ISSN 0852 - 2979
Hasi/ Penelitian clan Kegiatan PTLR Tahun 2006
PENGARUH ASAM HUMUS TERHADAP INTERAKSI RADIONUKLIDA-BENTONIT: PENGARUH PH LARUTAN PELINDI Budi Setiawan, Hendra A. Pratama Pusat Teknologi Limbah Radioaktif, BATAN ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan pengaruh pH larutan terhadap desorpsi Cs-137 oleh asam humus dari bentonit. Dari hasil kinetika sorpsi Cs-137 ke bentonit diperoleh bahwa keadaan setimbang diperoleh setelah pengocokan sample mencapai 7 hari. Nilai Kd pada kondisi pH: 4 lebih kecil dibandingkan dengan yang lainnya. Hasil ini menunjukkan adanya pengaruh pH larutan terhadap kemampuan asam humus untuk mempengaruhi interaksi antara bentonit dan Cs-137. ABSTRACT
The effect of pH solution on desorption of Cs-137 by humic acid from bentonite experiment has been done. From the result of sorption kinetic of Cs-137 into bentonite was shown that equilibrium conditions were obtained after 7 days contacted. Distribution of Cs-137 on pH 4 condition was smaller than other values. The result showed that the effects of pH solution to humic acid performance were exist to affect the interaction ofbentonite-Cs-137 PENDAHULUAN Pada fasilitas
penyimpanan
limbah radioaktif
keselamatan berlapis untuk meminimalisir Sistem keselamatan
(sistem tanah dangkal)
digunakan
sistem
adanya dampak sebaran radionuklida ke lingkungan.
pertama, kedua, ketiga, keempat dan kelima berturut-turut
adalah hasil
pemadatan limbah dengan bahan matriks, wadah pemadatan, penyungkup (enggineered barrier), bahan urug, dan formasi geologi lokasi. Salah satu dari material bahan urug yang digunakan adalah lempung benton it. Secara prinsip, menunda terjadinya
.bentonit digunakan sebagai penyangga (buffer) untuk
kontak antara air tanah dan paket limbah, juga dapat berperan sebagai
penyerap radionuklida yang "lepas" dari paket limbah bersama dengan aliran air tanah. Adanya intrusi air tanah ke dalam sistem penyimpanan limbah radioaktif yang berisi paket limbah dapat menyebabkan wadah paketJdrum rusak sehingga membuat radionuklida terlindi dan ikut hanyut bersama air tanah.
Bentonit sebagai salah satu penghalang buatan yang diletakkan disekeliling
paket limbah akan berperan untuk menghalangi penyebaran radionuklida (RN) ke lingkungan secara sorpsi agar radionuklida yang terlepas tersebut tidak menyebar ke lingkungan. Di air tanah selain radionuklida dan ion-ion logam yang terlarut juga dapat dijumpai adanya material organik seperti asam humus (AR). Asam humus mempunyai sifat yang mudah larut di air tanah, eksis pada rentang konsentrasi yang luas serta berkemampuan ion logam. melepas
ikat yang kuat terhadap
Pada konsentrasi yang cukup tinggi, asam humus diperkirakan
radionuklida
yang
terikat
di batuan/tanah
sepanjang
aliran
akan menarik dan air tanah
sehingga
menyebabkan radionuklida akan kembali hanyut bersama air tanah [1-4]. Deugan sifalnya yang seperti ini, asam humus ditengarai
cukup berperan
49
penting pada migrasi radionuklida
ke
ISSN
Hasil Penelitian don Kegiatan PTLR Tahun 2006
lingkungan sehingga material ini dirasa sangat penting untuk diteliti. humus di air tanah diperkirakan
akan mengganggu
0852 - 2979
Adanya konsentrasi asam
peran penghambatan
radionuklida
oleh
bentonit di air tanah. Penelitian ini dilakukan secara eksperimen tentang pengaruh asam humus terhadap interaksi radionuklida dengan bentonit. Parameter-parameter radionuklida-bentonit
yang mempengaruhi
kemampuan asam humus "mengganggu"
adalah pH, kekuatan ion
(1,
ionic strength) dan konsentrasi
interaksi ion logam,
dimana pada penelitian kali ini telah dilihat pengaruh pH larutan pelindi. Hasil akhir yang akan diperoleh dari percobaan ini adalah tersedianya asam humus terhadap interaksi radionuklida-bentonit, karakter AH saat berinteraksi RN-bentonit.
informasi pengaruh
kemudian dari sini akan dapat diketahui
Informasi ini selanjutnya dapat digunakan untuk
mendukung pengkajian keselamatan fasilitas penyimpanan limbah, dan hasilnya dapat digunakan pada pembuatan konsep disain penyimpanan limbah di masa yang akan datang. TAT A KERJA
Bahan Bahan yang dibutuhkan:
lempung
Na-bentonit,
NaCl, CsCI, asam humus Aldrich
dan
radionuklida Cs-13 7 Metode Pada tahap
persiapan
pemanasan denganfurnace
dilakukan
pembuatan
Na-bentonit
dari tepung
percobaan kinetika sorpsi dari Radionuklida Cs-137 dengan Na-
bentonit.
Percobaan kinetika sorpsi dengan cara mengontakkan
I: 100 dan
CCs
X
secara
dan pencampuran dengan NaCI 3 M [5]. Setelah bahan Na-bentonit
telah siap, kemudiandilakukan
=5
Ca-bentonit
10,8 M, I (ionic strength)
antara bentonit-Iarutan,
ratio
= 0,1 M. Campuran tersebut dikocok dan dicuplik
sampai diperoleh kondisi setimbang dengan bentonit. Dilakukan pemisahan fasa padat-cair, 1 ml larutannya diambil untuk diukur aktivitas y-nya dengan menggunakan
detektor NaI(Tl) jenis
sumuran. Sisanya digunakan untuk mengukur pH larutan. Botol yang tersisa diberi larutan asam humus + larutan buffer untuk mengatur pH, kemudian campuran kembali dikocok sampai diperoleh kondisi setimbang. Oilakukan pemisahan padat-cair, 1 mllarutannya diambil untuk diukur aktivitasnya dengan menggunakan detektor NaI(Tl) jenis sumuran. Dari hasil pengukuran aktivitas Cs-l37 kemudian dapat dihitung nilai Kd untuk Cs-l37. Larutan yang tersisa digunakan untuk mengukur pH larutan. Koefisien distribusi (Kd) Cs-13 7 ditulis sebagai, (1)
50
ISSN 0852 - 2979
Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006
BASIL DAN PEMBAHASAN 1. Kinetika sorpsi Cs-137 dan Na-bentonit, Percobaan kinetika sorsi di tunjukkan pada Gambar I, sebagai absis adalah waktu (hari) dan ordinat adalah koefisien distribusi Kd (ml/g). setelah pengocokan
sample mencapai
Terlihat bahwa keadaan setimbang diperoleh
7 hari dengan mendatarnya
kurva, dimana nilai Kd
berharga tetap terhadap perubahan waktu, artinya setelah pengocokan selama 7 hari banyak Cs137 yang "keluar" dan "mas uk" benton it dari larutan telah stabil. Dari hasil kinetika sorpsi ini kemudian dilanjutkan dengan percobaan pengaruh asam humus, atau dengan kata lain bahwa percobaan pengaruh asam humus terhadap interaksi Cs-137-bentonit
pada kondisi larutao pH
yang berbeda baru dapat dilaksanakan setelah percobaan kinetika sorpsi mencapai hari ke-7.
I-
100 250 ~ ¢ 150 200 ~ ~0 500 -
- ••
•• •• •
• ....••. • :
,
3
6
9
12
t (Iuui) Gb.l Kinetika sorpsi Cs-137 ke benton it 2. Pengaruh asam humus terhadap interaksi Cs-137-bentonit pad a kondisi pH larutan berbeda. HasH percobaan ditunjukkan pada Gambar 2. Setelah dicapai keadaan setimbang, larutan yang berisi Cs-137 dan benton it diberi asam humus dan larutan buffer sebagai pengubah pH larutan. Kondisi pH larutan yang berbeda diberi notasi 0
0
A dan •.
100 60 40 -.-. e ;::;. ::c: 20 12 ""0
t)J)
80 0
15
18
21
24
t (ban) Gb.2 Pengaruh pH larutan terhadap desorpsi Cs-137 oleh asam humus dari bentonit
51
Hasil desorpsi Cs-137 dari bentonit ke larutan terlihat memberikan dengan lainnya, terutama antara notasi yang terjadi pada
0
0
0852 - 2979
ISSN
Hasil Penelitian clan Kegiatan PTLR Tahun 2006
0
0
A dan •.
hasil yang beragam satu
Hal ini disebabkan kondisi pH larutan
A, diperoleh pH: 0,24 - 0.65.
Sedangkan pada notasi .,
pH larutan
sekitar 4. Pada kondisi keasaman larutan yang seperti ini (pH: 0,24 - 0.65) asam humus sarna sekali tidak berperan, karena pada kondisi pH dibawah 2,5 gugus fungsional asam humus belum aktif[6] sehingga desorpsi Cs-137 ke larutan hanya disebabkan oleh adanya gangguan perubahan volume larutan. Sedang pada kondisi pH: 4 telah terbentuk gugus fungsional pada asam humus, akan tetapi karena konsentrasi asam humus yang kecil maka kemampuan
menarik Cs-137 dari
bentonit juga tidak besar .. Walaupun begitu hasil yang diperoleh menunjukkan
bahwa nilai Kd
pada kondisi pH: 4 lebih kecil dibandingkan dengan yang lainnya. Hasil ini telah menunjukkan adanya pengaruh pH larutan terhadap kemampuan asam humus untuk mempengaruhi
interaksi
antara benton it dan Cs-137, walaupun hasil yang diperoleh belum maksimal. Kisaran pH air tanah antara 4 sampai 7 akan sangat mempengaruhi peran dari asam humus untuk "menarik" RN yang telah terserap oleh bentonit kembali ke air tanah dan sekaligus asam humus dapat berperan sebagai pengemban dari RN ke biosfer [7]. KESIMPULAN Telah dilakukan percobaan pengaruh pH larutan terhadap desorpsi Cs-13 7 oleh asam humus dari bentonit. Dari hasil kinetika sorpsi Cs-137 ke benton it diperoleh bahwa keadaan setimbang diperoleh setelah pengocokan sample mencapai lebih dari 7 hari. Nilai Kd pada kondisi pH: 4 lebih kecil dibandingkan
dengan yang lainnya. Hasil ini menunjukkan
adanya pengaruh pH
larutan terhadap kemampuan asam humus untuk mempengaruhi interaksi antara bentonit dan Cs137. UCAP AN TERIMA KASm Ucapan terima kasih kepada Bapak Drs. Heru Umbara, Sdr. Drs. Heni Suseno MSi dan Sdri. Wahyu Retno P., A.Md atas bantuan analisis Cs-137 di lab BRK-PTLR. DAFTAR PUSTAKA 1. BUFFLE, J.: "Complexation
Reactions in Aquatic System: An Analytical Approach", Ellis
Horwood, New York (1990). 2. CHOPPIN,
G.R.: "The Role of Natural Organics in Radionuclide
Aquifer System". Radiochim. Acta 58/59, 113 (1992).
52
Migration
in Natural
ISSN 0852 - 2979
Hasil Penelitian don Kegiatan PTLR Tahun 2006
3. KIM, J.I.: "Actinide Colloid Generation in Groundwater". Radiochim. Acta 52/53, 71 (1991). 4.
WEBER, J. H.: Humic Substance and Their Role in the Environment, John Wiley and Sons, Inc., New York (1998).
5. LUMINGKEW AS,
S.: Konversi
Bentoni/-Ca
Menjadi
Bentonit-Na
Melalui
Teknik
Pertukaran Ion, Tesis Magister Sain, Universitas Gadjahmada, Yogyakarta (1996) 6.
SETIA WAN, B. :"Karakterisasi Asam Humus Secara Titrasi: Penentuan Konsentrasi Gugus Fungsional
(CR)
Total dan Derajat Disosiasi (a.)", 1. Teknol. Pengelolaan Limbah, Vol. 6 No.
2, P2PLR-BA TAN, 38 (2003). 7.
WARREN, DR., SEBESTYEN,
SD.,JOSEPHSON,
DC., LEPAK, JM., KRAFT, CE.,
"Acidic Groundwater Discharge and In-situ Egg Survival in Redd of Lake-Spawning Brook Trout", Trans. The Am. Fisheries Soc. 134, 1193-1201 (2005).
CO"
J.J
