:;'; ..f
Prosiding Pertemuan danPresentasi llmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
BukuII
65
J> APLlKASI APN UNTUK MENENruKAN D!ALAM SEDIMEN SUNGAI
MUL TIUNSUR
Sukirno, Susana T .S. P3TM-Batan.J/. BabarsariKatak Pas1008. Yagyakarta 55010
ABSTRAK APLIKAS/ APN VNTVK MENENTVKAN MVL T/VNSVR DALAM SED/MEN SVNGA/. Telah dilakukan analisis multiunsur pada sedimen sungai Suru, Balong, Kancilan, Banjaran dan Gelis di semenanjung Muria Jepara dengan metoda analisis pengaktifan netron (APN) untuk tahun ke 3. lradiasi cuplikan dilakukan selama 3 menit untuk radionuklida umur para pendek dalam sistem peneumatik dan 12 jam untuk nuklida umur para panjang dalam fasilitas Lazy Susan, pengukuran dilakukan dengan cara komparatif dengan fluks netron sekitar 5,85.1010 .n.cm-2 .S-I. Oari hasil analisis terdapat 24 radionuklida yang terdeteksi dengan menggunakan sJ]ektrometri gamma den~an detektor Ge(U). Radionuklida pada sistem pneumatik adalah: Tt-51,Mi7, \1'2, ArB , CU67, SeB m, EU152m,Nt-57, Mn56, Na24, ~2. dan 15 radionuklida J]ada fasilitas Lazy Susan adalah:Na24 ~2 Sml53 Ce141 CS134 Lu177 Np239(VI pa233 (Th ) Cr1 AS76 Sb122 SC46 Fe59 60 '140 ' , , " J, """ CO dan La .Konsentrasi unsur yang tertinggi dalam sedimen adalah Fe berl
ABSTRACT APPL/CA TION OF NAA FOR THE DETERMINA TION OF MUL TIELEMENTS IN RIVER SEDIMENT. The third years analysis of multielements in sedime~ of river Sum, Balong, Kancilan, Banjaran and Gelis in Muria peninsula Jepara have been ca~ed out by using method of neutron activation analysis (NAA). Irradiation of short lived radionuclides sample was carried out for 3 minutes for at the pneumatic system and for the long lived wero irradiated for hours by using Lazy Susan facility. Comparative measurements was done with neutron flux of approximately 5,85.1010 .n.cm-2.s-1. The result of analysis using gamma spectrometry with a Ge (Li) detector showed that there were 24 detected. radionuclides. The radionuclides at the pneumatic system were:TI-51, Mi7 vs2, ArB, CU67,SeBlm, EU152m,NI-57,Mn56, Na24, ~2 and at the Laz~ Susan facility were: Na24, 1<42,Sml53, Ce141, CS134,LUI77, Np239 (U), pa233 (Th), cll , As76, Sb 1 2, SC46, Fe59, C06o and La 140. The element of highest concentration found in sediment was Fe of 7.901:1:0.598 % to 14.89:1: 1.34 % and the lowest was Cr of 0.06:1:0.007 jig/g to 6.79:1:0.36
jig/g
kedasar sungai(I). Penelitian ini perlu dilakukan untuk mengetahuikandunganmultiunsur, temtama unsurtoksis atau logarn-logamberet beracunyang D alam rangka pengumpulan cuplikan untuk adadidalarnsedimensungai.. pemantauan lingkungan (Environmental Tujuan penelitian ini adalah untuk Monitoring SpecimenBank), maka sedimensungai memperoleh data analisis multiunsur pada sedimen termasuksalah satu spesimenyang terpilih untuk sungai di rencana lokasi PLTN secara periodik. cuplikan lingkungan yang dikumpulkan daD Sedimensungaiyang dipelajari berasal daTi lima diawetkan.Sedimenmerupakanpadatanyang dapat sungai yang mengalir (Sum, Balong, Banjaran, langsung mengendapjika air didiamkan tidak Kancilan dan Gelis) yang berada di semenanjung terganggu selama beberapa waktu, daD padatan Muria. Radius pengarnbilan cuplikan sedimen tersuspensi yang berlahan akan terjadi sekitar1 sarnpaidengan 10 kIn daTirencanalokasi penggumpalankarenaterjadi kesetimbangandengan PLTN. Kandunganunsur-unsuryang terdapatdalarn zat-zat lain kemudian diikuti dengan pengendapan
PENDAHULUAN
Sukirno,dkk
KimiaNuklir
ISSN0216-3128
66
sedimen perlu sedini mungkin dipantau clan diamati kualitas lingkungan pada waktu sekarang clan akan datang disekitar daerah tersebut walaupun sumber pencemar belum ada. Untuk keperluan tersebut saat ini PPNY didukung industri serta lembaga pemerintah yang lain sedang membuat program BPBCL 'atau Bank Penyimpanan Bahan Cuplikan Lingkungan untuk jangka waktu menengah yang menggambarkan bentuk moderen daTi suatu cuplikan lingkungan yang dirancang secara sistematis sehingga memungkinkan dilakukannya analisis perbandingan clan evaluasi dalam waktu yang akan datang sehingga dapat diketahui bahwa polusi lingkungan yang terjadi bukan disebabkan oleh beroperasinya PLTN. Suatu kegiatan yang penting sebelum dilakukan pemantauan adalah pengumpulan clan pengawetan cuplikan lingkungan sedemikian sehingga kualitas kirniawi daTi cuplikan tersebut dapat dijarnin sarna saat cuplikan tersebut dikumpulkan. Dengan demikian apabila diperlukan dikemudian hari dapat dilakukan pelacakan kembali. Untuk itu diperlukan suatu teknik analisis guna menentukan kandungan unsur-unsur apa saja yang terdapat dalam sedimen. Menurut Leddicotte et aI'2)clan Grirnanis(3) salah satu cara analisis unsur dalam suatu cuplikan baik kualitatif maupun kantitatif adalah menggunakan teknik aktivasi netron yang saat ini sudah berkembang pesat clan telah diterapkan dalam berbagai jenis .penentuan unsur. Sukirno dkk(4) telah inelakukan analisis unsur-Ul1sur dalam sedirnen sungai dengan lokasi yang sarna clan asungai sarna,dua tahun sebelumnya dengan teknik aktivasi netron dengan menghasilkan banyak unsur, sekitar 22 unsur mayor, minor clan kelumit, dengan basil analisis yang cukup akurat clan cukup dapat diandalkan. Hasil analisis unsurunsur logam dua tahun sebelumnya dengan hasil yang dilakukan pada tahun ini untuk unsur kelumit konsentrasinya tidak terlihat mencolok, hanya pada unsur-unsur mayor ada perbedaan konsentrasi yang mencolok, dapat dilihat pada proceeding PPI PPNYBatan tahun 1997 clan 1998. Pada penelitian ini merupakan prograrn lanjutan untuk jangka waktu menengah (5 tahun). Selain itu teknik ini bersifat instrumental atau tanpa pemisahan radiokirnia sehingga tidak memerlukan terlalu banyak tenaga.
TATA
Prosiding Peltemuan danPresentasi llmiah P3TM-BATAN, Yogyakalta 14-15Juli 1999
Buku II
KERJA
Bahan dan alat. Sedimen sungai, NBS kode SRM 1645 clan SRM 2704 river sediment, Reaktor Nuklir Kartini, Seperangkat sepektromefer gamma, Timbangan Analitik Ohaus-GT 410, Ayakan Karl Colb, Lumpang porselin clan stainless steel, Oven, vial dan alat-alat gelas
ISSN 0216-3128
Cara kerja Sedimen sungai diambil dengan cara mengambil endapan bagian atas yang ada didasar sungai, untuk mempermudah pengambilan sedimen dengan mengalihkan aliran sungai. Kemudian sedimen dicuci dengan menggunakan air sungai tersebut dan disaring untuk menghindari kotoran yang terikut sedirnen. Sedirnen tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu 600 C sekitar 3 x 24 jam, kemudian dilakukan penghalusan butiran dan diayak lolos 100 mesh kemudian dihomogenkan, dilanjutkan penempatan pada wadah yang telah disediakan. Cuplikan sedimen dan SRM masingmasing ditimbang 0,10 g dalam vial yang berbeda. Tiga cuplikan sedimen sungai dan satu standar dimasukkan kedalam satu kelongsong yang sarna dan diiradiasi bersama-samadalam reaktor dengan fluks netron 5,85.1010n.cm-2.s-1dalam fasilitas Lazy Susan, selama 12 jam untuk unsur umur paro panjang dan 3 menit untuk unsur umur paro pendek dengan sistem pneumatik. Pencacahan dilakukan langsung dan pendinginan selama 24 jam setelah diiradiasi untuk umur pendek dan untuk umur paro panjang dilakukan setelahpendinginan selama 5 dan 12 hari, pencacahan dengan menggunakan seperangkat sepektrometri y, dengan detektor Ge (Li). Dari pencacahan dapat diketahui unsur-unsur yang terkandung dalam sedimen, dengan melihat tenaga yang ada dalam sepektrum layar dapat dipastikan unsur-unsur yang diperhatikan. Perhitungan kadar unsur yang diperhatikan dalam sedirnen dapat dilakukan secara komparatif dengan membandingkan kadar unsur yang ada dalam SRM dengan unsur yang ada dalam cuplikan. Rumus perhitungan kadar dalam cuplikan dapat ditulis seperti dibawah ini:
W = Kadar unsuryang diperhatikan Cps = Laju cacah
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Analisis unsur secarakualitatif dilakukan denganmenentukantenaga dari puncak spektrum radionuklidakemudianmencocokkandengan tabel isotop (5). Pada tabel 1, disajikan hasil analisis kualitatif dengan sistem pneumatik ada 11 unsur yang terdeteksi dan pada tabel 2, merupakan radionuklida umur panjang, dengan fasilitas Lazy Susan, dapat diidentifIkasi 15 radionuklida yang terdeteksi.
Kimia Nuklir
Sukirno, dkk
~~
Prosiding Pertemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
Tabell
Bukt II
Isotop-isotop basil proses (n, Y) APNI dengan sistem pneumatik dan waktu iradiasi 3 menit
67
konsentrasi dibawah 0, 10 % atau dibawah 1000 ~g/g(6)yaitu berturut-turut adalah 229,90:t20,98 dan 970,54:\:80,98 ~g/g, sehingga masuk dalam kelompok unsur-unsurkelumit. Tabel3.
Hasil analisis kuantitatif (%) unsur Mayor & Minor dalam sedimen di 5 sungai
Isoto-isotop basil proses (n, y) APNI fasilitas Lazy Susan dengan waktu iradiasi 12jam
\
O,224~O,02
0,142:1:0,03
6,803~O,71
O,507~O,04
8,120:1:0,91
0,319:1:0,02
I UnsurI Suru I KancilanI Gelis I Banlaran'~Ioro Ti O,489:tO,O21,010:1:0,04 0,513:1:0,03 Fe 8,630:tO,5914,89:1:1,34 11,830:1:1,02 7,901:tO,59 K O,413:tO.040,911:1:0,09 O,591:tO,05 ,0,951:tO,09 AI 3,640:t0,14 3,632:1:0,27 8,180:1:0,45 :7,270:tO,0B Mn O,233:tO,O5 0,218:1:0,01 0,122:1:0,00 0,113:tO,OO I 0,169:1:0,01 0,299:tO,03 0,291:1:0,02 Mg O,299:tO,O2 Na 0,251:1:0,03O.760:I:O,~ O,391i:O,OO
Unsur kelumit yang terdapat dalarn sedimen ke 5 sungai disajikan pada tabel 4. Pada tabel 4 terlihat bawa unsur yang dikelompokkan unsur kelumit sebanyak 17 unsUr yang mempunyai konsentrasi berbeda. Akan tetapi unsur yang mempunyai konsentrasi kecil terlihat bahwa kadamya yang terkandung dalarn sedimen harnpir mendekati sarna untuk sungai satu ke sungai yang lain. Dari kelompok ini konsentrasi yang terbesar adalah unsur Ce berkisar antara 239,16:1:17,94 sampai dengan 457,87:1:20,26 (J.Lg/g) dan unsur terkecil adala Cr yang berkisar ~tara 0,06:1:0,007
sarnpaidengan6,79:1:0,36(J.Lg/g). Sebagai pembanding analisis unsur dalarn sedimen pada lokasi. dan sungai yang sarna, selarna 3 tahun. Untuk unsur mayor dan minor yang paling mencolok kadarnya adalah unsur Fe dalam sedimen sungai Kancilan pada tahun pertama, kedua dan ketiga berturut-turut mempunyai kadar 8,111:1:0.810 %(4),25,681:1:2,461%(7)dan 14,891:1:1,342% (tabel 3). Sedangkan untuk unsur kelumit yang paling mencolok adalah unsur Ni dalarn sedimen sungai Sum dimana untuk tahun pertarna mempunyai konsentrasi sebesar 301,67 J.Lg/g,tahun kedua tidak Setelah diketahui beberapa jenis unsur terdeteksi dan tahun ketiga konsentrasinya adalah logam yang terdapat dalarn sedimen secara 4,18 :I: 0,50 J.Lglg(tabel 4). Sebagian besar unsur kualitatif, makaselanjutnyaadalahpenentuanseCara kelumit yang terdekteksidengan metoda APN, setiap kuantitatif denganmetoderelatif yaitu memperban- tahunnya mempunyai konsentrasi harnpir mendekati dingkan unsur-unsurdalarncuplikan denganunsur- sarna. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada pustaka unsuryang actadalamstandarsertifIkat. Dari rerata 4 dan 7.
kandunganunsur yang terdapatdalarn 5 cuplikan sedimen temyata kandungan unsumya bervariasi dan actajuga unsur yang mempunyaikonsentrasi harnpir mendekati sarna, unsur ini yang pacta umumnya mempunyai konsentrasirendah. Hasil analisis kuantitatif dapat dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok unsur mayor dan minor (tabel 3) dan kelompok unsur kelumit (tabel 4). Pactatabel 3 unsur mayor dan minor yang terdapat di lima sedimensungaiadalah:Ti, Fe, K, Mn, Mg, Al dan Na. Khusus unsurNa yang terdapatdalam sedimensungai Sum dan Banjarandikelompokkan unsur kelumit, hal ini karena Na mempunyai
Sukirno, dkk
Analisis selama 3 tahun berturut-turut diharapkan dapat digunakan sebagai data dasar untuk dapat dilakukan sebagai analisis pembandingansertaevaluasisebelumclan sesudah terjadinyapencemaran. Khususnyauntuk kelompok unsur kelumit, dimana sebagian besar yang ada merupakanlogamberacunyang sangatdiperhatikan. Walaupununsurtersebutlogam beratberacun,akan tetapi pada saat ini sedimensungai Sum, Balong, Kancilan, Banjaran clan Gelis yang diambil sedimenya sebagai cuplikan belum terpengaruh pencemaranoleh air buanagan industri maupun pabrik-pabrik.
Kimia Nuklir
ISSN 0216-3128
Prosiding Perlemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarla 14-15Juli 1999
BukuII
68
Research In Developing Countries., IAEA VIENNA (1987) SUKIRNO, WISY AHUDIN, SUDARMADJIo, "Analisis unsur mayor daD minor pada
Tabel 4. Hasil analisis kuantitatif (Jlglg) unsur kelumit dalam sedimen di 5 sungai.
sedimen sungai di daerah Muria secara APN"o, PPI, PPNY-Batan., Yogyakarta (1997) 50 ERDTMANN, Go, Neutron Activation Tables., New York (1976) 60 NBS.,Standard reference material 1645, Rever Sediment, Washington, DC (1982) 7. SUKIRNO, WISYAHUDIN, SUDARMADJI., "Analisis unsur mayor, minor daDkelumit pada sedimen sungai secara analisis pengaktifan netron"., PPIo, PPNYBAT AN, Yogyakarta (1998)
TANYA JAWAB KESIMPULAN Dengan menggunakan metoda APN dapat Supriyanto C : );- Dari Tabel 4 disajikan hasil analisis kuantitatif ditentukan 24 unsur logarn yang terkandung unsur kelumit, salah satunya adalah Np/U dalarn sedimen di 5 sungai, dan berdasarkan dimana yang terbesar adalah sedimen Suru 4,95 konsentrasinya maka unsur-unsur tersebut :!: 0,51. Mohon penjelasan darimana asal Np/U dikelompokkan menjadi 2 yaitu kelompok dalam sedimen Sum. mayor -minor dankelumit. 2. Unsur mayor & minor terdiri dari 7 unsur (Ti, Sukirno : Fe, K, AI, Mg, Mn dan Na), konsentrasiunsur .t;.. Uranium yang ada dalam sedimen adalah yang tertinggi adalah Fe = 14,89:1: 1,34 % uranium alam yang sudah ada sejak terdapatdalarnsedimenKancilan. terbentuknya alam/bumi ini. Dari ke lima 3. Unsur kelumit terdiri dari 17unsur yaitu V, Cu, sungai yang diselidiki U yang ada pada Suru, don yang terkecil adalah Gelis 0,73 + Se, Eu, Sm, Ce,Lu, Cr, La, Sb, Sc, Co, U, Th, As, Ni dan Cs. Unsur Cr merupakanunsuryang 0,09,ug/b: mempunyai konsentrasi terkecil yaitu H. Suntoko : 0,06:1:0,007 J.1g1g terdapatpactasedimenSuru );- Mengapa unsur Fe di sungai Suru > Gelis, 4. Unsur yang terdeteksi dengan metoda APN padahal sungai Sum < hila dibanding Gelis? selama 3 tahun berturut-turut mempunyai );Bila dibaca dari atas ke bawah sid kesimpulan konsentrasiharnpir mendekati sarna,terutama tidak ada tujuan. Apa tujuannya? Karena unsurkelumit, dan logarn-iogarnber~tyang acta sedimen sungai kan macam-macam. merupakan kandungan sedimen sungai yang masihdipengaruhialamsekitamya. Sukirno :
DAFTAR
2. 3.
.t;.. Sedimen yang diambil adalah lapisan alas endapan daripada $ungai dianalisis.
PUSTAKA
KandunganFe yang ado dalam sedimen
SRIKANDI FARDIAZ., Polusi Air Dan Udara.,Kanisius.Yogyakarta(1992.) LEDDICO1TE, G.W, and MULLINS,W.T., The Use of Neutron Activation Analisys In Anallytical Chemistry.,USA (1958) GRIMANIS, A.P., "Neutronactivationanalysis in Greece",Significanceand Impact of Nuclear
ISSN 0216-3128
Kimia Nuklir
tidak dipengaruhi apakah itu sungai besar atau kecil. Jadi kandungan Fe yang ada tergantung dari alam lingkungan sekitarnya. .t;.. Untuk memperoleh data analisis multi unsur,
pada sedimen sungai di daerah rencana... lokasi pembangunan PLTU/PLTN secara:: periodik. Untuk mendukung program Bank' Penyimpanan Bahan Cuplikan lingkungan,
Sukirno, dkk
Prosiding Pertemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15 Juli 1999
BukuII
sehingga memungkinkan dilakukannya analsis perbandingan dan evaluasi dalam waktu yang akan datang. R. Didiek Herhady :
~ Apa sudahpemah actakonfirmasimengenaidata analisis unsur denganlembagalain di Indonesia (Departemen Perindustrian dan Direktorat SurveyGeologi)? ~ Metode APN penerapanuntuk analisis unsur apakahcukupekonomis? Sukimo :
69
..c..Kalau untuk analisis unsur dalam sedimen saja, bisa dikatakan kurang ekonomis. Akan tetapi, metoda APN yang dilakukan bersamasarna dengan cuplikan lainnya, Reaktor Kartini dalam fasilitas Lazy Susan ada 40 lubang irradium, setiap lubang bisa dimasukkan 2 -3 cuplikan dalam kelongsong, berarti sehari operasi reaktor dalam waktu tertentu bisa dilakukan analisis cuplikan 80 -120 vial. Jadi metoda APN cukup ekonomis untuk iradiasi bermacammacam cuplikan bersama-sama.
.<}. Belumpernah.
Sukirno. dkk
Kimia Nuklir
ISSN 0216-3128
