TATA KERJA - ANALISIS UNSUR ABU TERBANG DARI PLTU BATUBARA DENGAN METODE ANALISIS AKTIVASI NEU

ANALISIS UNSUR ABU TERBANG DARI PLTU BATUBARA DENGAN METODE ANALISIS AKTIVASI NEUTRON

III. TATA KERJA

2

1

29 ,

3

71 ,

2 m

n

B

L

  

... (4)

Atau secara praktis adalah sebagai berikut :

B

L

2,715,7

... (5) dengan B = cacahan integral dikurangi cacahan net area

Sedangkan kandungan unsur dalam cuplikan setelah diiradiasi dan dicacah dihitung dengan persamaan [6] : dar s dar s cuplikan cuplikan

xW

Cps

W

_tan tan



... (6) dengan

Cpscuplikan : laju cacah bersih cuplikan (cps). Cpsstandar : laju cacah bersih SRM NIST

1633b Coal Fly Ash (cps). Wcuplikan : kandungan unsur dalam cuplikan

(mg/kg).

Wstandar : kandungan unsur dalamSRM NIST 1633b Coal Fly Ash (mg/kg).

Ketidakpastian pengukuran (uncertainty)

kandungan unsur dalam cuplikan abu terbang (µWcuplikan) dengan tingkat kepercayaan 68,3 % dihitung dengan persamaan [9] :

... (7)

dengan

Cpscuplikan : deviasi standar laju cacah bersih cuplikan.

Cpsstandar : deviasi standar laju cacah bersih standar.

Wstandar : deviasi standar kandungan unsur dalam SRM NIST 1633b Coal

Fly Ash.

III. TATA KERJA

Vial polietilen volume 0,273 ml direndam selama dua puluh empat jam dalam air aquabidest dan asam nitarat dengan perbandingan 1 : 1, kemudian dikocok dan dibilas dengan air aquabidest hingga PH air bilasan sama dengan tujuh. Vial direndam dalam azeton dan dikocok selama dua menit kemudian dikeringkan dalam lampu infrared. Abu terbang setelah keluar dari

Electrostatic Precipitator (EP) dicuplik

menggunakan probe isokinetik seperti pada Gambar 1. Cuplikan abu terbang yang terkumpul selanjutnya dikocok selama dua menit dan dikeringkan dalam oven pada suhu105ºC selama dua jam. Cuplikan abu terbang ditimbang menggunakan timbangan A & D GH-202 dan dimasukkan dalam vial polietilen dengan massa : 10-15 mg untuk cuplikan irradiasi pendek, 15-20 mg untuk cuplikan irradiasi menengah dan 25-30 mg untuk cuplikan iradiasi panjang. Masing-masing vial polietilen ditutup, dipatri dan diberi kode. Hal yang sama dilakukan untuk

Standard Reference Material 1633b Coal Fly Ash (SRM 1633b). Untuk irradiasi menengah

dan panjang vial polietilen dibungkus dengan aluminium foil.

Untuk iradiasi pendek, dua vial berisi cuplikan abu terbang dan satu vial berisi SRM 1633b dimasukkan dalam kapsul polietilen kemudian diiradiasi pada Rabbit

System RS-3 reaktor Serbaguna GA

Siwabessy selama satu menit pada daya 15 MW pada fluks neutron termal sekitar 10¹³ n.cm^-2.s^-1. Vial cuplikan abu terbang dan SRM 1633b masing-masing ditunda lima menit kemudian dicacah selama tiga menit pada spektrometer gamma dengan detektor HPGe milik PTBIN-BATAN yang telah dikalibrasi energinya.

Untuk iradiasi menengah, lima vial berisi cuplikan abu terbang dan satu vial berisi SRM 1633b dimasukkan dalam kapsul polietilen pada lapis pertama dan lima vial berisi cuplikan abu terbang dan satu vial berisi SRM 1633b yang lain dimasukkan pada kapsul polietilen yang sama pada lapis kedua. Setelah ditutup rapat kemudian diiradiasi pada Rabbit System RS-3 reaktor Serbaguna GA Siwabessy selama 15 menit pada daya 15 MW dan fluks neutron termal sekitar 10¹³ n.cm^-2.s^-1. Setelah didiamkan selama 2 hari, sepuluh vial berisi cuplikan abu terbang, dua vial berisi SRM 1633b masing-masing dicacah selama 30 menit pada spektrometer gamma dengan detektor HPGe model GC-2020 buatan Canberra yang telah dikalibrasi energinya.

Untuk iradiasi panjang, lima vial berisi cuplikan abu terbang dan satu vial berisi SRM 1633b dimasukkan dalam kapsul aluminium pada lapis pertama dan lima vial berisi cuplikan abu terbang dan satu vial

berisi SRM 1633b yang lain dimasukkan pada kapsul aluminium yang sama pada lapis kedua. Setelah ditutup rapat kemudian diiradiasi pada Rabbit System RS-3 reaktor Serbaguna GA Siwabessy selama 3 jam pada daya 15 MW dan fluks neutron termal sekitar 10¹³ n.cm^-2.s^-1. Setelah didiamkan selama 3 minggu, sepuluh vial berisi cuplikan abu terbang dan dua vial berisi SRM 1633b masing-masing dicacah selama 60 menit pada spektrometer gamma dengan detektor HPGe model GC-2020 buatan Canberra yang telah dikalibrasi energinya.

Selanjutnya spektrum-γ hasil cacahan dianalisis dengan perangkat lunak GENIE 2000 dan Excel 2007. Untuk menentukan kandungan unsur dan ketidakpastiannya dihitung sesuai dengan Persamaan 4 dan Persamaan 5.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil analisis kandungan unsur dalam cuplikan abu terbang dari salah satu PLTU batubara di Pulau Jawa disajikan pada Tabel 2 dan Gambar 2. Partikel abu terbang yang keluar dari EP pada PLTU-A, PLTU-B, PLTU-C, PLTU-D dan PLTU-E yang dianalisis dengan metode AAN mengandung 17 unsur yaitu Al, Mg, Ca, Mn, V, Ti, K, Na, Ba, Fe, Cr, As, Zn, Sc, Se, Sr dan Co. Unsur-unsur yang dominan (mayor) di dalam partikel abu terbang tersebut adalah Al, Mg, Ca, Mn, Ti, K, Na, Ba, Fe dan Zn, sedangkan unsur lain yang termasuk unsur minor adalah V, Cr, As, Sc, Se, Sr dan Co.

Tabel 2. Kandungan unsur dalam cuplikan abu terbang dari salah satu PLTU batubara di Pulau Jawa

Unsur ^{Konsentrasi Unsur (mg/kg)}

PLTU-A PLTU-B PLTU-C PLTU-D PLTU-E

Al 106380 ± 1548 170791 ± 2562 147823 ± 1737 96204 ± 997 6589 ± 98 Mg 8526 ± 946 2190 ± 298 7834 ± 929 20679 ± 1578 2987 ± 365 Ca 31359 ± 4155 31246 ± 3457 ₂₀₄₁ _± ₁₂₈ ₄₁₃₅₄ _± ₃₄₆₈ ₉₃₉₂ _± ₁₀₇₁ Mn 1667 ± 99 1085 ± 102 ₁₀₆₃ _± ₁₅₁ ₁₂₄₈ _± ₈₉ ₁₃₆ _± ₁₂ V 131 ± 15 62 ± 8 ₁₃₅ _± _18,06 ₁₅₂ _± ₇ ₁₅₃ _± ₂ Ti 2022 ± 186 8802 ± 1041 ₆₄₅₄ _± ₅₈₆ ₄₁₂₅ _± ₄₆₁ ₂₁₂₉ _± ₂₄₃ K 145286 ± 332 153299 ± 350 ₁₇₁₃₇₂ _± _390,2 ₉₈₄₄₁ _± ₂₂₆ ₃₆₃₀₆ _± ₈₄ Na 14318 ± 58 15781 ± 63,2 ₁₇₈₅₂ _± _71,39 ₁₀₀₆₇ _± ₄₁ ₄₀₉₁ _± ₁₇ Ba 74318 ± 6885 2730 ± 205 13278 ± 1755 1008 ± 151 2302 ± 168 Fe 298404 ± 1346 5968 ± 157 292988 ± 5432 88336 ± 138 145842 ± 2365 Cr 600 ± 34 162 ± 15 ₃₈₉ _± ₃₅ ₁₈₃ _± ₁₇ ₁₀₉ _± ₈ As 900 ± 105 47 ± 6 ₇₆₅ _± ₁₀₅ ₅₇ _± ₉ ₂₅₈ _± ₂₅ Zn 4310 ± 486 377 ± 45,8 ₃₇₄₆ _± _477,8 ₄₇₇ _± ₆₁ ₁₂₄₃ _± ₁₀₉ Sc 0,27 ± 0,005 27 ± 2 _0,11 _± _0,004 ₂₁ _± ₂ ₂₅ _± ₃ Se 1,25 ± 0,11 16 ± 1 _1,43 _± _0,116 ₁₅ _± ₁ ₂₇ _± ₃ Sr 38 ± 5 958 ± 36,6 73 ± 9 837 ± 67 1162 ± 46 Co 73 ± 8 37 ± 4 37 ± 3 61 ± 5 109 ± 11

Konsentrasi unsur Al berkisar antara 6.589 ± 98 mg/kg hingga 170.791 ± 2.562 mg/kg terendah di PLTU-E dan tertinggi di PLTU-B. Konsentrasi unsur antara PLTU-A, PLTU-B, PLTU-C, PLTU-D dan PLTU-E mempunyai rentang yang cukup besar. Hal ini kemungkinan dipengaruhi oleh jenis batubara yang dibakar berbeda, kondisi suhu pembakaran di boiler dan kondisi penyaring

Electrostatic Precipitator.

Unsur-unsur yang terkandung dalam abu terbang mempunyai toksisitas yang

berbeda-beda dan mempunyai dampak negatif pada tubuh bilamana menghirup udara yang tercemar abu terbang. Toksisitas Al dapat terjadi pengurangan atau hilangnya memori, pengurangan aktivitas enzim yang terakumulasi dalam plasma darah penyebab anemia, perusakan jaringan pernapasan di paru-paru dan menimbulkan efek beracun kronis pada ginjal [10].

Gambar 2. Konsentrasi unsur abu terbang dari PLTU-A, PLTU-B, PLTU-C, PLTU-D dan PLTU-E.

Konsentrasi Magnesium (Mg) berkisar antara 2.190 ± 298 mg/kg yaitu di PLTU-B hingga 20.679 ± 1.578 mg/kg. Toksisitas Mg dapat menyebabkan penyakit

cardiovascular, sendi otot, kulit kering,

tekanan darah rendah, depresi, kelelahan, beresiko terhadap beberapa kanker, diare, osteoporosis, menurunnya fungsi tulang belakang, dehidrasi dan kram kejang otot [11]. Konsentrasi Calcium (Ca) berkisar antara 2.041 ± 128 mg/kg yaitu di PLTU-C hingga 41.354 ± 3.468 mg/kg. Toksisitas Ca akan menyebabkan pengapuran pembuluh darah, penyakit jantung dan urat darah

(cardiovascular), penyakit jantung ischemic

dan stroke, tekanan darah tinggi, asam perut rendah, sakit otot/tulang sendi, depresi, kelelahan, glaucoma, osteoporosis,

osteoarthritis, terjadi pegerasan kapur, kulit kering, sembelit (constipation), peningkatan resiko terhadap ginjal (hypercalcaemia), sehingga terjadi radang air kencing [10,11, 12].

Konsentrasi Manganese (Mn) berkisar antara 136 ± 12 mg/kg yaitu di PLTU-E hingga 1.667 ± 99 mg/kg. Toksisitas Mn secara berlebihan dapat menyebabkan insomnia, nyeri otot, kejang kejang, sempoyongan apabila jalan, kaku anggota badan, kadang-kadang tertawa atau menangis diluar kesadaran dan impotensi [13, 14, 15].

Konsentrasi Vanadium (V) dan

Titanium (Ti) masing-masing berkisar antara

62 ± 8 mg/kg di PLTU-B hingga 153 ± 2 mg/kg di PLTU-E dan 2.022 ± 186 mg/kg di PLTU-A hingga 8.802 ± 804 mg/kg. Tosisitas

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 Al Mg Ca Mn V Ti K Na Ba Fe Cr Ca As Zn Sc se Sr Co

Dalam dokumen PROSIDING Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VIII (Halaman 137-140)