Pengaruh kombinasi antara fotodegradasi dan H2O2 terhadap karakteristik mikroplastik dari limbah disposable face mask

https://doi.org/10.22146/jrekpros.76141

Feerzet Achmad(1*), Devita Amelia(2), Arie Sabdi Sembiring(3), Novia Putri Ananda(4), Melbi Mahardika(5)

(1) Program Studi Teknik Kimia, Jurusan Teknik Proses & Hayati, Institut Teknologi Sumatera, Jl. Terusan Ryacudu, Way Huwi, Kec. Jati Agung, Kabupaten Lampung Selatan, Lampung 35365
(2) Program Studi Teknik Kimia, Jurusan Teknik Proses & Hayati, Institut Teknologi Sumatera, Jl. Terusan Ryacudu, Way Huwi, Kec. Jati Agung, Kabupaten Lampung Selatan, Lampung 35365
(3) Program Studi Teknik Kimia, Jurusan Teknik Proses & Hayati, Institut Teknologi Sumatera, Jl. Terusan Ryacudu, Way Huwi, Kec. Jati Agung, Kabupaten Lampung Selatan, Lampung 35365
(4) Program Studi Teknik Kimia, Jurusan Teknik Proses & Hayati, Institut Teknologi Sumatera, Jl. Terusan Ryacudu, Way Huwi, Kec. Jati Agung, Kabupaten Lampung Selatan, Lampung 35365
(5) Pusat Riset Biomassa dan Bioproduk. Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Bogor 16911
(*) Corresponding Author

Abstract


Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh lama iradiasi sinar UV dan penambahan H2O2 terhadap karakteristik mikroplastik limbah disposable face mask (DFM). DFM atau masker sekali pakai terbuat dari bahan polipropilen memiliki sifat hidrofobik yang tinggi sehingga proses degradasi tidak dapat berlangsung secara maksimal. Fotodegradasi UV dan penambahan H2O2 merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk memodifikasi struktur kimia dari mikroplasatik dengan membentuk gugus fungsi aktif seperti gugus karbonil dan gugus hidroksil. Fotodegradasi sinar UV dilakukan dengan memvariasikan lama waktu iradiasi sinar UV yaitu 24; 36; 48; 60; 72 jam untuk sampel tanpa dan dengan penambahan H2O2 1% v/v. Hasil proses fotodegradasi dikarakterisasi berdasarkan kandungan dari sampel, yaitu perubahan struktur kimia yang dianalisa menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR), perubahan morfologi permukaan mikroplastik dianalisa menggunakan mikroskop binokuler dan persentase penurunan berat mikroplastik dianalisa menggunakan metode gravimetri. Penelitian ini didapatkan hasil terbaik fotodegradasi tanpa H2O2 terjadi pada waktu 36 jam dan hasil terbaik fotodegradasi dengan kombinasi penambahan H2O2 terjadi pada waktu 60 jam berdasarkan penurunan persen transmitansi terbesar gugus karbonil (C=O) yang dianalisis menggunakan FTIR sehingga terjadi penurunan hidrofobisitas pada DFM walaupun tidak siginifikan. Penambahan H2O2 1% v/v tidak memberikan pengaruh signifikan terhadap perubahan karakteristik sampel yang difotodegradasi yang dibuktikan dengan hasil analisis FTIR, perubahan struktur permukaan sampel DFM dan berat yang hilang dari sampel DFM setelah proses fotodegradasi. Berat yang hilang dari sampel setelah proses fotodegradasi sebesar 0,43% tanpa penambahan H2O2 dan 0,29% dengan penambahan H2O2 dengan waktu iradiasi selama 72 jam(α < 1%).


Keywords


disposable face mask, fotodegradasi, H2O2, mikroplastik, sinar UV

Full Text:

PDF


References

Ao X, Liu W. 2017. Degradation of sulfamethoxazole by medium pressure UV and oxidants: Peroxymonosulfate, persulfate, and hydrogen peroxide. Chemical Engineering Journal. 313(October):629–637. doi:10.1016/j.cej.2016.12. 089.

Auta HS, Emenike CU, Fauziah SH. 2017. Screening of Bacillus strains isolated from mangrove ecosystems in Peninsular Malaysia for microplastic degradation. Environmental Pollution. 231:1552–1559. doi:10.1016/j.envpol.2017.09.043.

Cai L, Wang J, Peng J, Wu Z, Tan X. 2018. Observation of the degradation of three types of plastic pellets exposed to UV irradiation in three different environments. Science of the Total Environment. 628-629:740–747. doi:10.1016/j.sc itotenv.2018.02.079.

Du H, Xie Y, Wang J. 2021. Microplastic degradation methods and corresponding degradation mechanism: Research status and future perspectives. Journal of Hazardous Materials. 418(June):126377. doi:10.1016/j.jhazmat.2021.1 26377.

Fachrul MF, Rinanti A. 2018. Bioremediasi pencemar mikroplastik di ekosistim perairan menggunakan bakteri indigenous (bioremediation of microplastic pollutant in aquatic ecosystem by indigenous bacteria). Seminar Nasional Kota Berkelanjutan. 1(1):302. doi:10.25105/psnkb.v1i1.2910.

Gregory MR. 1996. Plastic scrubbers’ in hand cleansers: A further (and minor) source for marine pollution identified. Marine Pollution Bulletin. 32(12):867–871. doi:10.1016/S0 025-326X(96)00047-1.

Manangan T, Shawaphun S, Wacharawichanant S. 2010. Acetophenone and benzophenone derivatives as catalysts in photodegradation of PE and PP films. Advanced Materials Research. 93-94:284–287. doi:10.4028/www.scientif ic.net/AMR.93-94.284.

Permatasari DR, Radityaningrum AD. 2020. Kajian Keberadaan Mikroplastik Di Wilayah Perairan : Review. Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan VIII:499–506. http://ejurnal.itats.ac.id/sntekpan/article/view/1279.

Rajakumar K, Sarasvathy V, Thamarai Chelvan A, Chitra R, Vijayakumar CT. 2009. Natural Weathering Studies of Polypropylene. Journal of Polymers and the Environment. 17(3):191–202. doi:10.1007/s10924-009-0138-7.

Salikhov RB, Bazunova MV, Salikhov TR, Bazunova AA, Zakharov VP. 2020. Study of the effect of photooxidative processes on the surface morphology and physico-mechanical characteristics of biodegradable materials based on secondary polypropylene and chalk additives. Letters on Materials. 10(3):288–293. doi:10.22226/2410-3535-2020-3-288-293.

Saviello D, Andena L, Gastaldi D, Toniolo L, Goidanich S. 2018. Multi-analytical approach for the morphological, molecular, and mechanical characterization after photooxidation of polymers used in artworks. Journal of Applied Polymer Science. 135(17):1–32. doi:10.1002/app.46194.

Sepperumal U, Markandan M. 2014. Growth of Actinomycetes and Pseudomonas sp ., biofilms on abiotically pretreated polypropylene surface. 3(2):6–17. https://www.scho larsresearchlibrary.com/articles/growth-of-actinomyc etes-and-pseudomonas-sp-biofilms-on-abiotically-pr etreated-polypropylene-surface.pdf.

Singh B, Sharma N. 2008. Mechanistic implications of plastic degradation. Polymer Degradation and Stability. 93(3):561–584. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2007.11.008.

Tang L, Wu Q, Qu B. 2005. The effects of chemical structure and synthesis method on photodegradation of polypropylene. Journal of Applied Polymer Science. 95(2):270– 279. doi:10.1002/app.21272.

Zhang K, Hamidian AH, Tubić A, Zhang Y, Fang JK, Wu C, Lam PK. 2021. Understanding plastic degradation and microplastic formation in the environment: A review. Environmental Pollution. 274. doi:10.1016/j.envpol.2021.116554.

Zhu K, Jia H, Sun Y, Dai Y, Zhang C, Guo X, Wang T, Zhu L. 2020a. Long-term phototransformation of microplastics under simulated sunlight irradiation in aquatic environments: Roles of reactive oxygen species. Water Research. 173:115564. doi:10.1016/j.watres.2020.115564.

Zhu L, Zhao S, Bittar TB, Stubbins A, Li D. 2020b. Photochemical dissolution of buoyant microplastics to dissolved organic carbon: Rates and microbial impacts. Journal of Hazardous Materials. 383(July 2019):121065. doi:10.1016/j.jhazmat.2019.121065.



DOI: https://doi.org/10.22146/jrekpros.76141

Article Metrics

Abstract views : 3185 | views : 2128

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Bookmark and Share


Copyright (c) 2022 The authors

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.