Abstrak—Pencemaran  plastik  di  badan  air  telah  menjadi  fokus permasalahan  lingkungan  global.  Plastik  yang  berukuran  lebih besar dapat terdegradasi menjadi mikroplastik (MP). Keberadaan  MP  di  perairan  dapat  mengganggu  kehidupan ekosistem dan kehidupan biota air. Salah satu plastik yang paling banyak  ditemukan  di  perairan  adalah  LDPE.  Plastik  LDPE merupakan  poliolefin  yang  paling  rentan  terhadap  degradasi. Kerentanan LDPE tersebut mengakibatkan lebih cepatnya proses fragmentasi  sehingga  terbentuk  MP  dalam  jumlah  yang  lebih banyak. Plastik di badan air dapat mengalami degradasi melalui fotodegradasi dan degradasi fisik-mekanik. Mekanisme fotodegradasi  mampu  menginisiasi  terjadinya  fragmentasi plastik. Fragmentasi  plastik di perairan dapat didukung dengan adanya  degradasi  mekanik  akibat  kecepatan  aliran  air.  Tujuan penulisan  artikel  ini  adalah  untuk  mengkaji  mekanisme fragmentasi LDPE akibat radiasi sinar UV dan kecepatan aliran air. Artikel ini disusun dengan mengumpulkan berbagai sumber pustaka  mengenai  fragmentasi  plastik  akibat  radiasi  UV  dan kecepatan aliran air. Sumber pustaka yang digunakan berupa text book, jurnal ilmiah, tugas akhir, tesis, dan disertasi. Fotodegradasi LDPE pada kondisi lingkungan yang berbeda dalam kurun waktu kurang  lebih  90  hari  dapat  mengakibatkan  terjadinya fragmentasi.  Fragmentasi  dapat  diamati  dari  perubahan mekanik, fisik, dan kimia. Fotodegradasi dapat menurunkan nilai kekuatan  tensil  dan  meningkatkan  nilai  modulus  Young  pada LDPE  sehingga  mengakibatkan  munculnya  retakan  pada permukaan.  Fotodegradasi  lebih  lanjut  dapat  merusak  ikatan kimia  dalam  plastik.  Perubahan  tersebut  menunjukkan  adanya penurunan kualitas LDPE. Kombinasi radiasi UV dan kecepatan aliran  air  mengakibatkan  fragmentasi  yang  lebih  besar  pada LDPE. Kecepatan aliran air pada kondisi turbulen menghasilkan jumlah  fragmen  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  pada  kondisi stagnan. Keberadaan pasir di dalam air juga mempercepat proses fragmentasi akibat adanya gesekan langsung dengan LDPE.
Kata  Kunci—Fragmentasi,  kecepatan  aliran,  LDPE,  Plastik, Radiasi UV.

## I. PENDAHULUAN
LASTIK bersifat persisten di lingkungan karena stabilitas dan  daya  tahannya  [1].  Indonesia  menjadi  penyumbang sampah plastik ke  laut  terbesar  kedua di  dunia  setelah  China. Estimasi  jumlah  sampah  plastik  yang  dibuang  mencapai  3,21 juta  ton/tahun  [2].  Sungai  merupakan  jalur  utama  masuknya sampah plastik ke laut [3]. Plastik yang berukuran lebih besar dapat terdegradasi menjadi mikroplastik (MP) dan dapat masuk ke  dalam  tubuh  biota  air  melalui  rantai  makanan.  MP mengandung berbagai bahan kimia seperti zat aditif yang dapat terakumulasi  dalam  tubuh  organisme  sehingga  berisiko
menimbulkan gangguan fungsi organ [4]. MP dapat terbentuk secara primer maupun sekunder. MP primer adalah plastik yang sengaja  diproduksi  dalam  bentuk  mikro,  seperti  microbeads pada produk perawatan kulit, medis, maupun tekstil. Sedangkan MP  sekunder  merupakan  pecahan,  bagian,  atau  hasil fragmentasi  dari  plastik  yang  lebih  besar  [5].  Eriksen et  al. menyatakan  bahwa  sebagian  besar  MP  yang  ditemukan  di lingkungan  adalah  MP  sekunder  [6].  Ketika  MP  lepas  ke lingkungan,  ada  kemungkinan  terjadinya  penguraian  MP menjadi nanoplastik yang mungkin memiliki risiko lebih tinggi terhadap lingkungan karena ukurannya.
Beberapa  sungai  di  dunia  telah  tercemar  oleh  MP. Kelimpahan MP  di  permukaan  Sungai  Tame,  Sungai  Ottawa, dan Sungai Beijing berturut-turut mencapai 16,5; 22; dan 17,8- 54,4  partikel/100  gram  [7].  Jenis  sampah  plastik  yang  paling sering  ditemukan  di  perairan  adalah low  density  polyethylene (LDPE)  yakni  sebesar  20,6%  [8].  Pencemaran  MP  di  Kali Surabaya didominasi oleh jenis LDPE yaitu sebesar 44-68% di permukaan [9]. Hal ini terjadi karena LDPE adalah jenis plastik yang  banyak  digunakan,  harganya  ekonomis,  dan  mudah dibentuk. Selain itu, plastik jenis LDPE merupakan poliolefin yang paling rentan terhadap fotodegradasi [10].
Plastik  di  perairan  dapat  mengalami  fragmentasi  melalui fotodegradasi,  oksidasi,  hidrolisis,  degradasi  mekanik,  dan biodegradasi.  Fotodegradasi  dan  hidrolisis  menginisiasi degradasi  plastik  di  air  yang  selanjutnya  mengakibatkan terjadinya  oksidasi  [11].  Fotodegradasi  oleh  sinar  ultraviolet (UV) menjadi salah satu faktor utama terfragmentasinya plastik di  badan  air.  Plastik  jenis  LDPE  cukup  sulit  mengalami fragmentasi  akibat  hidrolisis  [12].  Hal  ini  dikarenakan  rantai utama  LDPE  memiliki  resistensi  yang  tinggi  terhadap hidrolisis.  Di  perairan,  degradasi  mekanik  terjadi  akibat kecepatan  air  dan  gesekan  dengan  partikel  sedimen. Biodegradasi berlangsung dalam waktu lama dan lebih mudah terjadi  apabila  polimer  telah  mengalami  kerapuhan  akibat faktor-faktor  yang  lain.  Oleh  karena  itu  faktor  fragmentasi LDPE  yang  dikaji  pada  artikel  ini  yaitu  fotodegradasi  akibat UV dan degradasi mekanik akibat kecepatan aliran air.

## II. METODE STUDI
Artikel ini disusun melalui kajian berbagai sumber pustaka. Sumber pustaka yang digunakan berupa jurnal ilmiah nasional dan  internasional, text  book ,  serta  referensi  ilmiah  lain  yang

## Kajian Fragmentasi Low Density Polyethylene Akibat Radiasi Sinar Ultraviolet dan Kecepatan Aliran Air
Aminatus Sa’diyah dan Yulinah Trihadiningrum
Departemen Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : trihadiningrum@gmail.com
P
berkaitan  dengan  studi.  Pustaka  yang  dikumpulkan  mengenai degradasi plastik di perairan, fragmentasi LDPE akibat radiasi UV, serta fragmentasi LDPE akibat kombinasi radiasi UV dan kecepatan aliran air.

## III. HASIL DAN DISKUSI

## A. Mekanisme Fragmentasi LDPE akibat Radiasi Sinar UV
Fragmentasi  LDPE  akibat  radiasi  UV  di  empat  kondisi lingkungan  berbeda  dapat  diamati  melalui  penelitian  skala laboratorium  [13].  Kondisi  tersebut  meliputi  simulasi fragmentasi LDPE di udara, pada mineral salt medium (MSM), double  distilled  water (DDW),  dan  air  salin.  Sampel  LDPE yang  digunakan  berbentuk  film  kemasan  LDPE  murni berukuran  11  x  2  cm  dengan  ketebalan  35  µm.  Plastik  yang telah dicuci diletakkan dalam tabung reaksi berukuran 70 mL. Dalam  satu  tabung  reaksi  diisi  sebanyak  12  sampel. Fragmentasi  LDPE  di  air  tawar  disimulasikan  dengan menambahkan 50 mL MSM dengan kekuatan ion 0,017 mol/L ke  dalam  tabung  reaksi.  Fragmentasi  LDPE  di  DDW disimulasikan dengan menambahkan 50 mL DDW. Sedangkan simulasi di air salin dilakukan dengan memasukkan dua belas sampel  plastik  ke  dalam  gelas  beker  berukuran  500  mL. Kemudian  ditambahkan  250  mL  air  salin  buatan  dengan kekuatan ion 0,6 M.
Penelitian  dilakukan  selama  90  hari  dengan  memasukkan sampel  ke  dalam  inkubator  yang  dilengkapi  dengan  paparan sinar UV secara kontinyu. Sumber UV yang digunakan adalah lampu UV 15 watt dengan panjang gelombang antara 280-320 nm.  Jarak  antara  lampu  UV  dan  sampel  adalah  15  cm.  Nilai intensitas  radiasi  pada  sampel  diperkirakan  sekitar  1,8 mwatt/cm 2 .  Temperatur  dalam  inkubator  sekitar  30 o C    [13]. Pengamatan yang dilakukan berupa perubahan mekanik, fisik, dan kimia.
Perubahan  mekanik  yang  diamati  yaitu  kekuatan  tensil, modulus Young, dan jumlah atom. Setelah paparan UV selama 90  hari,  LDPE  mengalami  penurunan  kekuatan  tensil  dan jumlah  atom  karbon,  serta  peningkatan  nilai  modulus  Young dan jumlah atom oksigen (Tabel 1).
UV  mengakibatkan  suatu  material  menjadi  berkurang elastisitasnya sehingga lebih mudah mengalami fragmentasi.
Setelah  90  hari  LDPE  mengalami  penurunan  jumlah  atom karbon  dan  peningkatan  jumlah  atom  oksigen.  Perubahan jumlah  atom  terjadi  karena  adanya  reaksi  fotokimia.  Reaksi fotokimia  timbul  akibat  penyerapan  sinar  UV  oleh  gugus karbonil  pada  rantai  utama.  Gugus  kromofor  internal  atau eksternal menyerap cahaya dan menghasilkan senyawa radikal dengan berat molekul yang rendah dan polimer makro radikal. Radikal bebas terbentuk akibat putusnya ikatan C-H dan C=C yang  kemudian  berikatan  dengan  oksigen  bebas  sehingga menjadi gugus karbonil (C=O) dan hidroksil (O-H). Hal inilah
Gambar 2. Perubahan kimia LDPE setelah paparan UV 90 hari.
Gambar 3. Kekuatan tensil pada campuran LDPE.
Bilangan Gelombang (cm -1 ) A bs o rba ns i Udara DDW MSM Air Salin Kondisi Awal Kadar Pati (%) K e k ua tan Te nsi l (k g /c m 2 ) Sebelum dipapari UV 60 hari Setelah dipapari UV 60 hari dan dikubur dalam tanah
Tabel 1.
Perubahan mekanik LDPE setelah paparan UV 90 hari
Parameter Kondisi Awal Kondisi Lingkungan Udara MSM DDW Air Salin Kekuatan Tensil (N/mm 2 ) 23,8 7,61 18,74 10,53 20,9 Modulus Young (N/mm 2 ) 198,4 350 249 309 209,47 Jumlah Atom C (%) 99,25 52,61 75,13 63,74 94,17 Jumlah Atom O (%) 0,75 47,39 24,87 36,26 5,83 Gambar 1. Perubahan fisik LDPE setelah paparan UV 90 hari. A. Kondisi Awal B. Udara C. MSM D. DDW E. Air Salin
yang  mengakibatkan  jumlah  atom  C  berkurang  dan  atom  O bertambah [14].
Perubahan  fisik  yang  diamati  yaitu  struktur  permukaan. Struktur  permukaan  diamati  menggunakan  SEM.  Perubahan fisik pada LDPE setelah 90 hari dapat dilihat pada Gambar 1.
Pada LDPE kondisi  awal (hari ke-0), permukaannya  masih halus, homogen, dan teksturnya padat (Gambar 1A). Setelah 90 hari paparan UV, terjadi perubahan yang signifikan pada LDPE di udara yaitu munculnya retakan dan lubang yang besar pada permukaan  (Gambar  1B).  Pada  LDPE  di  MSM  dan  DDW muncul  lubang  dan  retakan  (Gambar  1C  dan  Gambar  1D). Sedangkan  pada  LDPE  di  air  salin  terdapat  sedikit  retakan (Gambar  1E).  Hal  ini  dikarenakan  kristal  garam  mencegah masuknya  radiasi  sinar  UV  ke  dalam  LDPE.  Munculnya retakan  dan  lubang  pada  permukaan  LDPE  menunjukkan bahwa telah terjadi fragmentasi pada LDPE.
Perubahan  kimia  LDPE  diamati  dari  hasil  spektroskopi FTIR. Grafik FTIR dapat dilihat pada Gambar 2. Puncak nilai absorbansi  LDPE  di  udara,  MSM,  dan  DDW  muncul  sekitar pada bilangan gelombang 3.300 (gugus hidroksil) dan 1700 cm - 1 (gugus  karbonil).  Sedangkan  pada  LDPE  di  air  salin  hanya muncul pada bilangan gelombang 1700 cm -1 (gugus karbonil). Mekanisme yang  mengakibatkan terjadinya pelapukan film LDPE  adalah  fotooksidasi.  Fotooksidasi  disebabkan  oleh pembentukan  radikal  bebas  selama  proses  inisiasi.  Sinar  UV
mempunyai kemampuan energi untuk melepaskan ikatan antar karbon  sebesar  375  kJ/mol  dan  sebesar  420  kJ/mol  untuk melepas  ikatan  karbon  dengan  hidrogen  [15].  Radikal  bebas dihasilkan sebagai hasil pemutusan ikatan C─H dan C─C yang dapat  bereaksi  secara  bebas  dengan  oksigen  di  atmosfer. Kemudian  terbentuk  gugus  hidroksil  (O─H)  dan  karbonil (C═O)  melalui  percabangan  dan  pemotongan  rantai  yang terjadi dalam polimer [16].
Fragmentasi  LDPE  di  empat  kondisi  lingkungan  yang berbeda  menunjukkan  tingkat  perubahan  yang  berbeda  pula. Sampel  LDPE di udara yang dipapari sinar UV menunjukkan penurunan  sifat  yang  paling  signifikan  baik  secara  mekanik, fisik,  dan  kimia.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  keberadaan oksigen memiliki peran penting yang dapat menginisiasi proses fotooksidasi. Kandungan oksigen di udara tersedia lebih tinggi dibandingkan  dengan  kondisi  sampel  dalam  air.  Selain  itu, tingkat pemanfaatan sinar UV pada LDPE di udara juga lebih tinggi. Hal ini dimungkinkan terjadi karena peningkatan energi panas saat kondisi tanpa air. Peningkatan energi tersebut dapat menginisiasi  reaksi  termooksidatif  untuk  memecah  ikatan polimer.  Keberadaan  air  dapat  memantulkan  cahaya  dan menyebabkan difusi yang lebih rendah.
Fotodegradasi terbaik terjadi pada LDPE di udara, kemudian disusul di DDW, MSM, dan air salin. Hal ini ditunjukkan dari nilai  puncak  absorbansi  FTIR  masing-masing  sampel.
Gambar  6.  Hasil  FTIR  Campuran  LDPE/Pati  (75/25)  setelah  dipapari sinar UV 90 hari dan ditimbun tanah setelah 6 bulan.
Gambar  7.  Jumlah  fragmen  LDPE  setelah  a)  UV0+MA  dan  b) UV12+MA. Bilangan Gelombang (cm -1 ) A bs o r ba ns i Fr ag m en (pa tik el /pe lle t) Gambar 4. Persen elongasi pada campuran LDPE.
Gambar 5. Hasil SEM campuran LDPE dan pati a) kadar pati 25% tanpa paparan uv, b) kadar pati 15% dan ditimbun tanah, c) kadar pati 25% dan ditimbun tanah, d) kadar pati 25% + uv + ditimbun tanah (6 bulan).
Kadar Pati (%) P e rse n E lo ng as i (%) Sebelum dipapari UV 60 hari
Setelah dipapari UV 60 hari dan dikubur dalam tanah
Spektrum  FTIR  menunjukkan  bahwa  tingkat  degradasi  film LDPE di udara dan DDW (muncul puncak gugus hidroksil dan karbonil)  lebih tinggi  daripada  di MSM dan air  salin, dimana hanya muncul puncak gugus karbonil.
Keberadaan  sinar  UV  juga  dapat  menginisiasi  degradasi LDPE di tanah. Kemudian LDPE dapat terdegradasi lebih lanjut dengan bantuan mikroorganisme. Selain itu, untuk mempercepat  proses  degradasi  di  tanah,  LDPE  dapat dimodifikasi. Modifikasi dapat dilakukan dengan penambahan pati pada kadar tertentu. LDPE dengan penambahan pati pada kadar 25% yang dipapari sinar UV selama 3 bulan, dan dikubur dalam  tanah  selama  6  bulan  mengalami  perubahan  yang signifikan [17]. Perubahan
Pada  LDPE  dengan  kadar  pati  25%,  nilai  kekuatan  tensil berkurang sebesar ±85% dari kondisi awal (Gambar 3). Hal ini terjadi karena pati menyerap uap air dari lingkungan, kemudian dapat  didegradasi  oleh  mikroorganisme  seperti  jamur  dan bakteri.  Degradasi  oleh  mikroorganisme  mengakibatkan terbentuknya  porositas  dan  rongga  pada  permukaan  plastik sehingga  luas  permukaan  partikel  polimer  meningkat. Peningkatan  luas  permukaan polimer  menyebabkan  degradasi lebih cepat karena reaktivitas yang lebih tinggi. Oksigen dapat masuk  lebih  mudah  ke  dalam  polimer.  Keberadaan  oksigen menimbulkan  terjadinya  reaksi  oksidasi.  Rantai  LDPE  yang
teroksidasi lebih rentan terhadap reaksi biotik. Sementara nilai persen  elongasi  campuran  LDPE  dengan  kadar  pati  25% berkurang sebesar 100% (Gambar 4).
Perubahan  fisik  yang  diamati  berupa  struktur  permukaan LDPE.  Hasil  SEM  menunjukkan  bahwa  muncul  lubang  dan rongga  pada  permukaan  campuran  LDPE  yang  telah  dipapari sinar UV. Pada kondisi awal, LDPE masih tampak halus dengan sedikit  benjolan  pati  di  permukaan  (Gambar  5A).  Tingkat degradasi cenderung lebih tinggi seiring dengan meningkatnya kadar  pati  dalam  campuran.  Hal  ini  ditandai  dengan  semakin besarnya  lubang  yang  terbentuk  pada  permukaan  LDPE (Gambar 5B dan Gambar 5C). Kerusakan tertinggi terjadi pada campuran dengan kadar pati tertinggi yang terpapar sinar UV dan  ditimbun  dalam  tanah  (Gambar  5D).  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa mikroba di  tanah mendegradasi pati dan mengoksidasi daerah amorf LDPE lebih mudah pada campuran yang  telah  terpapar  radiasi  sinar  UV.  Hal  ini  terjadi  karena paparan radiasi sinar UV
Perubahan  kimia  yang  diamati  dari  analisis  FTIR.  Hasil FTIR  menunjukkan  munculnya  puncak  gugus  karbonil  pada bilangan  gelombang  1712  cm -1 sebagai  hasil  dari  degradasi campuran  LDPE  dan  pati  setelah  dipapari  sinar  UV  dan ditimbun tanah. Selain itu juga muncul puncak pada bilangan gelombang 1740 cm -1 untuk gugus peroksida (Gambar 6). Hal tersebut  menunjukkan  bahwa  telah  terjadi  perubahan  ikatan
Gambar 8. Distribusi ukuran fragmen LDPE.
Gambar 9. Perubahan total volume LDPE setelah terfragmentasi.
Lebar (µm) F rag m e n (pa rt ik e l/pe ll e t) UV-0 + MA UV-0 UV-12 + MA Vo lum e P e le t ( %) Tabel 2. Jumlah fragmen LDPE tanpa paparan UV pada kondisi stagnan dan turbulen
Bentuk Plastik Jumlah Partikel MP Kondisi Stagnan Kondisi Turbulen Fragmen 0 1 Serat 5 10 Kelompok Serat 0 0 Total 5 11 Tabel 3. Jumlah fragmen LDPE yang telah dipapari UV pada kondisi stagnan Klasifikasi Ukuran (µm) Jumlah Partikel MP pada Kondisi Stagnan Fragmen Serat Kelompok Serat Total berdasarkan ukuran 841+ 1 0 0 1 240-841 4 2 3 9 177-240 2 22 4 28 74-177 10 41 10 61 Total berdasarkan bentuk 17 65 17 99
Tabel 4.
Jumlah fragmen LDPE yang telah dipapari UV pada kondisi turbulen
Klasifikasi Ukuran    (µm) Jumlah Partikel MP pada Kondisi Turbulen Fragmen Serat Kelompok Serat Total berdasarkan ukuran 841+ 1 0 0 1 240-841 5 2 1 8 177-240 10 94 28 132 74-177 6 114 39 159 Total berdasarkan bentuk 22 210 68 300
kimia dalam LPDE yang dicampur pati dan dipapari UV selama 90 hari. Perubahan sifat mekanik, fisik, dan kimia menunjukkan bahwa LDPE di tanah telah mengalami fragmentasi.

## B. Mekanisme Fragmentasi LDPE akibat Radiasi Sinar UV dan Kecepatan Aliran Air
Kecepatan  aliran  air  di  sungai  merupakan  salah  satu  faktor penyebab  terjadinya  degradasi  mekanik  plastik.  Degradasi mekanik  dapat  terjadi  karena  gaya  gesek  atau  tekanan. Degradasi  mekanik  merupakan  faktor  penting  dalam fragmentasi plastik  di  lingkungan  akuatik.  Pelapukan  polimer akibat  pengaruh  lingkungan,  seperti  fotodegradasi  atau degradasi kimia aditif dapat mengubah sifat dan menyebabkan pelapukan polimer. Polimer kemudian dipecah menjadi partikel yang lebih kecil oleh gaya gesek yang terjadi selama pergerakan partikel di lingkungan yang berbeda [18]. Degradasi mekanik di  perairan  dapat  terjadi  melalui  kecepatan  aliran  air  yang mengakibatkan  turbulensi  baik  dalam  kondisi  jernih  maupun dengan kekeruhan tertentu.
Hebner  dan  Maurer-Jones  mensimulasikan  fragmentasi LDPE  akibat  paparan  UV  dan  gerakan  air.  Gerakan  air  yang diamati  yaitu  pada  keadaan  stagnan  dan  turbulen  [19].  Film LDPE tanpa penstabil UV dengan ketebalan 0,03 mm dipapari sinar  UV  pada  panjang  gelombang  254  nm.  Pemaparan dilakukan selama 72 jam pada setiap sisi film LDPE. Kemudian film LDPE (80 mg) dimasukkan ke dalam mangkuk berukuran 4 L.  Mangkuk tersebut diisi air deionisasi sebanyak 1800 mL dan  dilengkapi  dengan  pompa  submersibel  80  GPH  untuk mensimulasikan aliran turbulen.
Pompa  diatur  dengan  debit  120  L/menit  sehingga menghasilkan  kecepatan  aliran  rata-rata  sekitar  0,13  m/detik. Semua  perlakuan  ditutup  dengan  aluminium  foil  untuk mencegah  kontaminasi.  Setelah  7  hari,  film  LDPE  yang berdiameter lebih dari 5 mm dikeluarkan dari air. Sisa air yang mengandung  film  LDPE  berdiameter  kurang  dari  5  mm disaring melalui empat ukuran kawat stainless berbeda. Ukuran kawat untuk menyaring adalah 20, 40, 80, 200 mesh yang setara dengan jarak antar kawat berturut-turut 841, 740, 177, dan 74 mm.  Perhitungan  jumlah  MP  diklasifikasikan  berdasarkan ukuran dan bentuknya.
Mikroplastik  dihitung  menggunakan  mikroskop  stereo (SZH10 Zoom Stereo Microscope System, Olympus, Jepang). Jumlah MP pada setiap kawat filter dihitung dan dikategorikan sebagai  fragmen,  serat,  atau  kelompok  serat.  MP  dihitung sebagai  serat  jika  lebar  serat  adalah  <50  mm  dan  rasio  aspek partikel  berjumlah  >25.  Fragmen  memiliki  rasio  aspek  yang lebih  rendah.  Sedangkan  kelompok  serat  terjadi  jika  terdapat untaian  serat  antara  yang  satu  dengan  lainnya  tidak  dapat dibedakan.
Pada  kondisi  kontrol,  MP  ditempatkan  pada  aliran  stagnan dan  tanpa  UV.  Selain  itu,  kontrol  pada  kondisi  turbulen,  MP tanpa  paparan  UV  dimasukkan  ke  dalam  mangkuk  yang dilengkapi pompa dan dioperasikan selama 7 hari. Jumlah MP pada  kontrol  kondisi  stagnan  dan  turbulen  berturut-turut sebanyak 5 dan 11 partikel (Tabel 2).
Paparan  UV  mengakibatkan  fragmentasi  yang  lebih  tinggi pada LDPE. Plastik  LDPE  yang  telah dipapari sinar UV baik
pada  kondisi  stagnan  maupun  turbulen  menghasilkan  jumlah fragmen  yang  lebih  besar.  Plastik  LDPE  pada  kondisi  aliran stagnan  menghasilkan  MP  sebanyak  99  fragmen  (Tabel  3). Sedangkan  jumlah  MP  yang  terbentuk  pada  kondisi  turbulen sebanyak  300  fragmen.  Berdasarkan  bentuknya,  jumlah  MP yang  ditemukan  yaitu  berupa  22  fragmen,  210  serat,  dan  68 kelompok  serat  (Tabel  4).  Rasio  jumlah  MP  pada  keadaan turbulen  dan  stagnan  sebesar  3:1.  Hal  tersebut  menunjukkan bahwa  turbulensi  menghasilkan  jumlah  MP  3  kali  lipat dibandingkan pada kondisi stagnan.
Data  di  atas  menunjukkan  bahwa  paparan  UV  dan keberadaan  air  baik  dalam  kondisi  stagnan  maupun  turbulen mengakibatkan  terjadinya  fragmentasi  LDPE.  Aliran  air turbulen  menyebabkan  lebih  banyak  terbentuknya  MP dibandingkan dengan kondisi stagnan. Berdasarkan penelitian dalam  Hebner  dan  Maurer-Jones  [19],  jumlah  fragmen  yang dihasilkan  pada  kondisi  turbulen  tanpa  paparan  sinar  UV sebanyak 11 fragmen. Sedangkan pada kondisi stagnan (tanpa kecepatan  aliran)  dan  dengan  paparan  UV,  jumlah  fragmen yang  dihasilkan  sebanyak  99  fragmen.  Hasil  tersebut menunjukkan  bahwa  radiasi  sinar  UV  memiliki  peran  yang lebih besar dalam fragmentasi LDPE dibandingkan kecepatan aliran air. Akan tetapi kombinasi sinar UV dan kecepatan aliran air  akan  menghasilkan  fragmentasi  LDPE  yang  lebih maksimum.
Sinar  UV  menginisiasi  fragmentasi  sehingga  sifat  mekanik LDPE  menurun.  Radiasi  UV  menyebabkan  degradasi fotooksidatif  yang  mengakibatkan  putusnya  rantai  polimer, menghasilkan  radikal,  mengurangi  berat  molekul,  dan menyebabkan kerusakan sifat mekanik [20]. Kerusakan polimer akibat radiasi UV berupa kerapuhan, perubahan warna, retakan, dan  penurunan  sifat  mekanik  [21].  Fragmentasi  lebih  lanjut dapat  terjadi  akibat  kecepatan  aliran  air.  Kecepatan  aliran  air dapat  berperan  maksimum  ketika  LDPE  sudah  mengalami penurunan sifat mekanik akibat radiasi UV. Akan tetapi LDPE dalam  kondisi  normal  (tanpa  paparan  UV)  akan  lebih  sulit untuk  terfragmentasi  karena  masih  kuatnya  ikatan  dalam polimer.
Song et al. mensimulasikan fragmentasi LDPE akibat radiasi sinar UV dan kecepatan aliran air di lingkungan pantai. Polimer di pantai dapat terpapar radiasi matahari (terutama UV-B) yang menginisiasi terjadinya degradasi fotooksidatif [22]. Selain itu, mechanical abrasion (MA) plastic dengan pasir di pantai terjadi akibat  keberadaan  angin,  gelombang,  dan  arus  pasang  surut. Abrasi mekanik pada penelitian tersebut lebih mengarah pada turbulensi  antara  LDPE  dengan  partikel  pasir.  Material  yang digunakan berupa pelet LDPE. Pelet LDPE berbentuk butiran putih dengan volume 19±0,9 mm 3 .
Penelitian fragmentasi LDPE diawali dengan paparan sinar UV  selama  12  bulan.  Fotooksidasi  oleh  UV  dapat meningkatkan fragmentasi plastik di pantai (tanpa air) sebelum MA.  Setelah  proses  inisiasi  tersebut  berat  molekul  polimer dapat  berkurang  dan  ikatan  kimianya  menjadi  lebih  lemah. Fotooksidasi  umumnya merupakan  proses  yang  cepat,  namun bisa berlangsung lambat pada beberapa  jenis  polimer.  Hal ini disebabkan  oleh  keberadaan  zat  aditif  dalam  polimer  yang dapat mencegah proses oksidasi [11]. Pelet LDPE ditempatkan
dalam  cawan  petri  dan  dimasukkan  ke  dalam  ruang  UV. Sumber UV yang digunakan adalah lampu logam halida (UV- A: 11,01 Watt/m 2 ; UV-B: 0,12 Watt/m 2 ; UV-C: 0,04 Watt/m 2 ). Temperatur ruang dipertahankan pada 43–45°C.
Sampel  kontrol  ditempatkan  dalam  cawan  petri  dan dibungkus  dengan  aluminium  foil.  Periode  paparan  sinar  UV yaitu 24 jam per hari selama 12 bulan. Pelet LDPE yang telah dipapari sinar UV ditempatkan dalam separate amber bottle (60 mL). Kemudian ditambahkan 50 g pasir dan diputar pada roller mixer selama 2 bulan dengan kecepatan 37 rpm. Putaran pasir dan  LDPE  dimaksudkan  untuk  mensimulasikan  kondisi turbulen. Sampel kontrol berisi pasir yang telah dibersihkan dan pelet  LDPE (tanpa paparan  UV).  Kemudian  diputar  selama  2 bulan.  Pengamatan  sampel  berupa  perubahan  mekanik,  fisik, dan kimia.
Perubahan  mekanik  yang  diamati  yaitu  jumlah  fragmen, distribusi  ukuran  partikel,  dan  perubahan  total  volume  pelet. Sampel  dengan  perlakuan  UV-0+MA  menghasilkan  fragmen sebanyak  8,7±2,5  partikel/pelet.  Sedangkan  sampel  dengan UV-12+MA menghasilkan 20±8,3 partikel/pellet (Gambar 7).
Jumlah  partikel  LDPE  yang  terfragmentasi  akibat  paparan UV dan MA meningkat seiring dengan penurunan ukuran tiap fragmen.  Kelimpahan  fragmen  LDPE  setelah  paparan  UV selama  12  bulan  dan  MA  selama  2  bulan  menunjukkan hubungan  yang  signifikan  (p  <0,05).  Nilai  analisis  regresi hubungan tersebut yaitu 0,9498 (Gambar 8).
Volume  pelet  yang  tersisa  dihitung  dari  diameter  rata-rata yang  telah  diukur.  Volume  partikel  yang  dihasilkan  dihitung dengan  asumsi  semua  partikel  berbentuk  bulat  dengan mengklasifikasikan  ukuran  diameternya  (contoh:  150  μm dalam  rentang  100−200  μm).  Total  volume  dari  pelet  yang tersisa  ditambah  partikel  terfragmentasi  dikonversi  menjadi proporsi volume awal pelet yang sesuai untuk setiap perlakuan paparan UV. Volume pelet LDPE  tetap hampir  utuh (> 90%) pada  semua  perlakuan,  bagian  volume  LDPE  yang  hilang setelah  pelapukan  meningkat  dari  1,3%  pada  UV-0+MA menjadi 9,1% pada UV-12+MA (Gambar 9).
Hebner  dan  Maurer-Jones  [19]  dan  Song et  al. [22] menunjukkan bahwa kombinasi radiasi sinar UV dan kecepatan aliran  air  mengakibatkan  fragmentasi  pada  LDPE.  Paparan sinar UV dapat menginisiasi proses degradasi sehingga ikatan polimer  melemah.  Kemudian  turbulensi  dengan  pasir mengakibatkan  gesekan  dengan  LDPE  sehingga  semakin mudah terfragmentasi. Kecepatan aliran air baik pada kondisi stagnan maupun turbulen menyebabkan LDPE terfragmentasi. Akan tetapi fragmen lebih banyak terbentuk pada LDPE dengan kondisi  turbulen.  Selain  itu,  keberadaan  pasir/sedimen  dapat meningkatkan  fragmentasi  pada  LDPE.  Hal  ini  dikarenakan terjadinya gesekan antara LDPE dan pasir.

## IV. KESIMPULAN
Fotodegradasi  LDPE  di  kondisi  lingkungan  yang  berbeda dalam kurun waktu kurang lebih 90 hari mampu mengakibatkan fragmentasi.  Fragmentasi  tersebut  mengakibatkan  penurunan kualitas  LDPE  yang  dapat  diamati  dari  perubahan  mekanik, fisik,  dan  kimia.  Perubahan  mekanik  pada  fragmentasi  LDPE
berupa  penurunan  nilai  tensil  dan  jumlah  atom  karbon,  serta peningkatan  nilai  modulus  Young  dan  jumlah  atom  oksigen. Perubahan fisik berupa hasil analisis SEM yang menunjukkan adanya  goresan,  retakan,  hingga  lubang  pada  permukaan LDPE.  Perubahan  kimia  ditunjukkan  oleh  munculnya  gugus hidroksil dan gugus karbonil pada spektrum FTIR.
Kombinasi radiasi sinar UV dan kecepatan aliran air mampu mengakibatkan fragmentasi pada LDPE. Sinar UV menginisiasi  proses  pelapukan  LDPE  kemudian  terjadi fragmentasi lebih lanjut akibat kecepatan aliran air. Kecepatan aliran air pada kondisi turbulen menghasilkan jumlah fragmen lebih  banyak  dibandingkan  kondisi  stagnan.  Keberadaan pasir/sedimen  dapat  meningkatkan  fragmentasi  akibat  adanya gesekan secara langsung dengan LDPE.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  D. K. Barnes, F. Galgani, R. C. Thomson, and M. Barlaz, “Accumulation and  fragmentation  microplastics  in  canadian  lake  ontario  nearshore, tributary, and beach sediments,” Mar. Pollut. Bull. , vol. 110, pp. 383–395, 2009.
[2]  J.  R.  Jambeck et  al. ,  “Plastic  waste  input  from  land  into  the  ocean,” Science  (80-.  ). ,  vol.  347,  no.  6223,  pp.  768–771,  Feb.  2015,  doi: 10.1126/science.1260352.
[3]  T.  Kataoka,  Y.  Nihei,  K.  Kudou,  and  H.  Hinata,  “Assessment  of  the sources and inflow processes of microplastics in the river environments of  japan,” Environ.  Pollut. ,  vol.  244,  pp.  958–965,  2019,  doi: 10.1016/j.envpol.2018.10.111.
[4]  D. Lithner, A. Larsson, and G. Dave, “Environmental and health hazard ranking  and  assessment  of  plastic  polymers  based  on  chemical composition,” Sci. Total Environ. , vol. 409, no. 18, pp. 3309–3324, 2011, doi: 10.1016/j.scitotenv.2011.04.038.
[5]  W. Zhang et al. , “Microplastic pollution in the surface waters of the bohai sea,  China,” Environ.  Pollut. ,  vol.  231,  pp.  541–548,  2017,  doi: 10.1016/j.envpol.2017.08.058.
[6]  M.  Eriksen et  al. ,  “Microplastic  pollution  in  the  surface  waters  of  the laurentian great lakes,” Mar. Pollut. Bull. , vol. 77, no. 1–2, pp. 177–182, 2013, doi: 10.1016/j.marpolbul.2013.10.007.
[7]  J.  Tibbetts,  S.  Krause,  I.  Lynch,  and  G.  H.  S.  Smith,  “abundance, distribution,  and  drivers  of  microplastic  contamination  in  urban  river environments,” Water  (Switzerland) ,  vol.  10,  no.  11,  2018,  doi: 10.3390/w10111597.
[8]  P.  Lestari,  Y.  Trihadiningrum,  B.  A.  Wijaya,  K.  A.  Yunus,  and  M. Firdaus, “Distribution of microplastics in surabaya river, indonesia,” Sci.
Total Environ. , vol. 726, p. 138560, 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.138560.
[9]  J. Saleem, M. Adil Riaz, and M. Gordon, “Oil sorbents from plastic wastes and polymers: a review,” J. Hazard. Mater. , vol. 341, pp. 424–437, 2018, doi: 10.1016/j.jhazmat.2017.07.072.
[10]  E.  Chiellini,  A.  Corti,  S.  D’Antone,  and  R.  Baciu,  “Oxo-biodegradable carbon backbone polymers - oxidative degradation of polyethylene under accelerated  test  conditions,” Polym.  Degrad.  Stab. ,  vol.  91,  no.  11,  pp.
2739–2747, 2006, doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2006.03.022.
[11]  M. Cole, P. Lindeque, C. Halsband, and T. S. Galloway, “Microplastics as contaminants in the marine environment,” Mar. Pollut. Bull. , vol. 62, no. 12, pp. 2588–2597, 2011, doi: 10.1016/j.marpolbul.2011.09.025.
[12]  M.  Rutkowska,  A.  Heimowska,  K.  Krasowska,  and  H.  Janik, “Biodegradability of polyethylene starch blends in sea water,” Polish J. Environ. Stud. , vol. 11, no. 3, pp. 267–271, 2002.
[13]  V. P. Ranjan and S. Goel, “Degradation of low-density polyethylene film exposed  to  uv  radiation  in  four  environments,” J.  Hazardous,  Toxic, Radioact. Waste , vol. 23, no. 4, pp. 1–11, 2019, doi: 10.1061/(ASCE)HZ.2153-5515.0000453.
[14]  J.  B.  Palter,  I.  Marinov,  J.  L.  Sarmiento,  and  N.  Gruber,  “Large-scale, persistent nutrient fronts of the world,” Handb. Environ. Chem. , vol. 5, no. Part N, pp. 1–12, 2006, doi: 10.1007/698.
[15]  L.  Cai,  J.  Wang,  J.  Peng,  Z.  Wu,  and  X.  Tan,  “Observation  of  the degradation of three types of plastic pellets exposed to uv irradiation in three different environments,” Sci. Total Environ. , vol. 628–629, pp. 740– 747, 2018, doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.02.079.
[16]  Y. Hiejima, T. Kida, T. Igarashi, and K. Nitta, “Non-destructive detection of microscopic structural changes in polyethylene during photodegradation  by  raman  spectroscopy,” Polym.  Degrad.  Stab. ,  vol. 150, no. 4, pp. 67–72, 2018.
[17]  H.  A.  Abd  El-Rehim,  E.  S.  A.  Hegazy,  A.  M.  Ali,  and  A.  M.  Rabie, “Synergistic effect of combining uv-sunlight-soil burial treatment on the biodegradation  rate  of  ldpe/starch  blends,” J.  Photochem.  Photobiol.  A Chem. , vol. 163, no. 3, pp. 547–556, 2004, doi:
10.1016/j.jphotochem.2004.02.003.
[18]  Merel Kooi, E. Besseling, C. Kroeze, A. P. Wezel, V. Koelmans, and A. A., Modeling the Fate and Transport of Plastic Debris in Freshwaters:
Review and Guidance . 2018.
[19]  T. S. Hebner and M. A. Maurer-Jones, “Characterizing microplastic size and morphology of photodegraded polymers placed in simulated moving
water conditions,” Environ. Sci. Process. Impacts , vol. 22, no. 2, pp. 398– 407, Feb. 2020, doi: 10.1039/c9em00475k.
[20]  F.  A.  Bottino,  A.  R.  Cinquegrani,  G.  Di  Pasquale,  L.  Leonardi,  and  A. Pollicino,  “Chemical  modifications,  mechanical  properties  and  surface photo-oxidation of films of polystyrene (ps),” Polym. Test. , vol. 23, no. 4, pp. 405–411, Jun. 2004, doi: 10.1016/j.polymertesting.2003.10.001.
[21]  E.  Yousif  and  R.  Haddad,  “Photodegradation  and  photostabilization  of polymers, especially polystyrene,” Springerplus , vol. 2, no. 1, pp. 1–32, 2013, doi: 10.1186/2193-1801-2-398.
[22]  Y. K. Song, S. H. Hong, M. Jang, G. M. Han, S. W. Jung, and W. J. Shim, “Combined effects of uv exposure duration and mechanical abrasion on microplastic fragmentation by polymer type,” Environ. Sci. Technol. , vol.
51, no. 8, pp. 4368–4376, 2017, doi: 10.1021/acs.est.6b06155.