PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
ANALISIS RADIOAKTIVITAS GAMMA SAMPEL AIR DAN SEDIMEN SUNGAI SEROPAN SEMANU GUNUNGKIDUL TAHUN 2006 Iswantoro, Suhardi, Tri Rusmanto, Mulyono Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BA TAN
ABSTRAK ANALISIS RADIOAKTIVITAS GAMMA SAMPEL AIR DAN SEDIMEN SUNGAI SEROPAN SEMANU, GUNUNGKIDUL TAHUN 2006. Kualitas air sungai bawah tanah Seropan sebagai bahan air rumah tangga dapat dipantau melalui radioaktivitas. Telah dilakukan analisis kualitas air tersebut dengan menganalisis radionuklida pemancar y,. Sampel sedimen dan air diambil pada bulan Februari dan Agustus 2006. Hasil pengukuran parameter kualitas air sungai Seropan untuk radionuklida TI-208 dalam air maksimum 6,267 mBq/L dan K-40 adalah 7,07 mBq/L. Semua radiaktivitas (TI-2008 dan K-40) masih di bawah konsentrasi maksimum menurut SK Kepala BAPETEN No 02/Ka-BAPETENN-99. Sampel sedimen tidak dapat dibandingkan karena belum tercantum dalam baku mutu perairan. Hasil identifikasi radionuklida alam pemancar gamma pada sampel air sungai adalah TI-208 dan K-40 sedangkan pada sampel sedimen terdeteksi lebih banyak yaitu TI-208, Ac-228, Ra-226, Pb-212, Pb-214, Bi-214, Ac-228, Ac-228 dan K-40.
ABSTRACT ANAL YSIS OF GAMMA RADIOACTMTY IN SEDIMENTS AND WATER SAMPLES OF SEROPAN RIVER YEAR 2006. Seropan river water quality as residential water resources can be controlled by radioactivity. The water quality with the parameters of y radionuclide, have been experimentally conducted. The sediment and water samples have been taken at February and August 2006. Measurement result of Seropan river water quality showed that the maximum water radionuclide of T/-208 was 6,267 mBq/l and K-40 was 7,07 mBq/l. All the radioactivity (TI-2008 and K-40) were lower than maximum permissible for water condition that decided by SK Kepala BAPETEN No 02/Ka-BAPETENN-99. Sediment sample can not be evaluated because it was not included yet in the river water quality. Natural radionuclides gamma transmitter identified in river water samples were TI-208 and K-40. More element detected in sediment samples, they were, TI-208, Ac-228, Ra-226, Pb-212, Pb-214, Bi-214, Ac-228, Ac-228 and of K-40.
PENDAHULUAN
Kondisi terjadi
kekeringan pada daerah di di Gunungkidul sebelah selatanterutama hingga ke pantai selatan. Hal ini tidak sesuai dengan bagian bawah permukaan tanah yang terdapat beberapa buah aliran sungai bawah tanah. Jumlah sungai bawah tanah secara pasti belum diketahui, namun dibeberapa lokasi seperti Bribin, Seropan, Ngobaran dan Baron terdeteksi aliran sungai-sungai tersebut. Air sungai bawah Seropan akan dipergunakan untuk keperluan air rumah tangga (air bersih), maka harus dipantau melalui parameter Iswantoro, dkk.
fisik, kimia, dan biologi baik pada musim kemarau maupun penghujan. Air merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat penting/pokok bagi kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Oalam hal ini kualitas air perlu diperhatikan supaya dapat dimanfaatkan secara optimal. Tentunya perlu upaya pelestarian keselamatan lingkungan perairan untuk menjaga kelangsungan hidup manusia dan komunitas pengguna air disekitamya. Upaya pelestarian merupakan suatu cara untuk memelihara dan mempertahankan kualitas pada kondisi alamiahnya.
ISSN 1410 - 8178
189
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR Pusot Teknologi Akselerotor don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
Efluen radioaktif eair dapat terlepas ke dalam sungai mengikuti arus, muara atau laut bebas. Radionuklida yang terlepas ke sungai terdispersi oleh aliran air dan proses sedimentasi. Radionuklida yang terlepas ke sungai akan mengiradiasi manusia melalui iradiasi eksternal dan iradiasi internal dari sedimen dan melalui ingesi air minum dan makanan yang berasal dari sungai(l). Kualitas air sungai pada musim kemarau dipengaruhi terutama oleh kualitas sumber air (belik/luweng) yang mengalir ke sungai. Pada musim penghujan, kualitas air sungai dipengaruhi oleh selain kualitas sumber air juga oleh kualitas air hujan yang masuk ke sungai, baik yang langsung maupun setelah melewati lahan pertanianJ perkebunan, area industri atau pekarangan rumah tangga. yang akhirnya masuk ke sungai Seropan. Adapun tujuan analisis dan penentuan ini antara lain adalah agar dapat dipunyai data kualitas air dan sedimen sungai Seropan dengan parameter jenis radionuklida alam pemanear y. Data hasil pengukuran parameter air tersebut pada sampel air di Sungai Seropan, kemudian dibandingkan dengan Keputusan Kepaka Bapeten No 02/KaBAPETEN/V-99. Pengambilan sampel lingkungan dilakukan pada bulan Februari (musim penghujan) dan Agustus (musim kemarau) 2006. Diharapkan data uji kualitas air sungai Seropan ini dapat dipakai sebagai salah satu pertimbangan oleh yang berwenang dalam pemanfaatan air sungai Seropan. TATA KERJA Bahan Sampel air dan sedimen dari sungai bawah tanah Seropan, sumber standar multi gamma (Eu152) untuk kalibrasi alat. Alat Penggerus, ayakan, alat gelas, pH meter, termometer, timbangan, alat eaeah ~ total (dengan Geiger Mueller, GM), unit spektrometer y (dengan detektor Ge(Li) dan software Maestro 11, Ortee) dan peralatan pembantu lainnya.
dan perlakuan awal .-:uplikan yang dilakukan oleh TAFTAZANI dkk[3]. 2. Preparasi Cuplikan dan peneaehan untuk air a. Air sungai 1000 ml dimasukkan dalam labu ukur 1000 ml dengan corong yang telah diberi kertas saring. Setelah itu dimasukkan dalam eawan porselin, dipanaskan sampai volumenya ± 20 ml. b. Hasil dari pemekatan air sungai kemudian dimasukkan dalam vial peneaeahan untuk radionuklida pemanear gamma, alat yang digunakan spektrometer gamma dengan detektor Ge(Li). e. Dilakukan kalibrasi tenaga dan kaliberasi efisiensi detektor Ge (Li) yang sebelum dilakukan pencaeahan euplikan. d. Cuplikan residu 20 ml dalam vial, kemudian dilakukan peneaeahan menggunakan spektrometri gamma dengan waktu eacah selama 7200 jam. e. Perhitungan dan persamaan hasi pencacahan seperti yang pernah dilakukan oleh radionuklida pemanear gamma dilakukan seperti yang telah dilakukan oleh TAFTAZANI dkk[3] dan SUKIRNO[4] 3. Preparasi Cuplikan dan peneaehan untuk air a. Cuplikan sedimen diambil sebanyak 2 plastik 1 kg dari setiap lokasi. Kemudian sedimen diletakkan dalam nampan dan dikeringkan pada suhu kamar. Sedimen ini akan kering dalam waktu ± I bulan. b. Sedimen kering dihilangkan kotoran dan kemudian sedimen diayak kasar dengan ayakan biasa lalu ditumbuk dengan alat penumbuk Stainless Steel selanjutnya disaring 100 mesh,·· kemudian diserbasamakan. e. Sedimen kering ditimbang seberat 100 gram dalam wadah caeah, dan siap dilakukan peneaeahan radioaktivitas untuk identifikasi radionuklida. d. Perlukuan peneaeahan beta total dan radionuklida pemanear gamma dilakukan seperti yang telah dilakukan oleh TAFTAZANI dkk[3] dan SUKIRNO[4j.
Cara kerja I. Pengambilan euplikan (Sampling) Sampling dilakukan 2 kali yaitu pad a bulan Februari 2006 (musim penghujan) dan pad a Agustus 2006 (musim kemarau). Pengukuran suhu, pH diukur pada saat pengambilan sam pel, dimasing-masing lokasi. Cuplikan diambil dari di tiga lokasi sungai bawah tanah Seropan yaitu di daerah lokasi I (LS I) dam, lokasi 2 (LS2) air terjun I (400 meter dari hilir dam) dan lokasi 3 (LS3) air terjun 2. Pengambilan air dan sedimen pad a kedua musim dilakukan seperti prosedur 190
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penentuan parameter fisika, dan kimia pad a air sungai Seropan dapat dilihat pad a Tabel I. Pengambilan sam pel dilakukan pad a musim penghujan Februari 2006 dan pad a musim Kemarau Agustus 2006. Setelah sampel lingkungan diperhatikan sesuai dengan tujuan analisisnya, kemudian dilakukan pengukuran-pengukuran parameternya. Hasil penentuan parameter fisika, dan kimia pada
ISSN 1410 - 8178
Iswantoro, dkk
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
air sungai bawah tanah Seropan dapat dilihat pada Tabel 1. Untuk bau dan rasa baik itu musim penghujan dan kemarau akan sarna saja, untuk bau adalah tidak berbau dan rasa tidak berasa secara visual. Perbedaan suhu an tara suhu air dan udara adalah sekitar 2°C, maka menurut baku mutu yang ada telah memenuhi persyaratan. Untuk pH hasil pengukuran berkisar 6,8 - 6,8 sedangkan menurut baku mutu pH berkisar 6,5 - 8,8 sehingga memehuhi syarat untuk air minum. Baku mutu menurut Keputusan Gubemur Kepala Daerah
Dari hasil
identifikasi
radionuklida
alam
pemancar gamma pada sam pel air sungai dan sedimen terlihat bahwa pada sampel sedimen radionuklidanya lebih banyak dari pada yang terdapat pada sam pel air sungai. Hal ini dapat disebabkan karena afinitas radionuklida untuk berasosiasi dengan sedimen dan partikel-partikel sedimen lebih tinggi daripada afinitas radionuklida terhadap air.
Istimewa Y o~akarta No/2 I 4/KPTSI I99 I mengenai Baku Mutu 6) Air Golongan B, untuk air rumah tanggalbahan air PDAM, berarti air sungai tersebut masih baik dari segi parameter suhu, pH, bau dan rasa. Aktivitas Radionuklida Gamma (V)
Alam
Pemancar
lSl
LS2 Lokasl
Dari hasil pengukuran dan perhitungan maka didapatkan harga aktivitas radionuklida alam pemancar gamma pada sampel air sungai dan sedimen sungai Seropan disajikan pada Tabel I dan 2. Dari hasil perhitungan aktivitas radionuklida alam pemancar gamma pada sampel air sungai Seropan, bahwa aktivitas TI-208 rerata pada air sungai bawah dam Seropan lebih besar dibandingkan dengan aktivitas TI-208 pada sampel air sungai hulu Seropan dan yang paling kecil aktivitasnya adalah air sungai atas dam Seropan. Sedangkan untuk aktivitas K-40 pada sampel air sungai hulu Seropan lebih besar dibandingkan dengan air sungai bawah dam Seropan dan yang paling kecil aktivitas K-40 adalah pada sampel air sungai atas dam Seropan. Radionuklida TI-208 dan K-40 yang terukur TI-208 (583 KeY) dengan radioaktivitas berkisar 0,602 mBq/lsampai dengan 6,267 mBq/1 dan K-40 (1460 KeY) 2,703 mBq/lsampai dengan 7,07 mBq/1. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada perbandingan konsentrasi histogram pada Gambar I. Konsentrasi aktivitas jenis radionukli-da tersebut masih dibawah baku mutu menurut Surat Keputusan Kepaka Bapeten No 02/KaBAPETEN/V-99 Surat Keputusan Kepaka Bapeten No 02/Ka-BAPETEN/V-99. Jakarta (1999)(2).
lSJ
Sdmpting
Gambar
I. Histogram berbandingan konsentrasi radionuklida dalam air pada musim penghujan dan kemarau. Hasil identifikasi radionuklida alam
pemancar gamma pada sampel sedimen sungai terdeteksi ada 8jenis radionuklida yaitu TI-208 (75 KeY), Ac-228 (93 KeY), Ra-226 (186 KeY), Pb212 (238 KeY), Pb-214 (295 KeY), Bi-214 (608 Kev), K-40 (1460 KeY). Dari keseluruh radionuklida dalam sedimen, K-40 mempunyai konsentrasi terbesar dibanding lainnya, konsentrasi terukur berkisar 6,52 Bq/kg 8,69 Bq/kg, dan mempunyai konsentrasi yang merata atau satu sarna lainnya tidak mencolok, hal ini dapat dilihat pada perbandingan histogram Gambar 4. K-40 tersebut merupakan radionuklida alam yang dominan di lingkungan dan cara perhitungan untuk mengetahui konsentrasi K-40 dalam sedimen dicontohkan pada bagian lampiran. Radionuklida lainnya pada musim kemarau konsentrasi rata-rata lebih tinggi dari pada musim penghujan, dapat dilihat pada perbandingan histogram Gambar 2 dan Gambar 3. Dari ketujuh radionuklida tesebut, radionuklida Ra-226 yang mempunyai perbandingan terkecil konsentrasinya yaitu sebesar 0,3 I Bq/kg terdapat di lokasi sampling
III.
Tabel I. Hasil pengukuran Parameter air Sungai Seropan. suhu udara dan air, Suhu (oC) Perbedaan Baku Mutu 28/30 Rasa Lks-2 Lks-1 Lks-3 Metode Parameter 28/30. 27/29 28/30 Idk berbau Bau Idk rasa pH Thermometri 2006 Potensiometri T6,5 dk berbau Sam el air 2006 6,0. 6,0 6,8 6,0 -be 8,5 Orqanolep-lik 6,8Februari AQustus 27/29
Iswantoro, dkk.
Tdk be rasa
ISSN 1410 - 8178
mak. 3°C
191
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusot Teknologi Akselerotor don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
OV..-1Ji ••
~
~
aU/o)\I
.fJ·l:!'
a~
·11'/1
2,5
!
2
'"
gr::
Pb-111
aVb·}U
1.5
~ g
1
><
O.S
o LSl
LS3
Lobsi~mpline
Gambar
2. Histogram berbandingan konsentrasi radionuklida dalam sedimen pad a musim penghujan
5,3
3,59-,34
L51
5,11 5,18
II
110-226
Hl,93 I I 3,76
DI'I>-212
l52
lokasi sampling
3. Histogram berbandingan konsentrasi radionuklida dalam sedimen pada musim kemarau.
9 8 7
! (, ~
.••5
l!
e
4
~
3 2
,:1
1 o LSl
LS3
LS2
lok."
Gambar
Surat Keputusan Kepaka Bapeten No O2IKaBAPETENIV -99 Surat Keputusan Kepaka Bapeten No 02/Ka-BAPETENIV-99. DAFT AR PUSTAKA
5.7
Gambar
(186 KeY), Pb-212 (238 KeY), Pb-214 (295 KeY), Bi-214 (608 Kev), K-40 (1460 KeY). Aktivitas rata-rata radionuklida untuk air dan sedimen pada musim kemarau>musim penghujan. 2. Radionuklida TI-208 dan K-40 yang terukur TI208 (583 KeY) dengan radioaktivitas berkisar 0,602 mBq/1 sampai dengan 6,267 mBq/1 dan K40 (1460 KeY) 2,703 mBq/lsampai dengan 7,07 mBq/1. Konsentrasi aktivitas jenis radionuklida tersebut masih dibawah baku mutu menurut
Somplinc
(K·40)
4. Histogram berbandingan konsentrasi radionuklida K-40 dalam sedimen pada musim penghujan dan kemarau.
I. CHEYY CAHY ANA., "Analisis Radionuklida pad a Sampel Tanah Pennukaan di Itigashi Ishikawa Jepang." Proseding Seminar Teknologi Pengolahan Limbah Y, PTLR-BATAN Serpong, Tanggerang (2007) 2. ANONIM., Surat Keputusan Kepaka Bapeten No 02/Ka-BAPETENIV -99. Jakarta (1999) 3. AGUS TAFTAZANI, dkk, 2000, PoIa Penyebaran Radioaktivitas Ct, ~ dan Kandungan Radionuklida dalam Cuplikan Kerang Hijau ( Mytilus Yiridis L), Sedimen dan Air Laut di Pantai Cirebon dan Pantai Losari Jawa Bara!, Prosiding Pertemuan dan Presentasi I1miah Penelitian Dasar I1mu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM- BAT AN, Yogyakarta. 4. SUKIRNO. SUDARMADJI., "Pengukuran Radioaktivitas Gamma, Beta dan Identifikasi Radionuklida dalam Sedimen dan Air Sungai" . Prosiding PPI]D1PTN, P3TM-BA TAN. Yogyakarta (2001) 5. ANON 1M, 1991, Keputusan Gubernur Kepala Daerah lstimewa Yogyakarta, Pemerintah Prop DIY, Yogyakarta. 6. ERDTMANN,G and SOYKA, W, 1979, Gamma ray of the Radionuc/ides Tables for Applied Gamma Ray Spectrometry, Ney York, Wienhein.
KESIMPULAN
LAMPI RAN
I. Hasil identifikasi radionuklida alam pemancar gamma pada sam pel air sungai terdeteksi dua jenis radionuklida yaitu TI-208 (583 KeY) dan K-40 (1460 KeY). Untuk sam pel sedimen ada delapan jenis radionuklida yang terdeteksi yaitu TI-208 (75 KeY), Ac-228 (93 KeY), Ra-226
Hasil pengukuran aktivitas radionukJida alam pemancar gamma pada sampel air sungai b~wah tanah Seropan
192
ISSN 1410 - 8178
Iswantoro, dkk
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta,
28 Agustus 2008
Tabel 2. Radionuklida alam dalam air sungai bawah tanah Seropan. Radionuklida ( mBq / I ) Energi583 Aktiyitas4,817 TI-208 K-40 5,251 0,844 Sampling 5,425 2,703 5,538 2,976 3,525 0,602 6,267 7,07 Februari 0,963 Sampling Agustus 20062006 Isotop Kode
Tabel 3. Hasil pengukuran Aktiyitas aktiyitas radionuklida pel Sedimen. Radionuklida pada ( Bq sam / k{!) PbPb-212 Bi-214 2Energi 14 Ac-228 Pb-2 Pb-214 TI-208 K-40 12 Ra-226 SamDling Agustus 20062006 5,187 0,87 0,99 0,78 1,19 0,31 7,59 4,99 2,50 3,76 1,01 Februari 6,24 7,87 8,42 2,88 2,27 0,48 0,44 0,39 0,77 3,89 1,56 1,25 0,89 1,38 1,07 SamDlin{! 8,695 5,51 4,61 2,32 5,30 4,13 7,87 3,93 3,59 3,01 3,34 5,70 1,61 6,52 583 583 583 Kode Isotop
Hasil
identifikasi
radionuklida
alam
pemancar gamma pada sam pel sedimen sungai terdeteksi ada 8 jenis radionuklida yang terdeteksi yaitu TI-208 (75 KeV), Ac-228 (93 KeV), Ra-226 (186 KeV), Pb-212 (238 KeV), Pb-214 (295 KeV), Bi-214 (608 Key), K-40 (1460 KeV). Dari keseluruh radionuklida dalam sedimen, radionuklida K-40 yang mempunyai konsentrasin terbesar dibandingkan lainnya, dimana konsentrasi yang terukur berkisar 7,87 Bq/kg sampai dengan 8,69 Bq/kg, konsentrasi radionuklida K-40 mempunyai konsentrasi yang merata atau satu sarna lainnya tidak mencolok, hat ini sejelas dapat dilihat pada perbandingan histogram Gambar 4. Cara perhitungan untuk mengetahui konsentrasi K-40 dalam sedimen dicontohkan pada bagia lampiran. Radionuklida lainnya pada musim kemarau konsentrasi rata-rata lebih tinggi dari pada musim penghujan, dapat dilihat pada perbandingan Iswantoro, dkk.
histogram Gambar 2 dan Gambar 3. Dari ketujuh radionuklida tesebut radionuklida Ra-226 yang mempunyai perbandingan terkecil konsentrasinya yaitu sebesar 0,31 Bq/kg terdapat di lokasi sampling III.
Contoh perhitungan K-40 Sedimen pada musim penghujan lokasi III. Berat sedimen yang akan diidentifikasi radionuklidanya adalah 100 mg Lama pencacahan cuplikan 7200 detik Hasil pencacahan (He) I = 47 2 =48 Hasil cacah latar (CL) = 44 Persamaan kalibrasi efisiensi = y = 14,967.x·I,IOI Atau bila di In-kan akan menjadi = In y = In 14,967 - 1,101In(x) Dimana y = efisiensi (%) dan x = tenaga Cacah bersih = HC - CI = 47 - 44 = 3,0 K-40 mempunyai tenaga 1460,7 keY
ISSN 1410 - 8178
193
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
Tenaga yang dimiliki oleh K-40 masukkan kedalam persamaan kalibrasi efisiensi Perhitungan menjadi Iny=ln 14,967-1,10] In(1460,7) In y = 2,705848 - 8,022624 = 5,316777 Y = 0,0049 Jadi efisiensi K-40 pada tenaga 1406,7 adalah 0,0049 atau (0,49 %) Laju cacah per sekon (cps) Cps 1 = cacah bersih/ waktu = 3/7200 = 0,000317 CPS 2 = cacah bersihl waktu = 4/7200 = 0,000555 Aktivitas (dps)
. 1 =--= .'pJ-l aps\'. f
194
----= 0.10-
O,ovil.HT
.c,\)o ••~
d s-
1=
rp.:i-1
=
\:t.ifOifH~
= 1 059
P \.'" t·v~.,V.r ;'\;"''''...",'~ ,\n.'~{Q .•.• ,'~.••~, t Aktvitas jenis-I = dps/berat cuplikan = 0,605 dps/O,1 kg = 6, 05 Bq/kg Aktivitas Jenis-22. = 1,059 dps/O,] kg 10,59 Bq/kg Rerata aktivitas jenis = (6,05 + 10,59)/2 8,42 Bq/kg
0605 •
ISSN 1410 - 8178
Iswantoro,
dkk
