26.11 Mikroplastik dan Nanoplastik dalam Air Minum

26.11.1 Pendahuluan

Mikroplastik dan nanoplastik merupakan salah satu isu paling berkembang dalam bidang toksikologi lingkungan dan kesehatan masyarakat. Selama dua dekade terakhir, berbagai penelitian menunjukkan bahwa partikel plastik berukuran sangat kecil telah terdistribusi secara luas pada air permukaan, air tanah, air laut, air hujan, sedimen, udara, makanan, hingga air minum dalam kemasan maupun air perpipaan. Temuan tersebut menjadikan mikroplastik sebagai kontaminan baru (emerging contaminant) yang mendapat perhatian serius dari komunitas ilmiah, organisasi kesehatan dunia, serta regulator lingkungan (World Health Organization, 2022).

Tidak seperti pencemar konvensional yang dapat terurai secara biologis, plastik memiliki sifat sangat persisten. Proses degradasi akibat sinar ultraviolet, abrasi mekanik, oksidasi, dan aktivitas mikroorganisme hanya memecah plastik menjadi fragmen yang lebih kecil tanpa menghilangkan material polimernya. Akibatnya, plastik berukuran besar berubah menjadi mikroplastik, kemudian menjadi nanoplastik yang semakin sulit dideteksi dan dihilangkan dari lingkungan (UNEP, 2023).

Dari sudut pandang toksikologi air, mikroplastik dan nanoplastik tidak hanya menimbulkan risiko karena keberadaan partikel itu sendiri, tetapi juga karena kemampuannya mengadsorpsi logam berat, pestisida, hidrokarbon aromatik polisiklik (PAHs), senyawa organik persisten (POPs), antibiotik, serta menjadi tempat kolonisasi bakteri patogen yang dikenal sebagai plastisphere (Koelmans et al., 2022).

Nanoplastik memperoleh perhatian yang lebih besar dibandingkan mikroplastik karena ukurannya yang sangat kecil memungkinkan partikel tersebut menembus membran biologis, memasuki aliran darah, menembus plasenta, bahkan mencapai jaringan otak berdasarkan berbagai penelitian eksperimental. Walaupun bukti epidemiologi pada manusia masih berkembang, temuan tersebut menunjukkan bahwa mikroplastik dan terutama nanoplastik berpotensi menjadi faktor risiko kesehatan masyarakat di masa mendatang (EFSA, 2021).

Dalam konteks Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL), mikroplastik dan nanoplastik merupakan tantangan baru karena hingga saat ini belum tersedia baku mutu internasional yang seragam maupun nilai Reference Dose (RfD) yang disepakati secara global. Oleh karena itu, pendekatan penilaian risiko masih berkembang dan menggabungkan data toksikologi, karakterisasi partikel, serta pendekatan kehati-hatian (precautionary principle) (WHO, 2022).

26.11.2 Definisi Mikroplastik dan Nanoplastik

Menurut World Health Organization (2022) dan United Nations Environment Programme (2023):

Mikroplastik (Microplastics) adalah partikel plastik padat yang berukuran 1 µm hingga 5 mm.
Nanoplastik (Nanoplastics) adalah partikel plastik yang berukuran kurang dari 1 µm, bahkan sebagian penelitian menggunakan batas <100 nm.

Berdasarkan asal pembentukannya, mikroplastik dibedakan menjadi dua kelompok.

A. Mikroplastik Primer

Merupakan partikel yang sejak awal diproduksi dalam ukuran kecil.

Contohnya:

mikrobeads kosmetik;
resin industri;
pelet plastik (nurdles);
bahan abrasif industri.

B. Mikroplastik Sekunder

Terbentuk akibat degradasi plastik berukuran besar.

Sumber utamanya meliputi:

botol plastik;
kantong plastik;
jaring perikanan;
kemasan makanan;
serat tekstil sintetis;
ban kendaraan.

Nanoplastik umumnya merupakan hasil degradasi lanjutan dari mikroplastik.

26.11.3 Karakteristik Mikroplastik dan Nanoplastik

Karakteristik partikel menentukan perilaku, transportasi, serta toksisitasnya.

A. Berdasarkan Bentuk

Fragmen (fragment)
Serat (fiber)
Film
Granul (pellet)
Busa (foam)
Bola (beads)

Serat merupakan bentuk yang paling banyak ditemukan pada air minum karena berasal dari pencucian tekstil sintetis.

B. Berdasarkan Jenis Polimer

Polimer yang paling umum dijumpai adalah:

Polyethylene (PE)
Polypropylene (PP)
Polyethylene terephthalate (PET)
Polystyrene (PS)
Polyvinyl chloride (PVC)
Nylon
Polycarbonate (PC)

Masing-masing memiliki densitas, stabilitas, dan potensi pelepasan bahan aditif yang berbeda.

C. Berdasarkan Ukuran

Kategori	Ukuran
Makroplastik	>25 mm
Mesoplastik	5–25 mm
Mikroplastik	1 µm–5 mm
Nanoplastik	<1 µm

Semakin kecil ukuran partikel, semakin besar luas permukaan spesifik dan semakin tinggi potensi interaksinya dengan sel biologis.

26.11.4 Sumber Mikroplastik dan Nanoplastik dalam Air Minum

A. Limbah Domestik

Air limbah rumah tangga merupakan sumber utama mikroplastik, terutama berasal dari:

pencucian pakaian sintetis;
kosmetik;
sabun abrasif;
produk kebersihan.

B. Air Permukaan

Sungai menerima mikroplastik dari:

limbah domestik;
industri;
pertanian;
sampah plastik.

Sungai kemudian menjadi sumber air baku bagi instalasi pengolahan air minum.

C. Air Tanah

Mikroplastik dapat mencapai air tanah melalui:

infiltrasi landfill;
rembesan septic tank;
infiltrasi air permukaan;
retakan geologi.

D. Air Minum Dalam Kemasan (AMDK)

Beberapa penelitian melaporkan keberadaan mikroplastik pada air minum dalam kemasan yang berasal dari:

botol PET;
tutup botol;
proses pengemasan;
abrasi selama distribusi.

E. Atmosfer

Deposisi atmosferik menjadi sumber penting mikroplastik pada wadah penampungan air terbuka, air hujan, reservoir, maupun bak penampungan rumah tangga.

26.11.5 Jalur Pajanan pada Manusia

Paparan mikroplastik terjadi melalui beberapa jalur.

A. Ingesti

Merupakan jalur utama melalui:

air minum;
makanan laut;
garam;
sayuran;
produk pangan lainnya.

B. Inhalasi

Serat mikroplastik di udara dapat terhirup dan masuk ke saluran pernapasan.

C. Kontak Kulit

Kontribusi jalur dermal diperkirakan relatif kecil dibandingkan ingesti dan inhalasi.

26.11.6 Mekanisme Toksisitas Mikroplastik dan Nanoplastik

Risiko kesehatan dipengaruhi oleh ukuran, bentuk, jenis polimer, bahan aditif, serta kontaminan yang melekat pada partikel.

A. Efek Fisik

Partikel dapat menyebabkan:

iritasi jaringan;
inflamasi;
stres mekanik pada sel;
gangguan fungsi membran.

Nanoplastik memiliki kemampuan lebih besar untuk memasuki sel melalui endositosis.

B. Efek Kimia

Mikroplastik mengandung bahan aditif seperti:

Bisphenol A (BPA);
Ftalat;
Flame retardants;
Antioksidan.

Bahan-bahan tersebut dapat terlepas ke lingkungan biologis dan berpotensi mengganggu sistem endokrin, reproduksi, serta metabolisme (EFSA, 2021).

C. Efek sebagai Carrier Kontaminan

Mikroplastik dapat mengadsorpsi:

arsen;
timbal;
kadmium;
merkuri;
pestisida;
PCB;
PAHs.

Akibatnya, mikroplastik berperan sebagai media transport berbagai zat toksik ke dalam tubuh.

D. Efek Oksidatif

Berbagai penelitian menunjukkan bahwa mikroplastik dapat meningkatkan pembentukan Reactive Oxygen Species (ROS) sehingga memicu:

stres oksidatif;
inflamasi kronis;
kerusakan DNA;
apoptosis.

E. Gangguan Mikrobiota

Nanoplastik berpotensi mengubah komposisi mikrobiota usus yang berperan penting dalam metabolisme dan sistem imun.

26.11.7 Mikroplastik dalam Perspektif Toksikologi Air

Mikroplastik merupakan kontaminan multifaktorial, karena toksisitasnya berasal dari beberapa mekanisme sekaligus.

Komponen risiko meliputi:

ukuran partikel;
bentuk partikel;
jenis polimer;
bahan aditif;
kontaminan yang teradsorpsi;
biofilm mikroorganisme.

Berbeda dengan logam berat, hingga saat ini belum tersedia nilai NOAEL, LOAEL, ADI, maupun RfD yang diterima secara internasional untuk mikroplastik dalam air minum. Oleh karena itu, penilaian risiko masih didasarkan pada pendekatan weight of evidence, data toksikologi eksperimental, dan prinsip kehati-hatian (WHO, 2022).

26.11.8 Mikroplastik dalam Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL)

Karena belum terdapat baku mutu numerik yang berlaku secara global, pendekatan ARKL dilakukan secara bertahap.

1. Hazard Identification

Mengidentifikasi:

jenis polimer;
ukuran partikel;
jumlah partikel;
bentuk;
kontaminan yang melekat.

2. Exposure Assessment

Paparan dihitung berdasarkan:

jumlah partikel per liter;
volume konsumsi air;
frekuensi konsumsi;
durasi pajanan.

Pendekatan yang dapat digunakan adalah:

[
Estimated\ Daily\ Intake=\frac{N\times IR}{BW}
]

Keterangan:

N = jumlah partikel per liter (partikel/L);
IR = konsumsi air (L/hari);
BW = berat badan (kg).

Model ini menggambarkan estimasi jumlah partikel yang masuk ke tubuh per satuan berat badan dan masih memerlukan interpretasi bersama data toksikologi terbaru.

3. Dose–Response Assessment

Hingga saat ini belum tersedia kurva dosis–respon yang baku untuk manusia.

Evaluasi masih mengacu pada:

penelitian hewan coba;
kultur sel;
studi in vitro;
pendekatan benchmark dose eksperimental.

4. Risk Characterization

Karakterisasi risiko mempertimbangkan:

ukuran partikel;
kemungkinan translokasi ke organ;
kandungan bahan aditif;
keberadaan logam berat atau pencemar lain yang teradsorpsi;
tingkat ketidakpastian ilmiah.

Pendekatan kehati-hatian (precautionary principle) dianjurkan sampai bukti ilmiah lebih kuat tersedia.

26.11.9 Pemeriksaan Mikroplastik dan Nanoplastik

Tahapan analisis umumnya meliputi:

A. Pengambilan Sampel

Menggunakan prosedur bebas kontaminasi plastik.

B. Preparasi Sampel

filtrasi;
oksidasi bahan organik;
pemisahan densitas.

C. Identifikasi Partikel

Menggunakan:

mikroskop stereo;
mikroskop fluoresensi;
FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy);
Raman Spectroscopy.

D. Analisis Nanoplastik

Teknik yang digunakan antara lain:

Pyrolysis-GC/MS;
Thermal Desorption GC-MS;
Dynamic Light Scattering (DLS);
Nanoparticle Tracking Analysis (NTA);
Electron Microscopy (SEM/TEM).

26.11.10 Strategi Pengendalian

Sumber Mikroplastik	Strategi Pengendalian
Limbah domestik	Pengurangan plastik sekali pakai, peningkatan pengolahan air limbah
Air baku	Perlindungan daerah tangkapan air, pengendalian sampah plastik
Instalasi pengolahan air	Optimasi koagulasi–flokulasi, filtrasi multimedia, ultrafiltrasi, nanofiltrasi, reverse osmosis
Industri	Pengendalian limbah plastik dan penerapan ekonomi sirkular
Rumah tangga	Mengurangi penggunaan plastik sekali pakai, pemeliharaan wadah penyimpanan air, penggunaan filter yang sesuai

Pendekatan pengendalian perlu dilakukan dari hulu hingga hilir dengan mengintegrasikan kebijakan pengurangan sampah plastik, peningkatan pengelolaan limbah, dan inovasi teknologi pengolahan air.

26.11.11 Studi Kasus

Suatu instalasi pengolahan air minum yang menggunakan sumber air sungai melakukan pemantauan terhadap mikroplastik menggunakan metode mikro-FTIR. Hasil analisis menunjukkan dominasi serat polyester dan fragmen polyethylene (PE) dengan ukuran 20–500 µm. Kajian lebih lanjut mengindikasikan bahwa sebagian partikel membawa jejak logam berat seperti timbal dan kadmium yang teradsorpsi pada permukaannya. Dalam kerangka ARKL, mikroplastik diperlakukan sebagai media pembawa kontaminan, sehingga evaluasi tidak hanya mempertimbangkan jumlah partikel, tetapi juga komposisi polimer, ukuran, bentuk, dan kontaminan yang melekat. Optimalisasi proses koagulasi–flokulasi, filtrasi pasir cepat, serta pemasangan membran ultrafiltrasi berhasil menurunkan jumlah partikel mikroplastik secara signifikan pada air hasil olahan. Program pengurangan sampah plastik di daerah tangkapan air juga dilakukan sebagai bagian dari pengendalian di sumber pencemar.

26.11.12 Kesimpulan

Mikroplastik dan nanoplastik merupakan kontaminan baru (emerging contaminants) yang semakin banyak ditemukan pada air minum dan menjadi perhatian penting dalam toksikologi air. Risiko kesehatan tidak hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel, tetapi juga ukuran, bentuk, jenis polimer, bahan aditif, serta kontaminan yang teradsorpsi pada permukaannya. Nanoplastik memiliki perhatian khusus karena kemampuannya menembus membran biologis dan mencapai berbagai organ. Dalam pendekatan Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL), penilaian risiko masih menghadapi ketidakpastian akibat belum tersedianya baku mutu dan nilai toksikologi yang disepakati secara internasional. Oleh karena itu, pendekatan kehati-hatian, pemantauan berkala, pengembangan metode analisis yang lebih sensitif, serta pengendalian pencemaran plastik dari sumbernya menjadi strategi utama untuk melindungi kualitas air minum dan kesehatan masyarakat.

Daftar Pustaka

American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), & Water Environment Federation (WEF). (2017). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (23rd ed.). Washington, DC.
European Food Safety Authority (EFSA). (2021). Presence of Microplastics and Nanoplastics in Food, with Particular Focus on Seafood. Parma: EFSA.
Koelmans, A. A., Gouin, T., Thompson, R., Wallace, N., & Arthur, C. (2022). Microplastics in Freshwater and Drinking Water: Critical Review and Assessment of Data Quality. Elsevier.
United Nations Environment Programme (UNEP). (2023). Turning off the Tap: How the World Can End Plastic Pollution and Create a Circular Economy. Nairobi: UNEP.
World Health Organization (WHO). (2022). Guidelines for Drinking-water Quality: Fourth Edition Incorporating the First and Second Addenda. Geneva: World Health Organization.
World Health Organization (WHO). (2022). Microplastics in Drinking-water: Evidence Review and Recommendations for Research. Geneva: World Health Organization.

Mikro -Nanoplastik