bahan bakar fosil yang menjadi bahan pembuatannya, plastik juga dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan. Pada tahun 2050, diperkirakan 12 miliar ton sampah plastik akan berada di tempat pembuangan sampah atau mencemari lingkungan alam. Sebagai perbandingan, jumlah ini mencapai sekitar 4,9 miliar ton pada tahun 2015. Plastik bekas juga merupakan sebagian besar bahan bakar yang dimasukkan ke dalam insinerator limbah penghasil energi, yang merupakan sumber emisi karbon. Film dokumenter seperti yang dinarasikan oleh David Attenborough telah menarik perhatian terhadap bahaya lingkungan yang ditimbulkan oleh sampah plastik. Rekaman botol-botol air yang dibuang dan mencekik kehidupan laut juga turut memicu kemarahan publik dan mendorong polusi plastik menjadi agenda global.
Walaupun sekarang banyak plastik yang mempunyai simbol daur ulang, pada praktiknya daur ulang plastik bersifat kasar dan boros energi. Plastik daur ulang cenderung memiliki kualitas yang lebih rendah – kekuatannya lebih kecil – dibandingkan plastik yang baru diproduksi. Semakin banyak konsumen yang menjual produk-produk yang terbuat dari plastik biodegradable, berasal dari sumber tanaman atau dibubuhi oksigen dan bahan kimia lainnya agar dapat terurai di lingkungan. Namun, hal ini mempersulit upaya daur ulang, karena plastik biodegradable berdampak buruk pada kualitas plastik daur ulang, dan tidak ada cara yang dapat diandalkan bagi pabrik daur ulang untuk memisahkan plastik tersebut dari bentuk lainnya.
Bagaimana plastik yang lebih ramah lingkungan dapat diciptakan telah menjadi salah satu pertanyaan terbesar dan paling mendesak dalam bidang kimia saat ini. Para peneliti dari berbagai bidang kini mencari cara untuk mengurangi sampah plastik dan meningkatkan peluang daur ulangnya.
Salah satu upaya tersebut dilaporkan dalam edisi minggu ini Nature. Stefan Mecking dan rekan-rekannya di Universitas Konstanz di Jerman menggambarkan jenis polietilen baru – salah satu jenis plastik sekali pakai yang paling umum – yang dapat didaur ulang dengan memulihkan sebagian besar bahan awal – sesuatu yang sulit dilakukan. bahan yang ada dan teknologi daur ulang.
Plastik baru ini perlu diuji lebih lanjut, dan dampaknya terhadap infrastruktur daur ulang yang ada perlu dievaluasi. Hal ini memerlukan jenis teknologi daur ulang yang berbeda dari yang tersedia di pusat daur ulang yang ada. Jika ada konsensus bahwa penggunaan plastik harus dilakukan, dan jika dapat ditingkatkan, maka hal ini berpotensi mempercepat peralihan ke plastik daur ulang. Hal ini bisa menjadi bagian dari solusi untuk mengurangi penggunaan plastik yang berbahaya.
Tapi kimia saja hanya bisa membawa kita sejauh ini. Jika pembakaran plastik dan akumulasi bahan-bahan tersebut di lautan dan tempat pembuangan sampah ingin dikurangi, industri tidak dapat terus memproduksi plastik dengan kecepatan seperti saat ini. Perusahaan perlu mengambil tanggung jawab lebih besar terhadap keseluruhan siklus hidup produk plastik mereka. Dan agar hal ini dapat terwujud, pemerintah perlu memperkenalkan lebih banyak peraturan, dan usulan perjanjian plastik PBB juga harus berhasil.
Sistem satu arah
Plastik dibuat dengan menggabungkan rantai blok bangunan molekul sederhana. Tidak mudah untuk menjalankan proses tersebut secara terbalik untuk menghasilkan bahan yang dapat digunakan kembali – meskipun para peneliti telah membuat beberapa kemajuan. Hambatan utama dalam meningkatkan daur ulang plastik adalah bagaimana memutus ikatan kimia dengan cara yang sistematis dan hemat energi untuk mendapatkan kembali bahan-bahan berharga yang kemudian dapat digunakan untuk membuat plastik berkualitas tinggi.
Ada beberapa cara untuk memberikan kehidupan akhirat pada plastik. Ini termasuk daur ulang mekanis – dimana plastik tersebut dipotong, dicairkan, dan digunakan kembali sebagai plastik berkualitas rendah. Pilihan lainnya adalah mendaur ulang bahan-bahan tersebut secara kimia – dengan memutus ikatan yang menyatukan molekul-molekul plastik panjang, sehingga menghasilkan molekul-molekul lebih kecil dan berguna yang dapat dibuat menjadi plastik baru. Pendekatan terakhir, yang mungkin lebih sulit dari keduanya, adalah pendekatan yang sedang dikerjakan oleh Mecking dan rekan-rekannya.
Tim ini adalah salah satu dari beberapa tim di seluruh dunia yang mencoba menemukan cara untuk mendaur ulang polietilen. Dengan menggunakan sumber terbarukan, Mecking dan rekan-rekannya membuat bahan kuat seperti polietilen yang mengandung gugus kimia yang lebih mudah terpecah dibandingkan plastik konvensional, sehingga memungkinkan bahan tersebut didekonstruksi pada tahap daur ulang. Para ilmuwan mampu memulihkan hampir semua bahan awal melalui proses daur ulang, dan dari proses tersebut, mereka membuat kembali bahan mirip polietilen.
Penelitian ini dilakukan setelah tim lain melaporkan temuan serupa pada bulan Oktober. Susannah Scott di Universitas California, Santa Barbara, dan rekan-rekannya menggunakan katalis untuk membantu memecah polietilen menjadi molekul yang lebih kecil yang dapat digunakan sebagai bahan awal untuk membuat berbagai jenis polimer.
Ini adalah ilmu kimia yang cerdas dan penelitian yang penting. Pendekatan ini sekarang harus diselidiki untuk berbagai jenis plastik dan pada skala yang lebih besar. Namun, selama penggunaan plastik terus meningkat, daur ulang saja tidak akan mengurangi polusi plastik.
Industri sangat menyadari hal ini, dan terlibat – meskipun tidak sebanyak yang diperlukan – dengan pertanyaan tentang bagaimana mengurangi outputnya. Seperlima perusahaan yang membuat atau menggunakan kemasan plastik telah berkomitmen pada janji yang disebut Komitmen Global Ekonomi Plastik Baru, yang dibuat oleh Ellen MacArthur Foundation dan Program Lingkungan PBB. Para penandatangan berjanji untuk meningkatkan daur ulang plastik sebagai bagian dari komitmen yang lebih luas terhadap prinsip-prinsip ekonomi sirkular, yang bertujuan untuk mencapai penggunaan sumber daya secara berkelanjutan dan menghilangkan limbah. Namun, menurut laporan terbaru, kemajuan yang dicapai tidak merata – terutama dalam hal pengurangan kemasan sekali pakai dan penggunaan kemasan yang sepenuhnya dapat digunakan kembali.
Jelasnya, perusahaan perlu didorong, atau ditekan lebih keras untuk bertindak. Jika mereka diharuskan bertanggung jawab atas seluruh siklus hidup produk plastik mereka, kecenderungan mereka untuk menggunakan bahan yang sulit digunakan kembali atau didaur ulang akan berkurang. Untuk mencapai tujuan tersebut, usulan perjanjian global, yang digambarkan setara dengan perjanjian iklim Paris mengenai polusi plastik, harus berhasil. Di masa lalu, perjanjian yang bertujuan untuk mengatasi perubahan iklim dan hilangnya keanekaragaman hayati telah ditentang, dan bahkan dilemahkan, oleh beberapa pihak di industri dan oleh pemerintah yang berkepentingan dengan bahan bakar fosil. Sejarah tidak bisa terulang kembali; planet ini tidak punya waktu.
Ahli kimia memperkenalkan plastik ke dunia lebih dari satu abad yang lalu. Namun bahan-bahan yang sangat berguna ini kini menjadi sumber masalah lingkungan yang serius. Untungnya, para ahli kimia baik dari kalangan akademisi maupun industri bertekad untuk menemukan cara yang ramah lingkungan dalam membuang plastik. Perusahaan dan pemerintah kini harus mengambil tindakan dan mengambil tanggung jawab atas peran mereka dalam akumulasi sampah plastik. Tindakan tidak bisa dilakukan terlalu cepat.
Alam 590, 363-364 (2021)
DOI: https://DOI.org/10.1038/D41586-021-00391-7
