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