ABSTRAK
Dalam studi tanah, definisi mikroplastik saat ini sebagai partikel <5 mm diadopsi langsung dari penelitian kelautan. Menurut pendapat kami, definisi ukuran yang lebih tepat dan berbeda diperlukan untuk memfokuskan studi pada tantangan spesifik yang disebabkan plastik bagi ekosistem tanah. Karena fungsi tanah yang relevan seperti retensi dan penyediaan air, karbon, dan nutrisi sebagian besar dikendalikan oleh struktur tanah, biota, dan proses kimia yang dominan muncul dalam skala mikro hingga nano, kami sarankan untuk mengadaptasi rentang ukuran plastik ke skala proses masing-masing dalam studi ekosistem tanah. Lebih jauh lagi, kami berharap bahwa partikel yang lebih besar tidak akan dimasukkan ke dalam tanah sampai mencapai ambang ukuran yang sesuai dengan struktur tanah (<1000 µm, tergantung pada sifat tanah). Mendefinisikan ulang ukuran plastik sesuai dengan proses tanah dan Sistem Satuan Internasional (SI) harus diterapkan untuk memfokuskan penelitian. Definisi terpadu mikroplastik (1–1000 µm) dan nanoplastik (1–1000 nm) akan menetapkan standar untuk lebih memungkinkan menghubungkan ukuran plastik di seluruh disiplin penelitian.
1 Pendapat
Kekhawatiran awal dan popularisasi istilah “mikroplastik” berasal dari penelitian laut dan kelautan; namun, sekarang ada peningkatan fokus pada tanah sebagai akumulator potensial polusi plastik. Akibatnya, transisi penelitian mikroplastik dari laut ke darat telah membawa praktik yang tidak berhubungan dengan pertanyaan penelitian khusus tanah, dan definisi mikroplastik yang diterima saat ini (<5 mm) menyesatkan ketika merancang studi yang mengevaluasi efek pada kehidupan dan proses tanah. Bahkan penyebutan pertama “mikroplastik” pada tahun 2004 mengacu pada serat berdiameter ≈20 µm (Thompson et al., 2004 ), yang jauh lebih kecil dari definisi luas saat ini. Definisi ukuran saat ini berasal dari proses pertama National Ocean and Atmospheric Association, yang bertujuan untuk memilih definisi ukuran terpadu dari serpihan “mikroplastik” dan memberikan solusi praktis untuk memasukkan ukuran mata jaring laut yang lebih besar (Arthur et al., 2009 ). Proses ini sendiri menyarankan pendefinisian ulang fragmen polimer mikroskopis dengan kemajuan ilmiah di masa mendatang, yang kini dibutuhkan, karena definisi saat ini berada di luar cakupan penelitian tanah. Di sini, kami bertujuan untuk meningkatkan definisi ukuran partikel plastik yang relevan secara lingkungan yang berpotensi membahayakan kualitas tanah dan menyarankan pengklasifikasian ulang ukuran plastik yang digunakan dalam penelitian tanah.
Penelitian plastik di tanah difokuskan pada dampaknya terhadap biota, serta proses fisik dan kimia (Pérez-Reverón, et al., 2023 ). Sebelum memasuki tanah, plastik harus masuk ke dalam sistem pori tanah atau dimasukkan dengan mencampur hewan (Gambar 1 ; kisaran makroplastik). Ini menjelaskan mengapa para peneliti tidak menemukan konsentrasi besar plastik skala milimeter di tanah (Jia et al., 2024 ). Karena sebagian besar partikel dan fungsi tanah terjadi di bawah 1 mm, definisi yang lebih besar yang mencakup mikroplastik hingga 5 mm tidak tepat untuk sebagian besar studi tanah. Agar partikel plastik memengaruhi biota tanah, partikel tersebut harus berada dalam kisaran ukuran yang mampu berinteraksi dengan organisme terkait atau lingkungannya. Hanya untuk makrofauna, seperti cacing tanah, partikel berukuran 5 mm dapat menyebabkan cedera fisik. Kesehatan organisme kemungkinan besar dipengaruhi oleh plastik pada skala mikrometer hingga nanometer, di mana perilaku penyerapan dan penyerapan ke dalam sel terjadi (Arthur et al., 2009 ; Pérez-Reverón, et al., 2023 ). Oleh karena itu, disarankan untuk menyesuaikan skala percobaan pada fauna tanah dengan kisaran ukuran plastik yang relevan (Gambar 1 ).
Penelitian tentang kualitas tanah melibatkan proses-proses tanah yang terjadi di bawah skala milimeter, seperti retensi air, agregasi tanah, interaksi kimia antara bahan organik dan anorganik, interaksi polutan, dan proses mikroba (Totsche et al., 2018 ). Dalam skala mikrometer, penggabungan plastik ke dalam biopori, ruang pori lainnya, dan agregat tanah yang stabil kemungkinan besar terjadi terlebih dahulu (Gambar 1 ; kisaran mikroplastik biru) (Totsche et al., 2018 ). Kemudian, degradasi fisikokimia dan perubahan biologis menghasilkan nanoplastik yang ditransformasikan dengan karakteristik permukaan yang sebagian besar tidak diketahui, transportasi, akumulasi, dan implikasi untuk interaksi kompleks di dalam tanah (Gambar 1 ; kisaran nanoplastik merah), misalnya, penyerapan ke dalam sel tanaman (Pérez-Reverón, et al., 2023 ). Oleh karena itu, mendefinisikan dan menggunakan plastik dalam rentang ukuran yang terlalu luas dapat salah menggambarkan efeknya dan mengurangi ketahanan tinjauan dan data yang dikompilasi.
Meskipun penting untuk mempertimbangkan masukan “makroplastik,” ini tidak akan bergabung dan berinteraksi dalam sistem tanah sampai terdegradasi menjadi mikroplastik dan nanoplastik (Jia et al., 2024 ; Pérez-Reverón, et al., 2023 ). Pendekatan yang lebih efisien untuk penelitian plastik dalam ilmu tanah adalah dengan mengadopsi definisi ukuran yang sudah ditetapkan untuk memahami proses dan fungsi tanah (Gambar 1 ). Semua proses yang terkait dengan pembentukan tanah melibatkan pembentukan dan reaksi dengan partikel <2 mm (Totsche et al., 2018 ). Definisi ukuran yang umum dalam penelitian tanah dari partikel mineral (pasir, lanau, dan lempung) dan aspek fisik (agregasi tanah dan ukuran pori) memanfaatkan Sistem Satuan Internasional (SI) yang mapan dan dapat langsung digunakan untuk mendefinisikan plastik dalam tanah. Klasifikasi standar plastik berdasarkan panjang diameter partikel dapat menyatukan berbagai bidang yang mempelajari “makroplastik” (>1 mm, >10 −3 m), “mikroplastik” pada skala mikrometer (1–1000 µm, 10 −3 –10 −6 m), dan “nanoplastik” pada skala nanometer (1–1000 nm, 10 −6 –10 −9 m). Dalam praktiknya, definisi ukuran plastik akan menjadi panjang minimum partikel plastik yang dapat dengan bebas melewati saringan atau kasa yang ditentukan, yang berarti bahwa jika serat lebih panjang daripada lebarnya, serat akan diklasifikasikan berdasarkan lebarnya dan bukan panjangnya. Oleh karena itu, untuk tanah, klasifikasi ukuran plastik akan tetap menjadi dimensi terkecil yang memungkinkan partikel plastik untuk melewati saringan karena bentuknya yang lonjong dan tidak seragam.
Saat plastik diangkut dan terakumulasi di udara, air, dan tanah, plastik tersebut terfragmentasi dan terfraksinasi menjadi ukuran yang lebih kecil, yang menghasilkan campuran dan efek kompleks yang belum diketahui di semua kompartemen lingkungan. Dengan definisi ini, kami ingin mendukung dua tujuan utama penelitian plastik dalam ilmu tanah: untuk menghubungkan ukuran plastik dengan proses dan fungsi tanah yang relevan dengan kualitas tanah dan untuk memungkinkan menjembatani kesenjangan antara disiplin penelitian seperti hidrologi dan ilmu atmosfer. Ketika penelitian ditinjau secara komprehensif, definisi ukuran mikroplastik perlu disatukan agar tidak secara keliru menghubungkan penelitian di mana mikroplastik eksperimental berbeda dalam besaran ukuran. Di sini kami mendefinisikan mikroplastik (1–1000 µm) sebagai yang paling relevan untuk fungsi tanah seperti stabilisasi fisik tanah (agregasi), air, karbon, dan retensi nutrisi; dan nanoplastik (1–1000 nm) sebagai yang paling relevan untuk proses tanah, seperti interaksi bahan organik dan anorganik, termasuk polutan dan efek toksik. Untuk biota tanah, ukuran partikel plastik yang relevan adalah yang berinteraksi secara langsung atau tidak langsung dengan masing-masing biota yang dimaksud. Untuk makroplastik berukuran lebih besar (>1 mm), pengangkutan dari tanah lebih mungkin terjadi daripada penggabungan hingga proses tanah tertentu terpenuhi (Jia et al., 2024 ). Oleh karena itu, pemfokusan ulang dan pendefinisian ulang mikroplastik dan nanoplastik ini akan menekankan dampak pada rentang ukuran kehidupan dan proses tanah yang relevan secara lingkungan.
