Hawaii menghadapi masalah sampah plastik yang semakin meningkat. Daur ulang di pulau-pulau itu mahal dan sulit, dan sejumlah besar sampah laut terus terdampar di pantai atau tertinggal di perairan sekitarnya. Kini, para peneliti sedang menjajaki solusi inovatif dengan mengubah jaring ikan yang dibuang dan sampah plastik rumah tangga menjadi aspal untuk jalan raya. Hasil awal menunjukkan bahwa pendekatan ini dapat memberikan tujuan baru yang praktis bagi plastik yang mungkin berakhir di tempat pembuangan sampah atau laut.
Jeremy Axworthy, peneliti di Pusat Penelitian Sampah Laut (CMDR) Universitas Hawai’i Pacific, mempresentasikan temuannya pada Pertemuan Musim Semi American Chemical Society (ACS).
“Pekerjaan ini bertujuan untuk menentukan apakah penggunaan plastik daur ulang di jalan-jalan Hawaii bertanggung jawab,” kata Axworthy. “Dengan menggunakan kembali sampah plastik yang sudah ada di Hawaii, kita dapat mengurangi dampak lingkungan dan ekonomi dari pengangkutan sampah plastik dari pulau-pulau tersebut, membakarnya atau membuangnya ke tempat pembuangan sampah yang melimpah di Hawaii.”
Mengapa Hawaii menguji jalan plastik daur ulang
Pada tahun 2020, sebagian besar jalan Hawaii terbuat dari aspal yang dimodifikasi polimer (PMA), yang dirancang untuk meningkatkan kekuatan dan daya tahan. Dibandingkan dengan aspal konvensional, PMA lebih fleksibel dan lebih tahan terhadap retak, alur, dan kerusakan air, sehingga cocok untuk iklim tropis Hawaii.
Untuk membuat PMA, pelet styrene-butadiene-styrene (SBS; sejenis kopolimer) dilebur menjadi pengikat aspal berbahan dasar minyak bumi yang lengket. Bahan pengikat ini kemudian dicampur dengan agregat yang dipanaskan (batuan dan pasir), melapisi material sebelum dijadikan lantai.
Para peneliti bertanya-tanya apakah sebagian polimer murni dapat diganti dengan plastik bekas. Mereka juga ingin mengetahui apakah jalan yang dibangun dengan plastik daur ulang akan berfungsi dengan baik dan apakah jalan tersebut dapat melepaskan mikroplastik atau bahan kimia lainnya ke lingkungan. Pertanyaan-pertanyaan ini mendorong Departemen Transportasi Hawaii (HDOT) untuk bermitra dengan ahli kimia lingkungan Jennifer Lynch, direktur CMDR dan pemimpin tim peneliti.
Daur Ulang Jaring Ikan Aspal
HDOT meminta tim Lynch untuk menangani dua tugas utama. Yang pertama adalah menyediakan jaring ikan bekas yang dikumpulkan dari perairan Hawaii untuk digunakan dalam percobaan aspal plastik daur ulang.
“Alat penangkapan ikan yang terbuat dari plastik asing yang terbengkalai merupakan penyumbang terbesar masalah sampah laut di Hawaii,” kata Lynch. “Sampai saat ini, Project Bounty dari CMDR, yang memberikan imbalan finansial kepada nelayan komersial berlisensi atas pembuangan sampah laut, telah memindahkan 84 ton alat penangkapan ikan besar yang terlantar dari Samudera Pasifik.”
Tujuan kedua adalah untuk menentukan apakah perkerasan yang terbuat dari plastik daur ulang melepaskan lebih banyak mikroplastik dibandingkan aspal standar yang dimodifikasi SBS.
“Laboratorium CMDR dilengkapi dengan instrumentasi kimia canggih untuk mengukur dan mengkarakterisasi mikroplastik dalam sampel lingkungan,” kata Lynch. “Kemampuan ini sangat unik dan berdampak, terutama jika digabungkan dengan proyek pembuangan sampah laut dan misi kami untuk mendaur ulang sampah menjadi produk infrastruktur jangka panjang yang dibutuhkan masyarakat setempat.” »
Setelah sebuah perusahaan AS mengubah plastik bekas menjadi bahan yang cocok untuk produksi aspal, HDOT membawa proyek tersebut ke dunia nyata. Sebuah perusahaan pengerasan jalan lokal melapisi kembali bagian-bagian jalan perumahan di Oahu menggunakan tiga campuran aspal yang berbeda: satu dengan SBS standar, satu mengandung polietilen daur ulang dari program daur ulang perumahan Honolulu, dan satu lagi terbuat dari polietilen yang diperoleh dari jaring ikan yang dibuang.
Sekitar 11 bulan kemudian, tim Lynch kembali mengumpulkan debu jalan dari setiap bagian sehingga mereka dapat mengukur mikroplastik yang dilepaskan ke lingkungan.
Mengukur ekskresi mikroplastik
Para ilmuwan memisahkan berbagai jenis polimer dari debu jalan, termasuk mikroplastik, pecahan plastik yang lebih besar, dan karet ban. Mereka kemudian menggunakan kromatografi gas pirolisis-spektrometri massa (Py-GC-MS) untuk menentukan asal bahan tersebut. Analisis tersebut mengidentifikasi stirena dan butadiena dari PMA standar, polietilen dari plastik daur ulang dan penutup jaring ikan, serta karet isoprena dan butadiena dari ban kendaraan.
Temuan awal menunjukkan bahwa pelapis yang mengandung polietilen daur ulang tidak melepaskan lebih banyak polimer dibandingkan pelapis SBS konvensional. Pola yang sama muncul dalam uji kinerja laboratorium dan simulasi air hujan yang dikumpulkan dari ruas jalan percobaan.
Meskipun para peneliti mendeteksi partikel berukuran mikroplastik, hanya sejumlah kecil yang teridentifikasi sebagai polietilen, terlepas dari jenis jalan asalnya. Para peneliti meyakini hal ini terjadi karena plastik bercampur dengan bahan pengikat aspal. Seiring berjalannya waktu, partikel-partikel yang terkelupas terbuat dari batu, bahan pengikat aspal, dan polimer, bukan plastik itu sendiri.
Tim juga membandingkan pelepasan polimer dari jalan raya dengan jumlah ban yang ditemukan dalam debu jalan raya.
“Dalam data awal Py-GC-MS kami,” Lynch melanjutkan, “kami melihat keausan ban melebihi sinyal polietilen hingga beberapa kali lipat, seperti lonjakan raksasa! Kami harus menggali seluk-beluk kromatogram untuk menemukan tanda-tanda polietilen.”
Kemungkinan masa depan baru bagi sampah plastik
Pengujian tambahan masih diperlukan untuk menilai ketahanan jangka panjang dari jalan plastik daur ulang ini. Meskipun demikian, para peneliti yakin pendekatan ini berpotensi mengurangi sampah TPA dan sampah laut di Hawaii.
“Beberapa orang menganggap daur ulang plastik adalah tipuan, tidak berhasil, dan terlalu sulit,” Lynch berbagi. “Tetapi penelitian ini menunjukkan bahwa daur ulang dapat berhasil jika masyarakat memprioritaskan keberlanjutan.”
Penelitian ini didanai oleh Departemen Transportasi Hawaii.
Pertemuan
MEA Musim Semi 2026
Judul
Memanen Plastik Laut untuk Membuat Jalan di Hawaii: Menilai Pelepasan Mikroplastik dan Bahan Aditif Plastik dari Aspal yang Memasukkan Plastik Daur Ulang dari Berbagai Aliran Sampah
Abstrak
Aspal modifikasi polimer (PMA) digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan daya tahan jalan. Di Hawaii, PMA biasanya diproduksi dari kopolimer stirena-butadiena-stirena (SBS) perawan. Plastik daur ulang, seperti polietilen densitas tinggi (HDPE), juga dapat ditambahkan ke aspal untuk menyerap sampah plastik. Di Negara Bagian Hawaii, alat penangkapan ikan terlantar (derelict fishing gear/DFG) merupakan masalah yang signifikan, namun juga merupakan sumber HDPE yang dapat digunakan untuk daur ulang. Namun, kinerja aspal dan konsekuensi penambahan polimer daur ulang pada aspal belum dipahami dengan baik. Bekerja sama dengan Departemen Transportasi Hawaii (HDOT) dan Universitas Hawaii (UH), Pusat Penelitian Sampah Laut (CMDR) sedang menguji kelayakan penggunaan HDPE daur ulang pada aspal dengan mengukur mikroplastik dan bahan tambahan plastik yang dilepaskan dari jalan beraspal yang terbuat dari berbagai kombinasi polimer murni dan polimer daur ulang. Kombinasi aspal spesifik yang diuji adalah: SBS (Control-PMA), DFG dengan dan tanpa SBS (DFG-PMA dan DFG-neat), HDPE daur ulang sampah lokal dengan dan tanpa SBS (LW-PMA dan LW-neat), dan HDPE daur ulang pasca-industri yang tersedia secara komersial dengan dan tanpa SBS (CA-PMA dan CA-neat). Pelepasan mikroplastik dan bahan tambahan plastik dalam kondisi laboratorium dilakukan menggunakan Hamburg Wheel Tracker Test (HWTT) dengan analisis sampel air. Uji lapangan dilakukan di jalan perumahan di pulau Oahu, Hawaii. Debu jalan disapu dan dianalisis mikroplastiknya dengan analisis langsung dan ekstraksi pelarut untuk memisahkan plastik terikat dari aspal dan bahan tambahan plastik dengan ekstraksi air. Sampel mikroplastik menggunakan spektrometri massa kromatografi gas pirolisis untuk analisis. Aditif plastik diekstraksi fase padat dengan analisis spektrometri massa kromatografi gas. Hasil yang diperoleh dengan menggunakan metode analisis baru ini memberikan wawasan tentang penggunaan plastik daur ulang versus plastik murni di jalan raya. Selain itu, hasil penelitian ini dapat memberikan kemungkinan akhir hidup sampah plastik di laut, sehingga lautan menjadi lebih bersih dan sehat.
