PENENTUAN KOEFISIEN SEBARAN 1-131 PADA ...digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

4
Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalam Penelitian Sains dan Tekrwwgi Menuju Era TInggal Landas Bandung, 8- 10 Okwber 1991 PPTN - BATAN PENENTUAN KOEFISIEN SEBARAN 1-131 PADA ENDAPAN DASAR SUNGAI ClKAPUNDUNG Eem R., Zulfakhri, Sudarsono K. K. Pusat Penelitian Teknik Nuklir - Badan Tenaga Atom Nasional ABSTRAK PENENTUAN KOEFISIEN SEBARAN 1-131 PADA ENDAPAN DASAR SUNGAI CI- KAPUNDUNG. Apabila radioisotop 1-131yang terkandung dalam air bersentuhan dengan endapan, diperkirakan radioisotop 1-131 akan teradsorpsi oleh endapan. Besar 1-131 ter- adsorpsi bergantungpada koefisien sebaran (Kd) 1-131dalam endapan. Di sini penentuanKd 1-131 pada endapan dasar sungai Cikapundungdilakukan dengan metode pengocokan. Pada percobaan dipakai larutan Nal-131, cuplikan endapan pada dasar dan air sungai Cika- pundung. Dari percobaan diperoleh nilai Kd 1-1316,6 sampai dengan 9,4 untuk endapan dasar basah sungai Cikapundung. Air sungai Cikapundung mengalir atau tidak diam, sehingga persentuhan air dengan endapan hanya terjadi dalam selang waktu pendek. Oleh karena itu jika dalam air sungai Cikapundung terkandung radioisotop 1-131,maka yang teradsorpsi oleh enda pan dasar akan reIatif kecil. ABSTRACT DETERMINATION OF DISTRIBUTION COEFFICIENT OF 1-131 IN BOTI'OM SEDI- MENT OF THE ClKAPUNDUNG RIVER. There is a probability orI-131 radioisotope in river water, in contact with the river sediment, could be adsorbed by the sediment. The amount of 1-131 adsorbed was depended on the 1-131 distribution coefficient (Kd ) in sediment. In this experiment on the determination of Kd 1-131 for bottom sediment in the Cikapundung river was performed with shaking method. Samples used in the experiment are 1-131 solution, bottom sediment and water from the Cikapundung river. Distribution coefficient resulted from the experiment are 6.6 up to 9.4 for wet bottom sediment in the Cikapundung river. Cikapun- dung river water flows continously, so that the water contacts with sediment relatively short time. The 1-131in Cikapundung river water which adsorbed by sediment are relatively small. PENDAHULUAN Untuk menurunkan keradioaktifan air bu- ang-anyang sedikit tercemar oleh zat radioaktif yang dihasilkan PPTN, air itu diproses dengan metode penundaan dan peluruhan. Setelah air buangan diproses, kemudian dilepas ke sungai Cikapundung melalui pipa 2,5 inci. Pelepasan air buangan dilakukan paling cepat sebulan se- kali dengan volum rata-rata 16,1 meter kubik. Air sungai Cikapundung mengalir dengan debet ma.kBimum4,5 meter kubik per detik dan mi- nimum 2 meter kubik per detik. Oleh karena itu air buangan setelah dilepas alum terencerkan oleh aliran air sungai Cikapundung sehingga menurunkan keradioaktifannya. Radioaktivi- ta5 1-131 dalam aliran sungai Cikapundung menjadi lebih kecil dari radioaktivitas rerata- nya 1,8E-06 flCi/mldalam air buangan sebelum dilepas. Nilai radioaktifitas tersebut sudah lebih kecil dari konsentrasi 1-131tertinggi yang diizinkan dalam air untuk umum sebesar 2E-06 flCi/ml. Penurunan radioaktifitas 1- 131 dipe- ngaruhi pula oleh waktu paruhnya 8,05 hari. Dalam air buangan terdapat radioisotop 1-131, maka endapan dasar sungai Cikapun- dung yang teraliri air buangan diperkirakan dapat tercemari oleh 1-131.Radioaktivitas 1-131 pada endapan tersebut bergantung pada koe- fisien sebaran (Kd ).Koefisien sebaran adalah perbandingan konsentrasi radionuklida terikat per gram material terhadap konsentrasi radio- nuklida tersebut per mllarutan.Menurut A. L. Sanchez (1), karena terdapat perbedaan yang berarti antara nilai koefisien sebaran untuk lingkungan berbeda, maka penting untuk meng- ukur nilai koefisien sebaran di lingkungan; nilai koefisien sebaran dapat dipakai dalam mem- perkirakan nasib radionuklida di dalam badan air. Di sini dicoba mengukur Kd pada endapan dasar sungai Cikapundung dengan mengguna- kan metode pengocokan. Cuplikan endapan da- sar dan air sungai Cikapundung yang dibubuhi 1-131 dicampur serta dikocok. Setelah kedua 447

Transcript of PENENTUAN KOEFISIEN SEBARAN 1-131 PADA ...digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Tekrwwgi Menuju Era TInggal Landas

Bandung, 8- 10 Okwber 1991PPTN - BATAN

PENENTUAN KOEFISIEN SEBARAN 1-131 PADA ENDAPAN DASARSUNGAI ClKAPUNDUNG

Eem R., Zulfakhri, Sudarsono K. K.Pusat Penelitian Teknik Nuklir - Badan Tenaga Atom Nasional

ABSTRAKPENENTUAN KOEFISIEN SEBARAN 1-131 PADA ENDAPAN DASAR SUNGAI CI­

KAPUNDUNG. Apabila radioisotop 1-131yang terkandung dalam air bersentuhan denganendapan, diperkirakan radioisotop 1-131 akan teradsorpsi oleh endapan. Besar 1-131 ter­adsorpsi bergantungpada koefisien sebaran (Kd) 1-131dalam endapan. Di sini penentuanKd1-131pada endapan dasar sungai Cikapundungdilakukan dengan metode pengocokan. Padapercobaan dipakai larutan Nal-131, cuplikan endapan pada dasar dan air sungai Cika­pundung. Dari percobaan diperoleh nilai Kd 1-1316,6 sampai dengan 9,4 untuk endapan dasarbasah sungai Cikapundung. Air sungai Cikapundung mengalir atau tidak diam, sehinggapersentuhan air dengan endapan hanya terjadi dalam selang waktu pendek. Oleh karena itujika dalam air sungai Cikapundung terkandung radioisotop 1-131,maka yang teradsorpsi olehenda pan dasar akan reIatif kecil.

ABSTRACTDETERMINATION OF DISTRIBUTION COEFFICIENT OF 1-131IN BOTI'OM SEDI­

MENT OF THE ClKAPUNDUNG RIVER.There is a probability orI-131 radioisotope in riverwater, in contact with the river sediment, could be adsorbed by the sediment. The amount of1-131 adsorbed was depended on the 1-131distribution coefficient (Kd ) in sediment. In thisexperiment on the determination of Kd1-131for bottom sediment in the Cikapundung riverwas performed with shaking method. Samples used in the experiment are 1-131 solution,bottom sediment and water from the Cikapundung river. Distribution coefficient resulted fromthe experiment are 6.6 up to 9.4 for wet bottom sediment in the Cikapundung river. Cikapun­dung river water flows continously, so that the water contacts with sediment relatively shorttime. The 1-131in Cikapundung river water which adsorbed by sediment are relatively small.

PENDAHULUANUntuk menurunkan keradioaktifan air bu­

ang-anyang sedikit tercemar oleh zat radioaktifyang dihasilkan PPTN, air itu diproses denganmetode penundaan dan peluruhan. Setelah airbuangan diproses, kemudian dilepas ke sungaiCikapundung melalui pipa 2,5 inci. Pelepasanair buangan dilakukan paling cepat sebulan se­kali dengan volum rata-rata 16,1 meter kubik.Air sungai Cikapundung mengalir dengan debetma.kBimum4,5 meter kubik per detik dan mi­nimum 2 meter kubik per detik. Oleh karena ituair buangan setelah dilepas alum terencerkanoleh aliran air sungai Cikapundung sehinggamenurunkan keradioaktifannya. Radioaktivi­ta5 1-131 dalam aliran sungai Cikapundungmenjadi lebih kecil dari radioaktivitas rerata­nya 1,8E-06 flCi/mldalam air buangan sebelumdilepas. Nilai radioaktifitas tersebut sudahlebih kecil dari konsentrasi 1-131tertinggi yangdiizinkan dalam air untuk umum sebesar 2E-06flCi/ml. Penurunan radioaktifitas 1- 131 dipe­ngaruhi pula oleh waktu paruhnya 8,05 hari.

Dalam air buangan terdapat radioisotop1-131, maka endapan dasar sungai Cikapun­dung yang teraliri air buangan diperkirakandapat tercemari oleh 1-131.Radioaktivitas 1-131pada endapan tersebut bergantung pada koe­fisien sebaran (Kd ).Koefisien sebaran adalahperbandingan konsentrasi radionuklida terikatper gram material terhadap konsentrasi radio­nuklida tersebut per mllarutan.Menurut A. L.Sanchez (1), karena terdapat perbedaan yangberarti antara nilai koefisien sebaran untuklingkungan berbeda, maka penting untuk meng­ukur nilai koefisien sebaran di lingkungan; nilaikoefisien sebaran dapat dipakai dalam mem­perkirakan nasib radionuklida di dalam badanair.

Di sini dicoba mengukur Kd pada endapandasar sungai Cikapundung dengan mengguna­kan metode pengocokan. Cuplikan endapan da­sar dan air sungai Cikapundung yang dibubuhi1-131 dicampur serta dikocok. Setelah kedua

447

Proceedings Seminar Reakror Nuklir dalam Penelitian Sainsdmt Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Lamias

cuplikan bercampur kemungkinan akan terda­pat 1-131teradsorpsi oleh endapan dasar.

Pencacahan 1-131 dikerjakan denganmenggunakan detektor kristal NaI(Tl) tipe su­mur (well type) yang terpasang pada pengana­lisa saluran tunggal.

BAHAN DAN PERAIATAN

Cuplikan endapan dasar dan air sungaiCikapundung diambil di empat lokasi I, II, III,IV;masing-masing 100m ke hulu, dan 50 m, 100m, serta 200 m ke hilir diukur dari titik pe­lepasan air buangan di sungai Cikapundungdalam bulan Nopember 1990.Cuplikan dari tepibarat, timur, dan tengah sungai Cikapundungdi campur.

Zat radioaktif yang digunakan dalam per­cobaan adalah senyawa Na- 131 buatan PPTN;sedangkan alat cacahnya yaitu detektor kristalNaI(TL) tipe sumur, model 802buatan Canberrayang terpasang pada penganalisa sa luran tung­gal. Sebagai alat pengocok dalam percobaanyakni mesin pengocok buatan Burell.

TATAKERJA

Penyaringan air sungai CikapundungCuplikan air sungai Cikapundung dari se­

tiap lokasi disaring melalui kertas saring ber­pori kecil, jenis Whatman 42. Partikel beru­kuran = atau > 2,5 !!m tertahan oleh kertassaring. Air hasil saring dibubuhi 1-131 berak­tivitas cukup tinggi dengan maksud untukmenghilangkan kesalahan pada pencacahan.

Penentuan susunan ukuran endapanCuplikan endapan basah dasar Sungai

Cikapundung, masing-masing dikeringkan diudara. Endapan kering diayak melalui ayakankuningan berukuran 60 mesh, 80 mesh, 100mesh, 150 mesh, dan 200 mesh; ukuran lubangmasing-masing 250 !!m, 180 !!m, 150 !!m, 106!!m, dan 74 !!m. Susunan ukuran endapan di­tentukan berdasarkan berat endapan kering.

Penentuan Kd pada endapan dasar basah tanpapemisahan ukuran endapan

Untuk masing-masing lokasi disiapkan 10gram cuplikan endapan dasar basah dimasuk­kan kedalam 100 ml cuplikan air sungai Cika­pundung yang mengandung 1-131.Terhadapsuspensi dilakukan pengocokkan dalam selangwaktu 7 hari dengan jumlah waktu pengocok­an seluruhnya 24 jam; kemudian disaring me­lalui kertas Whatman 42. Air saringan sertacuplikan air sungai Cikapundung yang me­ngandung 1-131, masing-masing 5 ml dicacah

Bandung, 8 - 10 Okrobe, 1991PPTN - BATAN

dengan menggunakan detektor NaI(TI) tip<:3su­mur yang terpasang pada penganalisa sahuantunggal. Saluran yang dipilih adalah yang di­sesuaikan untuk pencacahan 1-131.

Selisih nilai cacah antara keduanya meru­pakan aktivitas 1-131 terikat atau teradsorpsipada endapan.

Penentuan Kd pada endapan dasar kering denganpemisahan ukuran endapan

Cuplikan endapan dasar kering sebers.t 10gram untuk masing-masing ukuran ditambah100 ml cuplikan air sungai Cikapundung yangmengandung 1-131.Prosedur selanjutnya sarnadengan endapan basah.

Perhitungan nilai Kd 1-131

Kd = (V(Co - C» / (m C) (1)

Kd = koefisien sebaran (ml/gram), V = volumecuplikan air sungai Cikapundung yang tnlahditambah 1-131 pada suspensi (mI), m= beratendapan dasar dalam suspensi (gram), Co =nilai cacahan cuplikan air sungai Cikapun­dung yang telah dibubuhi 1-131,yang merllpa­kan cacahan sebelum bersentuhan dengan en­dapah (cacah perdetik), C = nilai cacahan cu­plikan air saringan suspensi, yang menlpa­kan cacahan setelah bersentuhan dengan en­dapan (cacah per detik).

Penentuan pengaruh kertas saring pada saat dUaluilarutanl-131

Dua puluh lima mllarutan 1-131disaringmelalui kertas saring Whatman 42. Larutan1-131 sebelum dan setelah disaring, masing­masing bervolume 5 ml dicacah. Pencacahan di­lakukan sekurang-kurangnya tiga kali pengu­langan. Nilai rerata kedua nilai cacah diban­dingkan berdasarkan statistik memakai uji t.

Penentuan pengaruh dinding wadah suspensiTerhadap 100 mllarutan 1-131 dilakukan

pengocokan dalam selang waktu 7 hari denganjumlah waktu pengocokan seluruhnya 24 jam.Larutan 1-131 masing-masing bervolume 5 mlsebelum dan setelah diberi perlakuan seperti diatas, dicacah lebih dari tiga kali pengulangan.Nilai rerata kedua nilai cacah dibandingkansecara statistik menggunakan uji t.

HASILDAN DISKUSI

Endapan dasar basah sungai Cikapundungdari lokasi I, II, III, dan IV bernilai pH masing­masing 7,6,7, dan 6,5.

Hasil yang didapat disajikan pada Tabel1,2, 3, 4, dan 5. Tabel 1 memperlihatkan hasil

448

Prvceedings Seminar ReaktlJr Nuklir dalam Penelitian Sainsdon Teknologi Menuju Era Tinggal Landas

Tabel 1. Hasil percobaan pengaruh kertas sa­ring Whatman 42 pada saat dilalui larutanNaI-131

Nilai cacah rerataStandarContoh

dari 5 ml per 30 detikdeviasiuntuk 4 kali cacah

n-1

Belum

19452328

disaring Sudah

19400194disaring

f:eteran~an:Dan perbandingan secara uji t, temyata kedua nilai reratadi atas tidak berbeda nyata.

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

Tabel 2. Hasil percobaan pengaruh dindingwadah suspensi

Nilai cacah rerataStandarContoh

dari 5 ml per 10 detikdeviasiuntuk 5 kali cacah

n-1

Belum

2404722494dikocok

Sudah

2391371414dikocok

Keteran~an:Kedua nilai rerata di atas diatas dibandingkan dengan ujit, temyata keduanya tidak berbeda nyata.

karena sebagian besar mineral memiliki mu­pencacahan pada pe~entuan peng~ruh kertas atan permukaan negatif dalam lingkungan airsaring ketika penyarmgan suspensl. tanah, kapasitas pertukaran anion rendah di­

Dari Tabel2 dapat dilihat hasil pencacahan banding kapasitas pertukaran kation.pada penentuan pengaruh dinding wadah sus- Radioaktivitas dalam air buangan setelahpensi. bercampur dengan air sungai Cikapundung

Tabel 3 memperlihatkan susuna~ ukur~n akan menjadi makin rendah, dan ikut dibawaendapan dasar sungai Cikapundung.dllokaS.l I, air sungai. Menurut K. Andersson (2) Kd dariII, III, dan IV. Tabel 4 dan 5 masmg-masmg percobaan dengan metode kolom sering agakmerupakan hasil penentuan Kd pada endapan lp.bihrendah dari pada yang diperoleh dari me­dasar basah dan kering sungai Cikapundung. tode pengocokan, karena selang waktu sentuh-

Kd 1-131pada endapan dasar sungai Cika- an relatifpendek. Oleh karena Kd 1-131denganpundungrelatifkecil. Menurut K.Andersson (2) metode kocok relatif kecil, dan air sungai

Tabel 3. Susunan ukuran endapan dasar sungai Cikapundung di beberapa lokasi.

Ukuran ayakanPersen berat kering pada lokasi

(mesh)IIIIIIIV

+ 60

16,188,959,127,1-60+80

24,22,218,118,2- 80 + 100

13,50,96,87,8- 100 + 150

7,96,19,915,7- 150 + 200

13,91,63,511,5- 200

23,80,32,619,7

'lbtal

100,0100,0100,0100,0

Tabel 4. Hasil penentuan Kd 1-131 pada endapan dasar basah sungai Cikapundung tanpapemisahan ukuran endapan

Lokasi Kd 1-131(mlfg)pada percobaan1

23Rerata

I

2,87,213,67,9II

3,05,212,26,8III

4,77,47,76,6IV

4,58,615,29,4'lbtal

100,0100,0100,0100,0

449

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Tekrwlogi MenuJu Era Tinggal LancWs

Cikapundung tidak diam melainkan mengalir,maka 1-131dari air sungai Cikapundung, sete­lah titik pelepasan yang teradsorpsi endapanrelatif kecil.

Tabel 5. Hasil penentuan Kd 1-131 pada en­dapan dasar kering sungai cikapundung de­ngan pemisahan ukuran

Ukuran ayakanKd 1-131

(mesh)(ml/g)

+ 60

4,0- 60 + 80

9,7- 80 + 100

15,1- 100 + 150

10,2- 150 + 200

9,9- 200

9,8

DAFfAR PUSTAKA

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

KESIMPULAN

1. Berdasarkan nilai Ka. 1-131 pada endapandasar sungai Cikapundung yang relatif ke­cil; maka aktivitas 1-131 teradsorpsi olehendapan relatif keci1.Hal ini berarti akj;ivi­tas 1-131yang dibawa air sungai Cikapun­dung relatif masih besar; tetapi masih jauhdi bawah konsentrasi 1-131tertinggi yang di­izinkan dalam air untuk umum.

2. Radioaktivitas rerata 1-131yang ada dalamair buangan yaitu 1,8 E-06 IACi/ml;tetapi didalam air sungai Cikapundung akan lebihrendah dari nilainya. Nilai Kd pada endapandasar sungai Cikapundung relatif kecil;karena air sungai Cikapundung mengnlir,sentuhan antara air dengan en- dapan dasarhanya terjadi dalam selang waktu pendek.Oleh karena itu radioaktivitas 1-131 padaendapan dasar sungai Cikapundung akanrelatif kecil.

1. Sanchez, A.L., et aI., "Distribution coefficient for Pu and Am on particulates in aquatic en­vironment", Environmental Migration of Long-Lived Radionuclides, Proceeding of Sym­posium, IAEA,Vienna (1982) 188-203.

2. Andersson, K., et aI., "Sorption behaviour of long-lived radionuclides in igneous rock", gn­vironmental Migration of Long-Lived Radionuclides, Proceeding of Symposium, IAEA, Vienna(1982) 111-130.

3. Miettinen, J. K., et aI., "Distribution coefficient of radionuclides between finnish soils andground water", Environmental Migration of Long-Lived Radionuclides, Proceeding of Sym­posium, IAEA,Vienna (1982) 153-158.

4. Duhamel, A. M. F., "Health Physics", Series XII, Volume 2, Part I, Pergamon Press, London(1969) 709-710.

450