PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

PENENTUAN TINGKAT RADIOAKTIVITAS BETA TOTAL DALAM AIR DANSEDIMEN SUNGAI SEROPAN GUNUNGKIDUL TAHUN 2006

Suhardi., Mulyono., Iswantoro., Sutanto WWPusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

ABSTRAK

PENENTUAN TINGKAT RADIOAKTIVITAS BETA TOTAL DALAM AIR DANSEDIMEN SUNGAI SEROPAN GUNUNGKIDUL TAHUN 2006. Penelitian ini

merupakan Tahap I program penelitian Pusat Teknologi Akselerator Dan ProsesBahan, Badan Tenaga Nuklir Nasional Yogyakarta, Kualitas air Sungai Seropansebagai bahan air rumah tangga dapat dipantau melalui radioaktivitas. Telahdilakukan penentuan kualitas air tersebut dengan parameter {3. Sampel sedimen danair diambil pada bulan Februari dan Agustus 2006. Hasil pengukuran parameterkualitas air sungai Seropan untuk p total air maksimum 0,58 Bq/L. Semua radiaktivitasp total masih di bawah kadar tertinggi yang diijinkan dari Keputusan Gubernur KepalaDaerah Istimewa Yogyakarta No/214/KPTS/1991 dan Keputusan Menteri KesehatanRepublik Indonesia Nomor 907/Menkes/SKNII/2002. Sampel sedimen tidak dapatdibandingkan karena belum tercantum dalam baku mutu perairan.

ABSTRACT

DETERMINA TION OF RADIOACTIVITY OF GROSS BETA IN SEDIMENTS ANDWA TER SAMPLES OF SEROPAN· RNER GUNUNGKIDUL YEAR 2006. This

research is first program Center of Acceletator Technology And Material Proces ­National Nuclear Energy Agency, Yogyakarta. Seropan river water quality asresidential water resources can be controlled by radioactivity. The water quality withthe parameters of gross f3, have been experimentally conducted. The sediment andwater samples have been taken at February and August 2006. Measurement result ofSeropan river water quality showed that the maximum water gross p was 0.58 Bq/L.All the radioactivity gross p were lower than maximum permissible for water conditionthat decided by Govemur of Yogyakarta Special Province No/214/Kpts/1991 andPublic Health Minister of Republic of Indonesia Number 907/Menkes/SKNII/2002.Sediment sample can not be evaluated because it was not included yet in the riverwater quality.

PENDAHULUAN

Kondisi kekeringan di Gunung Kidul terutamaterjadi pad a daerah di sebelah selatan hinggake pantai selatan. Hal ini tidak sesuai dengan bagianbawah permukaan tanah yang terdapat beberapabuah aliran sungai bawah tanah. Jumlah sungaibawah tanah secara pasti belum diketahui, namun dibeberapa lokasi seperti Bribin, Seropan, Ngobarandan Baron terdeteksi aliran sungai-sungai tersebut.

Air sungai Sercpan akan dipergunakanuntuk keperluan air rumah tangga (air bersih), makaharus dipantau melalui parameter fisik, kimia, danbiologi baik pada musim kemarau maupunpenghujan.

Kualitas air sungai pada musim kemaraudipengaruhi terutama oleh kualitas sumber air(belik/luweng) yang mengalir ke sungai. Padamusim penghujan, kualitas air sungai dipengaruhioleh selain kualitas sumber air juga oleh kualitas airhujan yang masuk kesungai, baik yang langsungmaupun setelah melewati lahanpertanianJperkebunan, area industri atau pekaranganrumah tangga. yang akhimya masuk ke sungaiSeropan.Radionuklida adalah bahan alam lingkungan hidupyang bersifat khusus, dengan konfigurasi inti takstabil dan mengalami peluruhan radioaktif sambilmemancarkan radiasi dalam bentuk partikel alpha

396 ISSN 1410 - 8178 Suhardi, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

(a), betha (P), gamma (y) ataupun sinar X(I.2).

Radionuklida selalu terdapat di lingkungan alamiah.Radiasi yang dipancarkan radionuklida memilikienergi yang sangat kuat sehingga mampumengionisasi dan menyebabkan kerusakan padajaringan, dengan demikian radiasi dapat merusakdan mengganggu kesahatan manusia(3).

Adapun tujuan analisis dan penentuan iniantara lain adalah agar dapat dipunyai data kualitasair dan sedimen sungai Seropan dengan parameter,fJ total, jenis radionuklida alam pemancar y. Datahasil pengukuran parameter air tersebut padasampel air di Sungai Seropan, kemudiandibandingkan dengan Keputusan Gubemur KepalaDaerah Istimewa Yogyakarta No/214/KPTS/1991mengenai Baku Mutu Air Golongan B[4] danKeputusan Menkes RI Nomor 907 Tahun 2002.Pengambilan sampel lingkungan dilakukan padabulan Februari (musim penghujan) dan Agustus(musim kemarau) 2006. Diharapkan data ujikualitas air sungai Seropan ini dapat dipakai sebagaisalah satu pertimbangan oleh yang berwenangdalam pemanfaatan air sungai Seropan.

TATA KERJA

Bahan

Sampel air dan sedimen dari sungaiSeropan,

Alat

Penggerus, ayakan, alat gelas, pH meter,termometer, timbangan, alat cacah p total detektorGeiger Mueller (GM),

Cara KerjaI. Pengambilan cuplikan (Sampling)

Sampling dilakukan 2 kali yaitu pada bulanFebruari 2006 (musim penghujan) dan padaAgustus 2006 (musim kemarau). Pengukuransuhu, pH diukur pada saat pengambilan sam pel,dimasing-masing lokasi Cuplikan diambil di tigalokasi sungai bawah tanah Seropan yaitu didaerah lokasi 1 (LS I) DAM I, lokasi 2 (LS2)400 meter dari DAM.! dan lokasi 3 (LS3) DAMII. Pengambilan air dan sedimen dilakukanseperti prosedur dan perlakuan awal cuplikanyang dilakukan oleh SUKIRNO dkk [5].

2. Preparasi Cuplikana. Air sungai 1000 ml dimasukkan dalam labu

ukur 1000 ml dengan corong yang telahdiberi kertas saring. Setelah itu dimasukkandalam cawan porselen, dipanaskan sampaivolumenya ± 20 m\. Hasil dari pemekatanair sungai kemudian dimasukkan dalam vialpencacahan untuk radionuklida pemancar

gamma alat yang digunakan spektro metergamma dengan detektor Ge(Li)

b. Untuk melakukan pencacahan beta totallarutan 20 ml hasil pemekatan, setelahpencacahan gamma dilakukan pemekatansampai terjadi residu di dalam planset,cuplikan ini siap dilakukan pencacahan betatotal. Residu dalam planset siap untukdicacah dengan alat cacah Spektrometer betadengan detektor GM

c. Cuplikan sedimen diambil sebanyak 2plastik 1 kg dari setiap lokasi. Kemudiansedimen diletakkan dalam nampan dandikeringkan pada suhu kamar. Sedimen iniakan kering dalam waktu ± 1 bulan.Sedimen kering dihilangkan kotoran dankemudian sedimen diayak kasar denganayakan biasa lalu ditumbuk dengan alatpenumbuk Stainless Steel selanjutnyadisaring 100 mesh. Perlakuan pencacahanbeta total dan radionuklida pemancar gammadilakukan seperti yang telah dilakukan olehSUKIRNO[5].

d. Pengukuran suhu, pH diukur pada saatpengambilan sam pel, dimasing-masinglokasi.

e. Preparasi sampel untuk pengukuran p total,identifikasi radionuklida pemancar ydilakukan dengan mengacu AGUSTAFTAZANI dkk [5].

3. Pencacahan cuplikan dengan alat cacah p totaldetektor Geiger Mueller (GM).a. Hidupkan seperangkat power suply, naikkan

tegangannya sedikit demi sedikit hinggamencapai tegangan 1150 volt.

b. Masukkan cuplikan/latar/sumberstandar/cuplikan standar dibawah DetektorGM. lakukan pencacahan dengan waktutertentu.

c. Dilakukan pencacahan sumber standar Sr-9010 kali pencacahan dengan waktu cacahselama I men it, untuk uji kestabilan alatcacahluji chi-kuadrat.

d. Dilakukan pencacahan standar KCI selama10 menit untuk menentukan effisiensi

pencacahan.e. Dilakukan pencacahan latar sebelum

pencacahan cuplikan dengan waktu cacahsarna dengan waktu pencacahan cuplikan.

f. Cuplikan dicacah 2 kali pengulangan denganwaktu cacah selama 20 menit.

Persamaan Untuk Pengukuran Gross p

Aktivitas p cuplikan dihitung dengan rum us (I)

Cn-CA = tf.' bl' (1)

P (60.E.L)

Suhardi, dkk. ISSN 1410 - 8178 397

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Keterangan ;

Ap = aktivitas gross ~ Bq/kgCtp = laju cacah gross ~ (cps)CbP = laju cacah latar gross ~ (cps)L = ukuran cuplikan berat (kg) atau volume (I)

Kestabilan alat cacah beta detektor GMdihitung dengan rumus chi-kuadrat (X2) :

Untuk menguji kesetabilan alat dilakukanuji statistik kuadarat, yaitu dengan menggunakanstandar Sr-90, dari Tabel 1 nilai rerata Xdikuadratkan dengan menggunakan persamaan 2,didapat nilai x2 sebesar 5,17. Nilai chi kuadaratuntuk pengulangan 10 kali telah memenuhi syarat.Syarat yang diperkenankan adalah sekitar 3,3-16,9,dengan masuknya nilai chi-kuadrat pada syarattersebut maka kesetabilan alat dapat terjamin. Nilaichi-kuadrat sangat penting untuk kesetabilan alat,bila nilai chi-kuadrat diluar jangkauan persyaratanmaka alat dianggap tidak dapat digunakan atau alatbelum stabil maka dilakukan lagi pencacahandengan ketentuan-ketentuan syarat yang berlakuHasil cacah total L X = 65896

Hasil rerata = LXI n = 65896/10 = 6589,6Cps = 6589,6/60 = 109,83

Hasiljumlah (x _X)2 = 34096,4I

L(X; -X)

X

x' = 34096,4 = 5,176589,6

Persyaratan chi-kuadrat untuk 10 kali pengulanhanberkisar 3,3-16,9, sedangkan hasil perhitungandiantara nilai-nilai tersebut yaitu sebesar : 5,17.

Hasil pencacahan untuk tingkatradioaktivitas beta total dapat dilihat pada kurvaGambar I, terlihat hasil-hasil musim penghujan,musim kemarau dan baku mutu yang diijinkan.Pengukuran hasil cacah dalam air di sungaiSeropan, kemudian dibandingkan denganKeputusan Gubernur Kepala Oaerah IstimewaYogyakarta No/214/KPTS/1991 mengenai BakuMutu Air Golongan B[4]. Pada kurva terlihat bahwabaku mutu yang diijinkan masih di atas hasilpengukuran pad a kcdua musim, baku mutu air yangdiijinkan adalah 1,0 Bq/liter, sedangkan hasilpengukuran pad a musim penghujan berkisar antara0,53 Bq/liter sampai dengan 0,58 Bq/liter, dan pad amusim kemarau berkisar antara 0, II Bq/liter sampai

Gambar 2. Histogram berbandingan konsentrasibeta total dalam sedimen pada musimpenghujan dan kemarau ( Th. 2006).

,!

1 I(\ IiI!

0.54 !• ii

I0.11 I-!

!LS3 I

LS3

1

•

lSl

0.14•

860

LS2LokaslSamoliml

lS1

DPe"8hujan• Kemarau

1.21I

()

" S 0.8Vi 0.6 i~0.53

c:

...-<1/

.• 0.4c 0..:

O.l 1

0.13•0 lSl

o

1000

j!7S0

'g 500c2:g 250>£

Gambar I. Kurva berbandingan konsentrasi betatotal dalam air pada musim penghujandan kemarau dan baku mutu masimum

yang diijinkan.

dengan 0,14 Bq/liter. Hasil pencacahan ini dapatjuga dilihat pada Tabel 2.

Hasil pencacahan beta total untuk sedimendapat dilihat pada Gambar 2 merupakan histogramperbandingan konsentrasi beta total dalam sedimenpada musim penghujan dan kemarau. Terlihatbahwa musim kemarau aktivitasnya lebih kecildibandingkan pada musim penghujan, karenaadanya penambahan debit air sungai.Periu diketahuibahwa di wilayah Gunungkidul merupakan wilayahtanah bebatuan, sehingga tidak menyerap air, padamusim penghujan, air tersebut langsung masuk kesungai setelah melewati wilayah pemukiman,pertanian, perkebunan, sehingga menyebabkan airsungai menjadi keruh dan kotor. Sedangkan padamusim kemarau air sungai hanya berasal dan belik,sumber air didalam tanah, sehingga air sungaiterlihat bening.

Pada musim penghujan aktivitas beta totalberkisar dari 580 Bq/kg sampai dengan 910 Bq/kgsedangkan pada musim kemarau bekisar dari 220sampai dengan 230 Bq/kg. Hasil aktivitas dalamsedimen dapatjuga dilihat pada Tabel2.

2)

(1)

X2 = ~JXl -XJ2 (X

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

398 ISSN 1410 - 8178 Suhardi, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLffi

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Tabel I. Hasil pencacahan StandarSr-90 dengan waktu cacah 60 detik

NoCacah(Xi-X iNoCacah(x i _ i )2

I6662 5241,766602 153,7

26559 936,376697 11534

365234435,5865442079,3

46617 750,7966314984,3

565422265,710651934096

Tabel 2. Hasil Pengukuran Betha (~) total pada sam pel air dan sedimen sungaiAktivitas

Kode Sampel Februari 2006Agustus 2006

~ total~ total

SAMPEL AIR (Bq/L)Lokasi I (air)

0,53 + 0,040,13 + 0,02Lokasi II (air)

0,58 + 0,050,14 + 0,04Lokasi III (air)

0,54 + 0,050,11 + 0,02SAMPEL SEDIMEN (BQ/gr)Lokasi I (sedimen)

0,85 + 0,040,22 + 0,01Lokasi II (sedimen)

0,86 + 0,050,23 + 0,01Lokasi III (sedimen)

0,91 + 0,070,23 + 0,03

KESIMPULAN

I. Aktivitas ~ total pad a semua sampel air sungaimasih jauh dibawah nilai batas ambang bakumutu air yaitu sebesar 1,0 Bq/L. Untukradioaktivitas ~ pada sampel sedimen belumtercantum dalam baku mutu perairan sehinggahasil pengukuran untuk sampel sedimen tidakdapat dibandingkan

2. Radioaktivitas ~ total terbesar uotuk sam pel airsungai adalah 0.58 Bq/gr yaitu pada sampel airsungai Lokasi II. Radioaktivitas sampelsedimen, terbesar adalah 0,9071 Bq/gr yaitupad a sampel sedimen Lokas Ill.

DAFT AR PUST AKA

I. SUSETYO. W. "Spektrometri Gamma DanPenerapannya Dalam Analisis PengaktifanNeutron.", Gadjah Mada University Press.(1988).

2. HISW ARA, E. Analysis Technique ofEnvironment Radioactivity Samples. BATAN­JAERI Training course on RadiationMeasurement and Nuclear Spectroscopy.Jakarta. (1998).

3. SURATMAN, Pengukuran RadioaktivitasBetha, Pusat Penelitian Nuklir Yogyakarta,BATAN, Yogyakarta. (1997).

4. ANONIM, Keputusan Gubernur Kepa/a Daerahlstimewa Yogyakarta, Pemerintah Prop DIY,Yogyakarta. (1991).

5. SUKIRNO. AGUS. T., MUZAKKY.,"Identifikasi Radioaktivitas Pemancar Gamma

di Daerah Pantai Lemahabang Muria DenganSpektrometri Gamma". Prosiding., PPI P3TMBAT AN, Yogyakarta. (2003).

LAMPI RAN

Contoh perhitungan diambil pada bulan Agustus2006 musim kemarau di lokasi III (air). Hasilpencacahan pertama kedua dan ketiga (tiga kalipengulangan masing-masing adalah 51, 54 dan 48cacah dan hasil pencacahan latar adalah 40 cacah.Hasil pencacahan bersih pertama = 51 - 40 = IIHasil pencacahan bersih kedua = 54 - 40 = 14Hasil pencacahan bersih kedua = 48- 40 = 8Lama pencacahan adala "1200 sekonHasil pencacahan pertama menjadi: I icacah/1200 sekon = 0,00916 cpsHasil pencacahan kedua menjadi : 14cacah/1200 sekon = 0,001167 cpsHasil pencacahan ketiga menjadi : 8cacah/1200 sekon = 0,00667 cpsBerat cuplikan residu kering didalam planset adalah0,832 gram, dari berat ini dapat diketahui efisiensidetektor alat cacah beta sebesar 8,20 %.Untuk merubah tingkat aktivitas beta dari cpsmenjadi dps atau Bq/liter adalah dps = cps xefisiensi

Tingkat aktivitas pertama = 0,00916 x 100/8,20=0,1118 dps (Bq/I)

Suhardi, dkk. ISSN 1410 - 8178 399

PRO SIDING. SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLffi

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Tingkat aktivitas kedua= 0,01167 x 100/8,20=0,1423 dpsTingkat aktivitas ketiga = 0,00667 x 100/8,20=0,0813dpsSetelah dirata-rata maka tingkat aktivitas pada likasiIII adalah 0, II ±-0,02 Bq/I6.

TANYA JAWAB

Wijiyono~ Apa yang menyebabkan radioaktifitas gross beta

dan gamma pada rnusim hujan lebih tinggidibanding pada musim kemarau ?

Suhardi{> Air sungai bawah tanah, sumber aliran sungai

berasal dari belik, luweng dan mengalir di

bawah tanah, sehingga yang relatif bening danbersih, pada musim penghujan debit air sungaimendapat tambahan dari air hujan yang telahmelewati wi/ayah pemukiman, pertanian danperkebunan yang menyebabkan air sungaibawah tanah menjadi keruh dan kotor, yangakhirnya menambah konsentrasilaktifitas grossbeta dan gamma.

Sukrosono

~ Radioaktifitas gross beta itu unsur apa ?Suhardi

{> Cuplikan yang diukur radiaktifitas alam grossbeta itu unsurnya tidak dapat dideteksi, karenadetektor Geiger Muller (GM) tidak dapatmembedakan tingkat energi radiasi, yangterdeteksi adalah merupakan radioaktifitastotal/campuran.

400 ISSN 1410 - 8178 Suhardi, dkk