jurnal p

Prosiding Seminar �asional Teknologi Pengolahan Limbah VI

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATA� ISSN 1410-6086

Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK

141

APLIKASI TEKIK UKLIR UTUK STUDI GEOKROOLOGI SEDIME

DI PERAIRA PATAI LOKASI TAPAK PLT UJUG LEMAHABAG,

SEMEAJUG MURIA

Heni Susiati*, Ali Arman Lubis**, Yarianto SBS*, Fepriadi*, Sarmin*

*) Pusat Pengembangan Energi Nuklir - BATAN

**) Pusat Aplikasi Teknologi Iradiasi - BATAN

ABSTRAK

Penyelidikan geokronologi dari 8 coring sedimen yang dikumpulkan dari perairan pantai

Semenanjung Muria telah dilakukan dengan menggunakan radionuklida alam 210Pb sebagai perunut melalui

analisis profil akumulasi unsupported 210Pb dalam sedimen. Sampel sedimen coring diambil menggunakan

gravity core dari 8 lokasi di daerah perairan pantai Semenanjung Muria, dan dilakukan preparasi serta

analisis dengan spektrometer alpha. Hasil analisis unsupported 210Pb menunjukkan bahwa lapisan paling

bawah yang dapat ditentukan dengan metode radionuklida alam 210Pb yaitu pada kedalaman coring sediment

antara 19 - 28 cm mempunyai umur 96 – 128 tahun.

ABSTRACT

This investigation of geochronology of eight sediment cores, collected from Muria peninsula

coastal has been carried out using natural radionuclide 210Pb as a tracer through the sediment accumulation

profile of unsupported 210Pb. Sediment samplse were collected using gravity core from 8 locations in Muria

Peninsula coastal area. Sample was prepared and then analyzed using alpha spectrometer. The result of

unsupported 210Pb analysis shows that at statios with the depth of 19 – 28 cm the sediment are 96 – 128 year

old.

PEDAHULUA

Salah satu kriteria pemilihan tapak

PLTN adalah aman dari faktor penolak

(exclusion factors). Disamping itu juga

dipertimbangkan factor kecocokan

(suitability factor) karena akan

mempengaruhi biaya konstruksi dan operasi

PLTN. Dinamika transport/ angkutan

sedimen pantai di tapak PLTN dimana

sebagian besar PLTN dibangun tidak jauh

dengan sumber air terbuka seperti perairan

pesisir laut yang digunakan sebagai fasilitas

air pendingin sebelum proses pembangunan

perlu dilakukan evaluasi yang mendalam.

Perairan Ujung Lemahabang sebagai calon

tapak PLTN saat ini telah mengalami proses

abrasi yang cukup mengkawatirkan. Hal ini

dikarenakan pesatnya pertumbuhan industri,

seperti adanya PLTU Tanjungjati,

penambangan pasir besi dan kepadatan

penduduk. Proses sedimentasi akan

menyebabkan terjadinya pendangkalan yang

cukup tinggi sehingga akibatnya dapat

mengganggu kegiatan kegiatan lalu lintas

transportasi peralatan berat di perairan laut

ke lokasi tapak pada waktu konstruksi

PLTN, sehingga permasalahan sedimentasi

harus dievaluasi dalam rencana

pembangunan PLTN. Sehubungan dengan

hal tersebut maka pada studi ini akan

dilakukan pemodelan transport sedimen di

perairan tersebut dalam rangka persiapan

pembangunan PLTN di Indonesia.

Penentuan umur sedimen sedimen

dengan teknik radioisotop alam 210Pb telah

digunakan secara luas baik di danau maupun

di perairan laut. Pengukuran aktivitas

spesifik 210Pb pada lapisan sedimen coring

dapat menentukan umur sedimen hingga

sekitar 150 tahun ke masa lampau. Sehingga

penentuan umur sedimen dengan 210Pb

sangat sesuai untuk digunakan sebagai tool

untuk kajian perubahan dan kejadian dalam

periode dimana aktivitas manusia mulai

memberi dampak pada lingkungan dengan

adanya perubahan yang signifikan pada

lingkungan sekitar.

Radionuklida 210Pb adalah salah satu

anak luruh 238U, keberadaannya dalam

sedimen berasal dari proses: (1). 226Ra

meluruh dan terbentuk gas 222Rn yang

terpancar ke udara hingga terbentuk 210Pb

excess (unsupported), kemudian turun ke

permukaan dan berikatan dengan partikel

suspensi dan mengendap bersamaan

membentuk lapisan sediment; (2) yang

terbentuk karena adanya peluruhan 226Ra

yang terdapat dalam sedimen tersebut

melalui proses kesetimbangan dan meluruh

menjadi 210Pb (supported).




142

Penelitian ini bertujuan untuk estimasi

umur sediment menggunakan radionuklida

alam Pb-201 sebagai perunut melalui

analisis profil unsupported Pb-210 dalam

sedimen coring daerah Semenanjung Muria

sebagai data dasar dalam persiapan

pembangunan PLTN Muria.

BAHA DA METODE

Penelitian dilakukan di daerah pesisir

Semenanjung Muria yang direncanakan

sebagai lokasi untuk pembangunan PLTN.

Sampel sedimen core diambil pada bulan

Juni 2007 dengan titik sampling seperti

terlihat pada Gambar 1. Data lengkap

pengambilan sedimen core dicantumkan

pada Tabel 1.

Gambar 1. Peta lokasi pengambilan sampel sedimen coring (titik 1 sampai dengan 11) di daerah

Pesisir Semenanjung Muria.




143

Tabel 1. Data sedimen core.

Titik

sampling

Posisi Panjang

sampel (cm)

Kedalaman

(m) Remarks

Lintang Bujur

1. 060 23’ 99,3” 110

0 56’ 06,7” 44,5 3,5 St1

2. 060 23’ 42,2” 110

0 54’ 27,5” 47 4,5 St2

3. 060 23’ 18,4” 110

0 52’ 48,2” 43 8,5 St3

4. 060 23’ 32,6” 110

0 50’ 16,7” 36,5 9,5 St4

5. 060 24’ 01,0” 110

0 47’ 06,0” 35,5 11,5 St5

6. 060 22’ 30,3” 110

0 47’ 09,0” 50 24,5 St6

7. 060 24’ 00,2” 110

0 45’ 11,2” 43 21 St7

8. 060 25’ 49,1” 110

0 44’ 01,7” 46 12 St8

Pengambilan sampel dilakukan pada

bulan Juni 2007 di daerah pesisir

Semenanjung Muria. Sampel sedimen coring

diambil menggunakan gravity core dari

bahan stainles teel (housing) yang bagian

dalam dilapisi dengan pipa akrilik. Pipa

akrilik berfungsi untuk menghindari

kontaminasi logam berat pada sampel

sedimen. Sampel sedimen core didinginkan

dengan es batu untuk menghindari adanya

percampuran antar lapisan sedimen dan

posisi sedimen diupayakan selalu tegak.

Sampel yang telah beku selanjutnya

dipotong-potong setiap 1 cm pada bagian

atas, 2 cm pada bagian tengah dan 3 cm

pada bagian bawah.

Perlakuan sampel selanjutnya

dilaksanakan di laboratorium Kelautan dan

Kimia, Bidang Sumber Daya Alam dan

Lingkungan, Pusat Aplikasi Teknologi

Isotop dan Radiasi, BATAN.

Setiap lapisan sedimen ditimbang berat

basah dan selanjutnya dilakukan

pengeringan dengan oven pada suhu 600C

selama sekitar 3 hari. Pengeringan bertujuan

untuk mendapatkan persentase kandungan

air dalam sedimen. Sedimen yang telah

kering, digerus dengan mortar hingga halus

dan diambil 3 g untuk dianalisis kandungan 210Pb dan 1 g untuk kandungan logam berat.

Proses preparasi selanjutnya adalah

destruksi sedimen untuk analisis 210Pb.

Secara singkat adalah pada 3 g sampel

sedimen kering diteteskan larutan standar 209Po sebagai tracer sebanyak 0,169 Bq

sebagai tracer, ditambahkan 10 mL

HCl(1:1), 10 mL HNO3(1:1), 15 mL H2O

dan beberapa tetes H2O2 dan dipanaskan

pada suhu 800C sampai kering. Kemudian

ditambahkan 10 mL HCl (1:1) dan 40 mL

H2O dan dipanaskan dan disaring. Filtrat

dipanaskan sampai kering hingga terbentuk

endapan dan ditambahkan 4 mL HCl (1:1)

dan diaduk. Selanjutnya ditepatkan

volumenya menjadi 100 mL dengan

menambahkan HCl 0,3N dan juga

ditambahkan 400 mg asam askorbat. 50 mL

diambil untuk deposisi spontan 210Po dan

209Po pada tembaga (Cu) disk, sedangkan

sisanya sebanyak 50 mL digunakan untuk

pengukuran logam berat dengan metode

AAS.

Kedua isotop 210Po dan

209Po dicacah

dengan alpha spektrometer produksi

Canberra dengan detektor PIPS (Passiveted

Implanted Planar Silicon) area 450 mm2,

resolusi 20keV dan kondisi vakum.

Pencacahan dilakukan selama sekitar 3 jam

dan energi yang digunakan adalah 4,88 MeV

untuk 209Po (tracer) dan 5,305 MeV untuk

210Po. Pengukuran background dilakukan

pada periode yang sama dengan pengukuran

sampel dan hasilnya dikurangkan pada hasil

pengukuran sampel.

Metode APN, 200 mg masing-masing

lapisan sedimen core dari lokasi core 5, core

7 dan core 8 dimasukkan kedalam vial

kantong plastik dan digunakan standar

sedimen IAEA 405 sebagai pembanding.

Sedimen diiradiasi di Reaktor Riset

Siwabessy, PRSG - BATAN, kawasan

PUSPIPTEK Serpong.

Perhitungan aktivitas:

Aktivitas Pb-210 excess berubah

terhadap waktu sesuai dengan persamaan:

dengan C(o) adalah konsentrasi Pb-210

excess pada lapisan permukaan sedimen.

Sehingga umur (t) lapisan sedimen adalah;




144

Kumulatif Pb-210 excess A pada

lapisan sedimen yang dibawah lapisan

tertentu pada waktu t menggunakan rumus;

Dengan A(o) adalah jumlah

total Pb-210 excess pada kolom sedimen, k

adalah konstanta peluruhan Pb-210,

, T1/2 Pb-210=22,3 tahun. A dan

A(o) dihitung dari penjumlahan Pb-210

excess sepanjang core. Sehingga umur

sedimen pada lapisan tertentu (lapisan x)

adalah:

HASIL DA PEMBAHASA

1. Porositas.

Hasil analisis persentase kandungan air

(porositas) sedimen core ditampilkan

pada Gambar 2a sampai dengan

Gambar 2h. Kadar air pada semua core

pada umumnya semakin berkurang

dengan bertambahnya kedalaman,

kecuali pada core stasiun-1 dan stasiun-

2. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi

pemadatan lapisan sedimen pada lapisan

bawah oleh lapisan sedimen diatasnya.

Pada stasiun-1 dan stasiun-2, sedimen

diambil berdekatan dengan muara

sungai Tajung, Ujung Watu, pada

kedalaman hanya 3,5 m dan 4,5 m.

Tingginya dinamika air akibat seperti

pasang surut di daerah muara akan

mempengaruhi pelapisan sedimen di

daerah tersebut. Sedangkan pada core

yang lainnya diambil dari lokasi yang

cukup dalam, sehingga pengaruh dari

pasang surut tidak sebesar di daerah

muara atau tepi laut. Sedimen pada

seluruh sampel dari stasiun-1 sampai

dengan stasiun-8 mengandung lebih

banyak lumpur halus (clay). Demikian

juga pada sepanjang core dari lapisan

permukaan hingga lapisan paling bawah

pada masing-masing lokasi umumnya

mengandung lebih banyak clay.

Kandungan air (porositas) pada seluruh

sedimen core berkisar antara 40%

hingga 60% kecuali pada stasiun-3,

stasiun-4 dan stasiun-5 hingga mencapai

70% pada lapisan permukaan.

2. Umur sedimen.

Hasil pengukuran Pb-210 excess pada

masing-masing sedimen core dari stasiun-1

sampai dengan stasiun-8 dapat dilihat pada

Gambar 3a sampai Gambar 3h. Profil Pb-

210 excess umumnya berfluktuasi pada

seluruh core kecuali pada stasiun-6 yang

menurun secara linier dari permukaan

hingga lapisan paling bawah. Berdasarkan

pola kandungan Pb-210 excess tersebut

maka penentuan umur dan laju akumulasi

sedimen dilakukan dengan menggunakan

model CRS (Constant Rate of Supply).

Gambar 4 menunjukkan profil

geokronologi sedimen yang berada di

sepanjang perairan pantai Semenanjung

Muria.

Umur sedimen bervariasi untuk seluruh

sedimen core seperti terlihat pada Gambar

4a sampai Gambar 4h. Lapisan paling bawah

yang dapat ditentukan dengan metode

radionuklida alam 210Pb yaitu pada

kedalaman (20-22) cm dari core stasiun-1

berumur hingga 128 tahun, sedangkan

stasiun-2 pada kedalaman (25-28) cm

berumur 103 tahun, stasiun-3 pada

kedalaman (25-28) cm berumur 102 tahun,

stasiun-4 pada kedalaman (19-21) tahun

berumur 99 tahun, stasiun-5 pada kedalaman

(21-23) cm berumur 111 tahun, stasiun-6

pada kedalaman (24-27) tahun berumur 98

tahun, stasiun-7 pada kedalaman (17-19) cm

berumur 72 tahun dan stasiun-8 pada

kedalaman (19-21) tahun berumur 96 tahun.

KESIMPULA

Laju akumulasi sedimen di daerah

pesisir Semenanjung Muria menunjukkan

bahwa daerah sebelah timur tinggi yang

mencapai hampir dua kali dibandingkan

dengan sebelah barat terutama setelah tahun

1970-an. Sedangkan pada periode

sebelumnya menunjukkan laju akumulasi

yang hampir sama yaitu antara (0,5 -1)

kg/m2.tahun untuk kedua daerah barat dan

timur. Besarnya laju akumulasi sedimen

kemungkinan karena kontribusi dari sungai-

sungai yang bermuara ke daerah

Semenanjung Muria serta kemungkinan




145

adanya abrasi di daerah pesisir timur

Semenanjung Muria.

SARA

Penelitian laju akumulasi sedimen

di daerah Semenanjung Muria dilakukan

menggunakan radionuklida alam 210Pb.

Dalam metode ini belum diperoleh arah

sedimentasi dan sumber dari sedimen

tersebut. Oleh karena itu disarankan untuk

menggunakan metode radioperunut buatan

(tracer) seperti Ir-192, Sc-47 dan

radioperunut lainnya untuk mendapatkan

informasi yang lebih lengkap tentang

sedimentasi di daerah Semenanjung Muria.

Hal ini sangat penting dilakukan untuk

mendukung data sedimentasi dalam kegiatan

rencana pembangunan PLTN di daerah

Semenanjung Muria. Selanjutnya penelitian

dengan teknik perunut buatan dapat

digunakan untuk mendapatkan pola

distribusi dan arah pergerakan polutan di air

laut. Disamping itu dengan teknik perunut

buatan tersebut akan memberikan informasi

tentang laju sedimentasi dan arah pergerakan

sedimen dalam kaitannya dengan

kemungkinan adanya kontribusi dari PLTU

yang lokasinya sangat berdekatan dengan

rencana lokasi PLTN, yang kemungkinan

PLTU juga memberikan perubahan terhadap

lingkungan sekitar pesisir Semenanjung

Muria.

DAFTAR PUSTAKA

1. Crickmore, M.J., Tazioli, G.S.,

Appleby, P.G., and Oldfield, F., The

use of nuclear techniques in sediment

transport and sedimentation problems,

International Hydrological Programme,

UNESCO, (1990).

2. IAEA-TECDOC 298, Radioisotopes in

sediment studies, (1983).

3. Sanchez-Cabeza, J.A., Masque, P.,

Schell, W.R., Palanques, A., Valiente,

M., Palet, C., Obiol, R.P., and Cano,

J.P., Record of anthropogenic

environmental impact in the

continental shelf north of Barcelona

city, Proceeding of a symposium,

IAEA, 1993.

4. Hancock, G.J. and Hunter, J.R, Use of

excess 210Pb and

228Th to estimate rates

of sediment accumulation and

bioturbation in Port Philip Bay,

Australia, Marine and Freshwater

Research, (1999).

5. Sanchez-Cabeza, J.A., Masque’, P.,

Ani-Ragolta, I., Merino, J., Frignani,

M., Alvisi, F., Palanques, A. and Puig,

P., Sediment accumulation rates in the

southern Barcelona continental margin

(NW Mediteranean Sea) derived from 210Pb and

137Cs chronology, Progress in

Oceanograhpy, 44 (1999).

6. IAEA-TECDOC 1360, Collection and

preparation bottom sediment sampels

for analysis of radionuclides and trace

elements, July 2003.

7. Theng, T.L., Ahmad, Z. and

Mohammed A.R., Estimation of

sedimentation rates using 210Pb and

210Po at the coastal water of Sabah,

Malaysia, Journal of Radioanalytical

and Nuclear Chemistry, vol 256, no.1,

(2003).

8. Kumar, U.S., Navada, S.V., Rao, S.M.,

Nachiappan, Rm.P., Kumar ,B.,

Krishnamoorthy, T.M., Jha, S.K., and

Shukla, V.K., Determination of recent

sedimentation rates and pattern in Lake

Naini, India by 210Pb and

137Cs dating

techniques, Applied Radiation and

Isotopes, 51 (1999).

9. Lubis, A.A., Yatim, S., Aliyanta, B.,

dan Menry, Y., Estimasi laju

akumulasi sedimen daerah Teluk

Jakarta dengan teknik radionuklida

alam unsupported 210Pb, Prosiding

Seminar Ilmiah Aplikasi Teknologi

Isotop dan Radiasi, BATAN, 2004.

10. Arman A, dan Mellawati.J, Penentuan

Uranium dan Thorium Sedimen Laut

dengan Metode Aktif dan Pasif,

Risalah Pertemuan Ilmiah Penelitian

dan Pengembangan Aplikasi Isotop

dan Radiasi 2001 PATIR-BATAN, 6-7

November 2001.

11. Arman, A. dan Aliyanta, B.,

Preliminary study of Sediment Ages

and Accumulation Rates in Jakarta

Bay Derived from Depth Profiles of

Unsupported 210

Pb, Indonesian Journal

of Chemistry, UGM, Yogyakarta,

2006.

12. Arman, A., Distribution of Natural and

Anthropogenic Radionulides in

Surficial Sediment of Jakarta Bay,

Jurnal SAINTIKA (Sain, Teknologi

dan Rekayasa), Vol :6 No: 2,

September 2006, ISSN: 1412-2995,

Akredatasi No: 23a/DIKTI/Kep/2004,

Lembaga Penelitian Universitas Negeri

Medan.




146

13. Arman, A., Constant Rate of Suply

(CRS) Model for Determining the

Sediment Accumulation Rates in the

Coastal Area Using 210

Pb. Journal of

Coastal Development, Vol: 10 No: 1,

Oktober 2006, ISSN: 1410-5217,

Akreditasi B, No:

23a/DIKTI/Kep/2004, Lembaga

Penelitian Universitas Diponegoro dan

Asosiasi Oseanologi Indonesia.

14. Arman, A. Instrumental �eutron

Activation Analysis (I�AA) of

Cisadane Estarine Sediments, Jurnal

Natur Indonesia, Vol. 10 no. 2,

Oktober 2007, Akreditasi B, No

52/DIKTI/Kep/2002, Lembaga

Penelitian Universitas Riau.

15. Arman, A. Pandu, W., Andayani, S.,

dan Bambang, Umur dan Laju

Sedimentasi Daerah Perairan Laut

Padang, Sumatera Barat, Penelitian

bersama Tsunami Early Warning

System (TEWS) kordinasi Menristek,

dengan Tim terdiri dari BPPT, Badan

Riset Kelautan dan Perikanan, Dep.

Kelautan, PATIR-BATAN dan IPB,

UNPAD, Laporan kegiatan, unpublish,

2006.




147

Gambar 2a. Stasiun-1 Gambar 2b. Stasiun-2 Gambar 2c. Stasiun-3

Gambar 2d. Stasiun-4 Gambar 2e. Stasiun-5 Gambar 2f. Stasiun-6

Gambar 2g. Stasiun-7 Gambar 2h. Stasiun-8

Gambar 2. Porositas Sedimen




148




Gambar 3. Profil Aktivitas Pb-210




149




Gambar 4. Profil geokronologi sedimen yang berada di sepanjang perairan pantai

Semenanjung Muria

jurnal p

Documents

Transcript of jurnal p