Kemampuan Bakteri dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA) dalam Mendegradasi Plastik (Low Density Polyethylene )
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Plastik
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya selama dua dekade
terakhir, telah meningkatkan jumlah polimer sintetis yang diproduksi di seluruh
dunia setiap tahun (Shimao, 2001). Salah satu polimer sintetik yang sering dikenal
dengan polimer buatan adalah plastik. Istilah plastik, yang sering digunakan oleh
masyarakat awam untuk menyebut sebagian besar bahan polimer, mulai
digunakan pada tahun 1909. Istilah tersebut berasal dari kata “plastikos” yang
berarti mudah dibentuk dan dicetak. Plastik didefenisikan sebagai material
polimer yang dapat dicetak atau dekstruksi menjadi bentuk yang diinginkan dan
yang mengeras setelah didinginkan atau pelarutnya diuapkan. Plastik tidak
dipintal menjadi benang yang molekulnya berjajar, seperti dalam serat, tetapi
dicetak menjadi bentuk berdimensi tiga atau dibentang menjadi film untuk
digunakan sebagai pengemas (Oxtoby et al. 2003).
Plastik merupakan hidrokarbon yang hampir keseluruhan rantainya
tersusun atas atom hidrogen dan karbon. Polimer ini didesain untuk menghambat
keluar masuknya oksigen, sehingga produk ataupun makanan yang tersimpan di
dalamnya terawetkan dari proses biodegradasi alami atau pembusukan (Adam &
Clark, 2009). Plastik tersusun atas padatan organik atau polimer tambahan yang
disebut komponen non-plastik yang berupa senyawa anorganik yang memiliki
berat molekul rendah dan dapat berisi substansi lainnya untuk meningkatkan nilai
ekonomi. Sekitar sepertiga dari material ini digunakan dalam produksi bahan
sekali pakai antara lain pembungkus, tas, dan material pembungkus lainnya, gelas
dan piring untuk makanan cepat saji dan kepentingan pertanian (Bollag et al.
2000, Fadlilah & Shovitri, 2014). Polimer plastik dianggap sebagai salah satu ciri
kemunculan zaman modern yang ditandai dengan kehidupan yang serba praktis
dan nyaman (Lestari et al. 2008).
Universitas Sumatera Utara
5
Menurut Erliza dan Sutedja (1987) plastik dapat dikelompokkan atas dua
tipe, yaitu termoplastik dan termoset. Termoplastik adalah plastik yang dapat
dilunakkan berulangkali dengan menggunakan panas, antara lain polietilen,
polipropilen, polistiren dan polivinilklorida. Sedangkan termoset adalah plastik
yang tidak dapat dilunakkan oleh pemanasan, antara lain phenol formaldehid dan
urea formaldehid.
Material plastik banyak digunakan karena sifatnya praktis, fleksibel,
ringan, tahan air, dan harganya relatif murah serta terjangkau oleh semua kalangan
masyarakat, selain itu plastik mudah diproduksi secara massal. Tetapi di samping
keunggulannya, plastik masih mempunyai sifat kurang menguntungkan. Limbah
plastik dapat mencemari lingkungan karena plastik merupakan bahan yang sulit
terdegradasi. Plastik tidak mudah hancur karena pengaruh lingkungan seperti
cuaca hujan dan panas matahari maupun mikroba yang hidup dalam tanah
(Waryat et al. 2013).
Tabel 1. Daftar Beberapa Plastik yang Paling Penting Serta Sifat-Sifatnya
Nama
Satuan struktural
Polietilena
(
CH2
CH2
Polipropilena
(
CH2
CH)n
Sifat
Contoh Kegunaan
Kerapatan tinggi: keras,
kuat, kaku
Kerapatan rendah :
lembut, lentur, jernih
Wadah cetakan, tutup,
mainan, pipa
Pengemas, kantung
sampah, botol semprot
Lebih kaku dan lebih
keras daripada
polietilena kerapatantinggi, titik leleh lebih
tinggi
Wadah, tutup, karpet,
koper, tali
)n
Tidak mudah terbakar,
tahan bahan kimia
Pipa air, atap, kartu
kredit, piringan hitam.
)n
Getas, mudah terbakar,
tidak tahan bahan kimia,
mudah diproses dan
diwarnai
Mebel, mainan,
pelapis refrigerator,
isolasi
Tahan panas, air, bahan
kimia
Perekat kayu lapis,
penguat serat kaca,
papan rangkaian.
)n
CH3
Polivinil
klorida
(
CH2
CH
Cl
Polistirena
(
CH2
CH
Fenolik
Kopolimer fenolformaldehida
Sumber: Oxtoby et al. 2003
Menurut laporan Direktorat Pengawasan Produk dan Bahan Berbahaya
Badan Pengawasan Obat dan Makanan (2008), untuk mempermudah proses daur
Universitas Sumatera Utara
6
ulang plastik, telah disetujui pemberian kode plastik secara internasional. Kode
tersebut terutama digunakan pada kemasan plastik yang disposable atau sekali
pakai.
a. Polyethylene terephthalate (PET)
Jenis plastik ini berlogo segitiga bernomor 1, biasanya digunakan untuk botol
minuman, botol kecap, sambal, obat dan minyak goreng. Bersifat jernih dan
transparan, kedap gas dan air. Untuk jenis ini, disarankan hanya untuk satu
kali penggunaan dan tidak untuk mewadahi pangan dengan suhu lebih dari
60
.
b. High Density Polyethylene (HDPE)
Jenis plastik ini berlogo segitiga bernomor 2, bersifat keras hingga
semifleksibel, tahan terhadap bahan kimia dan kelembaban, dapat ditembus
gas, mudah diwarnai, dan dibentuk. Plastik jenis ini melunak pada suhu 75
,
biasanya digunakan untuk botol susu, kantong belanja dan tutup plastik.
Disarankan hanya untuk satu kali penggunaan karena dikhawatirkan bahan
penyusun plastik akan lebih mudah bermigrasi ke dalam makanan jika
digunakan berulang kali.
c. Polyvinil chloride (PVC)
Plastik jenis ini berlogo segitiga bernomor 3, sulit di daur ulang, sebaiknya
tidak digunakan sebagai wadah makanan yang mengandung lemak dan
alkohol. PVC biasanya digunakan untuk botol kecap dan plastik pembungkus.
d. Low Density Polyethylene (LDPE)
Plastik ini sebaiknya tidak digunakan kontak langsung dengan makanan.
LDPE berlogo segitiga bernomor 4 dengan ciri, bahan mudah diproses, kuat,
fleksibel, kedap air, tidak jernih tapi tembus cahaya serta melunak pada suhu
70
e.
.
Polypropylene (PP)
Jenis plastik ini berlogo segitiga bernomor 5, merupakan bahan plastik yang
baik untuk kemasan pangan, tempat obat, botol susu dan sedotan. Plastik ini
melunak pada suhu 140 oC, keras tapi fleksibel, transparan dan tahan terhadap
bahan kimia.
Universitas Sumatera Utara
7
f. Polystyrene (PS)
Terdapat dua macam polystyrene, yaitu yang kaku dan lunak atau berbentuk
foam. PS yang kaku biasanya jernih seperti kaca, kaku, getas, mudah
terpengaruh lemak dan pelarut. Plastik ini berlogo segitiga dengan nomor 6,
biasanya digunakan sebagai wadah makanan atau minuman sekali pakai serta
melunak pada suhu 95
.
g. Plastik Lainnya
Digambarkan dengan logo segitiga bernomor 7, bersifat keras, jernih, dan
secara termal sangat stabil, biasanya digunakan untuk peralatan makan bayi,
botol susu dan galon air.
h. Melamin
Melamin biasanya digunakan sebagai peralatan makan seperti cangkir, piring,
sendok dan garpu. Melamin terbuat dari resin (bahan pembuat plastik) dan
formaldehid atau formalin. Kandungan formalin dapat bermigrasi ke dalam
pangan, terutama jika produk pangan dalam keadaan panas, asam dan
mengandung minyak.
2.2. Polietilena Kerapatan Rendah ( Low Density Polyethylene)
Etilena (CH2= CH2) ialah monomer paling sederhana yang akan berpolimerisasi.
Melalui polimerisasi adisi yang diinisiasi radikal bebas pada tekanan tinggi (10003000 atm) dan suhu tinggi (300-500
nCH2 CH2
[
CH2
CH2
), senyawa ini membentuk polietilena:
]n. (Oxtoby et al. 2003). Polietilena merupakan
film yang lunak, transparan dan fleksibel, mempunyai kekuatan benturan serta
kekuatan sobek yang baik. Dengan pemanasan akan menjadi lunak dan mencair
pada suhu 110
. Berdasarkan sifat permeabilitasnya yang rendah serta sifat-sifat
mekaniknya yang baik, polietilen mempunyai ketebalan 0.001 sampai 0.01 inchi,
yang banyak digunakan sebagai pengemas makanan, karena sifatnya yang
termoplastik, polietilen mudah dibuat kantung dengan derajat kerapatan yang baik
(Sacharow & Griffin, 1970).
Polietilena yang terbentuk dengan cara polimerisasi adisi bukanlah rantai
linear yang sempurna sebagaimana tersirat dari persamaannya yang sederhana.
Universitas Sumatera Utara
8
Radikal bebas sering mencabut hidrogen dari bagian tengah rantai dalam sintesis
ini, sehingga polietilenanya sangat bercabang dengan rantai samping hidrokarbon
yang bervariasi panjangnya. Jenis polietilena ini dinamakan polietilena kerapatan
rendah (LDPE) sebab kesulitan dalam mengemas rantai sampingnya yang tak
beraturan ini menyebabkan kerapatannya lebih rendah (
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Plastik
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya selama dua dekade
terakhir, telah meningkatkan jumlah polimer sintetis yang diproduksi di seluruh
dunia setiap tahun (Shimao, 2001). Salah satu polimer sintetik yang sering dikenal
dengan polimer buatan adalah plastik. Istilah plastik, yang sering digunakan oleh
masyarakat awam untuk menyebut sebagian besar bahan polimer, mulai
digunakan pada tahun 1909. Istilah tersebut berasal dari kata “plastikos” yang
berarti mudah dibentuk dan dicetak. Plastik didefenisikan sebagai material
polimer yang dapat dicetak atau dekstruksi menjadi bentuk yang diinginkan dan
yang mengeras setelah didinginkan atau pelarutnya diuapkan. Plastik tidak
dipintal menjadi benang yang molekulnya berjajar, seperti dalam serat, tetapi
dicetak menjadi bentuk berdimensi tiga atau dibentang menjadi film untuk
digunakan sebagai pengemas (Oxtoby et al. 2003).
Plastik merupakan hidrokarbon yang hampir keseluruhan rantainya
tersusun atas atom hidrogen dan karbon. Polimer ini didesain untuk menghambat
keluar masuknya oksigen, sehingga produk ataupun makanan yang tersimpan di
dalamnya terawetkan dari proses biodegradasi alami atau pembusukan (Adam &
Clark, 2009). Plastik tersusun atas padatan organik atau polimer tambahan yang
disebut komponen non-plastik yang berupa senyawa anorganik yang memiliki
berat molekul rendah dan dapat berisi substansi lainnya untuk meningkatkan nilai
ekonomi. Sekitar sepertiga dari material ini digunakan dalam produksi bahan
sekali pakai antara lain pembungkus, tas, dan material pembungkus lainnya, gelas
dan piring untuk makanan cepat saji dan kepentingan pertanian (Bollag et al.
2000, Fadlilah & Shovitri, 2014). Polimer plastik dianggap sebagai salah satu ciri
kemunculan zaman modern yang ditandai dengan kehidupan yang serba praktis
dan nyaman (Lestari et al. 2008).
Universitas Sumatera Utara
5
Menurut Erliza dan Sutedja (1987) plastik dapat dikelompokkan atas dua
tipe, yaitu termoplastik dan termoset. Termoplastik adalah plastik yang dapat
dilunakkan berulangkali dengan menggunakan panas, antara lain polietilen,
polipropilen, polistiren dan polivinilklorida. Sedangkan termoset adalah plastik
yang tidak dapat dilunakkan oleh pemanasan, antara lain phenol formaldehid dan
urea formaldehid.
Material plastik banyak digunakan karena sifatnya praktis, fleksibel,
ringan, tahan air, dan harganya relatif murah serta terjangkau oleh semua kalangan
masyarakat, selain itu plastik mudah diproduksi secara massal. Tetapi di samping
keunggulannya, plastik masih mempunyai sifat kurang menguntungkan. Limbah
plastik dapat mencemari lingkungan karena plastik merupakan bahan yang sulit
terdegradasi. Plastik tidak mudah hancur karena pengaruh lingkungan seperti
cuaca hujan dan panas matahari maupun mikroba yang hidup dalam tanah
(Waryat et al. 2013).
Tabel 1. Daftar Beberapa Plastik yang Paling Penting Serta Sifat-Sifatnya
Nama
Satuan struktural
Polietilena
(
CH2
CH2
Polipropilena
(
CH2
CH)n
Sifat
Contoh Kegunaan
Kerapatan tinggi: keras,
kuat, kaku
Kerapatan rendah :
lembut, lentur, jernih
Wadah cetakan, tutup,
mainan, pipa
Pengemas, kantung
sampah, botol semprot
Lebih kaku dan lebih
keras daripada
polietilena kerapatantinggi, titik leleh lebih
tinggi
Wadah, tutup, karpet,
koper, tali
)n
Tidak mudah terbakar,
tahan bahan kimia
Pipa air, atap, kartu
kredit, piringan hitam.
)n
Getas, mudah terbakar,
tidak tahan bahan kimia,
mudah diproses dan
diwarnai
Mebel, mainan,
pelapis refrigerator,
isolasi
Tahan panas, air, bahan
kimia
Perekat kayu lapis,
penguat serat kaca,
papan rangkaian.
)n
CH3
Polivinil
klorida
(
CH2
CH
Cl
Polistirena
(
CH2
CH
Fenolik
Kopolimer fenolformaldehida
Sumber: Oxtoby et al. 2003
Menurut laporan Direktorat Pengawasan Produk dan Bahan Berbahaya
Badan Pengawasan Obat dan Makanan (2008), untuk mempermudah proses daur
Universitas Sumatera Utara
6
ulang plastik, telah disetujui pemberian kode plastik secara internasional. Kode
tersebut terutama digunakan pada kemasan plastik yang disposable atau sekali
pakai.
a. Polyethylene terephthalate (PET)
Jenis plastik ini berlogo segitiga bernomor 1, biasanya digunakan untuk botol
minuman, botol kecap, sambal, obat dan minyak goreng. Bersifat jernih dan
transparan, kedap gas dan air. Untuk jenis ini, disarankan hanya untuk satu
kali penggunaan dan tidak untuk mewadahi pangan dengan suhu lebih dari
60
.
b. High Density Polyethylene (HDPE)
Jenis plastik ini berlogo segitiga bernomor 2, bersifat keras hingga
semifleksibel, tahan terhadap bahan kimia dan kelembaban, dapat ditembus
gas, mudah diwarnai, dan dibentuk. Plastik jenis ini melunak pada suhu 75
,
biasanya digunakan untuk botol susu, kantong belanja dan tutup plastik.
Disarankan hanya untuk satu kali penggunaan karena dikhawatirkan bahan
penyusun plastik akan lebih mudah bermigrasi ke dalam makanan jika
digunakan berulang kali.
c. Polyvinil chloride (PVC)
Plastik jenis ini berlogo segitiga bernomor 3, sulit di daur ulang, sebaiknya
tidak digunakan sebagai wadah makanan yang mengandung lemak dan
alkohol. PVC biasanya digunakan untuk botol kecap dan plastik pembungkus.
d. Low Density Polyethylene (LDPE)
Plastik ini sebaiknya tidak digunakan kontak langsung dengan makanan.
LDPE berlogo segitiga bernomor 4 dengan ciri, bahan mudah diproses, kuat,
fleksibel, kedap air, tidak jernih tapi tembus cahaya serta melunak pada suhu
70
e.
.
Polypropylene (PP)
Jenis plastik ini berlogo segitiga bernomor 5, merupakan bahan plastik yang
baik untuk kemasan pangan, tempat obat, botol susu dan sedotan. Plastik ini
melunak pada suhu 140 oC, keras tapi fleksibel, transparan dan tahan terhadap
bahan kimia.
Universitas Sumatera Utara
7
f. Polystyrene (PS)
Terdapat dua macam polystyrene, yaitu yang kaku dan lunak atau berbentuk
foam. PS yang kaku biasanya jernih seperti kaca, kaku, getas, mudah
terpengaruh lemak dan pelarut. Plastik ini berlogo segitiga dengan nomor 6,
biasanya digunakan sebagai wadah makanan atau minuman sekali pakai serta
melunak pada suhu 95
.
g. Plastik Lainnya
Digambarkan dengan logo segitiga bernomor 7, bersifat keras, jernih, dan
secara termal sangat stabil, biasanya digunakan untuk peralatan makan bayi,
botol susu dan galon air.
h. Melamin
Melamin biasanya digunakan sebagai peralatan makan seperti cangkir, piring,
sendok dan garpu. Melamin terbuat dari resin (bahan pembuat plastik) dan
formaldehid atau formalin. Kandungan formalin dapat bermigrasi ke dalam
pangan, terutama jika produk pangan dalam keadaan panas, asam dan
mengandung minyak.
2.2. Polietilena Kerapatan Rendah ( Low Density Polyethylene)
Etilena (CH2= CH2) ialah monomer paling sederhana yang akan berpolimerisasi.
Melalui polimerisasi adisi yang diinisiasi radikal bebas pada tekanan tinggi (10003000 atm) dan suhu tinggi (300-500
nCH2 CH2
[
CH2
CH2
), senyawa ini membentuk polietilena:
]n. (Oxtoby et al. 2003). Polietilena merupakan
film yang lunak, transparan dan fleksibel, mempunyai kekuatan benturan serta
kekuatan sobek yang baik. Dengan pemanasan akan menjadi lunak dan mencair
pada suhu 110
. Berdasarkan sifat permeabilitasnya yang rendah serta sifat-sifat
mekaniknya yang baik, polietilen mempunyai ketebalan 0.001 sampai 0.01 inchi,
yang banyak digunakan sebagai pengemas makanan, karena sifatnya yang
termoplastik, polietilen mudah dibuat kantung dengan derajat kerapatan yang baik
(Sacharow & Griffin, 1970).
Polietilena yang terbentuk dengan cara polimerisasi adisi bukanlah rantai
linear yang sempurna sebagaimana tersirat dari persamaannya yang sederhana.
Universitas Sumatera Utara
8
Radikal bebas sering mencabut hidrogen dari bagian tengah rantai dalam sintesis
ini, sehingga polietilenanya sangat bercabang dengan rantai samping hidrokarbon
yang bervariasi panjangnya. Jenis polietilena ini dinamakan polietilena kerapatan
rendah (LDPE) sebab kesulitan dalam mengemas rantai sampingnya yang tak
beraturan ini menyebabkan kerapatannya lebih rendah (