PENENTUAN KONSENTRASI URANIUM DALAM AIR MINUM
KEMASAN DENGAN METODE JEJAK FISI
Oleh:
OPI VITA MAYANG SARI
G74102002
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2
PENENTUAN KONSENTRASI URANIUM DALAM AIR MINUM
KEMASAN DENGAN METODE JEJAK FISI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
OPI VITA MAYANG SARI
G74102002
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
OPI VITA MAYANG SARI. Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum Kemasan dengan Metode Jejak Fisi. Dibimbing oleh KIAGUS DAHLAN dan A. BUNAWAS
4
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Serang pada tanggal 13 Agustus 1984 sebagai anak tunggal dari pasangan Mahmud dan Elis Suheryati.
Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-kanak Bina Sejahtera pada tahun 1990 kemudian melanjutkan pendidikan di SD Negeri Taman Sari II Kota Cilegon sampai tahun 1996. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 6 Kota Cilegon sampai tahun 1999, kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SMU Negeri 1 Kota Cilegon sampai tahun 2002.
Pada tahun 2002, penulis berhasil diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) sebagai mahasiswa di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Judul
: Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum
Kemasan dengan Metode Jejak Fisi
Nama Mahasiswa
: OPI VITA MAYANG SARI
Nomor Pokok
: G74102002
Menyetujui :
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Kiagus Dahlan
Drs. A.Bunawas, APU
NIP. 131 663 021
NIP. 330 003 249
Mengetahui :
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S
NIP. 131 473 999
6
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji dan syukur kehadiran Allah SWT atas segala kemurahan dan anugerahNya. Sholawat serta salam semoga tetap tercurah kepada junjungan kita Rasulullah Muhammad SAW. Dengan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum Kemasan dengan Metode Jejak Fisi” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) pada Departemen Fisika. Suatu kebahagiaan yang sangat besar, karya ini akhirnya dapat diselesaikan dengan penuh perjuangan dan kesabaran untuk melaluinya.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang banyak membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini, diantaranya:
1. Dr. Kiagus Dahlan selaku pembimbing I yang telah membimbing penulis dengan penuh motivasi, petunjuk, dan kesabaran.
2. Drs. A. Bunawas APU selaku pembimbing II yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran, keramahan, dan motivasi ditengah-tengah kesibukan beliau.
3. Drs. M. Nur Indro M.Sc dan Dr. Akhiruddin Maddu sebagai dosen penguji atas segala masukan dan motivasinya yang telah diberikan.
4. Para pegawai PTKMR-BATAN di Pasar Jumat atas segala bantuan dan bimbingannya. Pak Asep Setiawan, ibu Leli, ibu Yurfida, pak Muji, dan lain-lain di laboratorium analisis lingkungan PTKMR-BATAN.
5. Para pegawai PRSG Siwabessy-BATAN di Serpong atas segala bantuannya. Pak Saleh, pak Rohidi, dan lain-lain di bagian iradiasi.
6. Seluruh Dosen Fisika atas ilmu yang telah diberikan dan karyawan Departemen Fisika khususnya Bapak Firman atas bantuannya selama ini.
7. Mama dan Bapak yang senantiasa mendo’akanku, mendidikku dan memberikan kasih sayang yang tidak pernah berhenti mengalir untukku. Semoga Allah SWT membalasnya dengan balasan yang lebih baik.
8. Keluarga Besarku di Cilegon dan di Bogor atas segala dukungan semangat dan bantuannya selama ini.
9. A’ Mpi dan putri kecilku “Nabilah Khairunnisa”, terimakasih dukungan dan doanya.
10. Teman-teman terbaikku di Cilegon, Rita, Dian, dlan lain-lain, atas semangat dan motivasinya. 11. My BRAVO ( Idonk, DewieS, t’Enda, Melly, Eti, t’Ade, Ima), terimakasih dah jadi keluarga
keduaku.
12. Teman-teman fisika 39 (Reni, Wahyu, Fera, Leta, Laina, Rahma, Eka, Sonny, Nono, Anam, Niko, Kofir, Ekojambi, Arif, Luthfan, Erus, Marwan, Tedi, Rian, Budi, Teguh, Didit, Ananto, Ihsan, Tyo, Tika, Siro dan Anto), terima kasih kebersamaannya
13. Rekan-rekan FISIKA ’37, FISIKA ’38, FISIKA ’40 dan FISIKA ’41 atas kerjasamanya. Serta semua pihak yang telah membantu penelitian ini, yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan masukan baik kritikan, saran maupun koreksi yang sifatnya membangun. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat.
Bogor, April 2007
DAFTAR ISI
Halaman
PRAKATA... i
DAFTAR ISI... ii
DAFTAR GAMBAR... iii
DAFTAR TABEL... iii
DAFTAR LAMPIRAN... iii
PENDAHULUAN Latar Belakang... 1
Tujuan Penelitian... 1
Hipotesis... 1
TINJAUAN PUSTAKA Uranium... 1
Uranium dalam Air Minum... 2
Dosis Efektif Uranium per Tahun... 3
Metode Jejak Fisi... 4
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian... 4
Bahan dan Alat... ... 4
Metode Penelitian Prinsip Kerja... 4
Persiapan Sampel... 4
Proses Iradiasi Neutron Termal... 5
Proses Etsa Kimia... 5
Analisis Jejak Fisi ... 5
Analisis Data... 6
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia Tertentu... 6
Diagram Alir Penelitian ... 6
HASIL DAN PEMBAHASAN Optimasi Waktu Iradiasi dan Waktu Etsa... 7
Penentuan Konsentrasi Uranium... 7
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia tertentu... 8
SIMPULAN DAN SARAN... 9
DAFTAR PUSTAKA... 9
8
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Peluruhan 238U ... 2
Gambar 2 Skema jalan masuk uranium ke tubuh ... 2
Gambar 3 Ilustrasi model pola etsa kimia sederhana ... 4
Gambar 4 Skema yang menunjukkan metode jejak fisi yang digunakan untuk penentuan uranium dalam air mineral... 5
Gambar 5 Rencana percobaan dari pengemasan sampel, standar, dan background untuk iradiasi dalam reaktor... 5
Gambar 6 Ilustrasi penempatan sampel dalam tabung aktivasi... 6
Gambar 7 Diagram alir penelitian ... 7
Gambar 8 Konsentrasi uranium dalam sampel air minum dalam kemasan dari beberapa lokasi... 8
Gambar 9 Hubungan antara dosis efektif uranium rata-rata per tahun dari air minum terhadap usia tertentu... 8
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Baku mutu uranium dalam air minum di beberapa negara... 2Tabel 2. Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan dibeberapa negara... 2
Tabel 3. Pemasukan air per hari tergantung usia... 3
Tabel 4. Optimasi iradiasi... 7
Tabel 5. Optimasi etsa... 7
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan... 12Dosis efektif uranium per tahun (µSv) untuk usia tertentu... 12
Gambar jejak fisi hasil optimasi waktu iradiasi dan waktu etsa... 13
Gambar jejak fisi sampel air minum dalam kemasan dan standar... 14
Gambar alat... 16
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bisnis Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) semakin menggiurkan, karena kebutuhan akan air minum terus meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk. Perusahaan yang menggarap bisnis AMDK pun semakin banyak dan terus melakukan ekspansi untuk memperluas jaringan pasar produk-produknya. Kebutuhan masyarakat akan air minum sangat tinggi padahal ketersediaan air yang layak minum dalam arti berkualitas dan terjamin dari segi kesehatan semakin sulit diperoleh. Saat ini masyarakat, terutama di kota-kota besar tidak bisa lagi lepas dari AMDK. Dari segi penjualan industri ini mengalami pertumbuhan dari tahun ke tahun. Pada 2002, terjadi kenaikan 30 persen dibandingkan tahun 2001 dari 5, 4 miliar liter menjadi 7,1 miliar liter. Tahun 2003, ditargetkan peningkatan hingga 20 persen menjadi 8,5 miliar liter (Anonim 2003b).
Sejak banyaknya perusahaan maupun distributor yang menyatakan bahwa produk air minum mereka berasal dari sumber air alami, maka terdapat kemungkinan bahwa beberapa dari air minum tersebut dapat mengandung uranium dalam jumlah yang dapat dihitung.
Uranium adalah suatu unsur radioaktif alami yang penting dan banyak terdapat pada lapisan kulit bumi dan hampir semua sumber air, khususnya air tanah dan air mineral. Pengukuran radioaktivitas dalam air sangatlah penting untuk berbagai tujuan, terutama untuk menjamin bahwa tingkat radioaktivitas tersebut masih berada di bawah batas yang sudah ditentukan, karena air minum mungkin adalah suatu faktor yang signifikan dalam meningkatkan paparan radiasi pada populasi.
Kadar uranium dapat diukur dengan menggunakan beberapa metode, yaitu metode analisis aktivasi, spektrometri massa, fluorometri, dan pencacah alpha (Fleischer et al. 1975). Penelitian ini menggunakan metode jejak fisi, karena metode ini lebih mudah, tidak terlalu mahal dan memberikan keakuratan yang sama bila dibandingkan dengan metode-metode yang lain.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan konsentrasi uranium dalam
beberapa jenis air minum dalam kemasan dengan menggunakan metode jejak fisi .
Hipotesis
Hampir semua air sumber, khususnya air tanah dan air minum dalam kemasan mengandung unsur radionuklida uranium.
TINJAUAN PUSTAKA
Uranium
Uranium adalah suatu unsur radioaktif dengan nomor atom 92. Secara umum, uranium banyak ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit dalam batu-batuan, tanah, air, tumbuh-tumbuhan, dan binatang serta manusia. Uranium merupakan radioaktif yang lemah dan memberikan kontribusi yang sangat sedikit terhadap paparan radiasi alami dalam lingkungan.
Dalam bentuk murninya, uranium adalah logam berat berwarna perak dengan kerapatan hampir dua kali dari kerapatan timah hitam. Dalam alam, uranium terdapat dalam beberapa isotop, yaitu 238U, 235U, dan 234
U dengan berat proporsi masing-masing adalah 99,274%, 0,72% dan 0,006%. 1 μg uranium alami memiliki aktivitas 25,2 mBq (Anonim 2001a). Uranium dapat berada dalam 4 keadaan valensi, yaitu : U3+ (III), U4+ (IV), UO2+ (V), dan UO22+ (VI). Keadaan valensi yang paling dominan dalam lingkungan adalah U (IV) dan U (VI) (Fellow 1998). Jumlah valensi yang berbeda ini merupakan salah satu penjelasan untuk potensial beracun dari uranium dalam perbandingan dengan logam berat lainnya.
Semua isotop uranium bersifat radioaktif. Tiga isotop alami yang ditemukan di lingkungan, 234U, 235U, dan 238
Gambar 1 Peluruhan 238U (Anonim 2001b)
Isotop yang dominan, 238U, membentuk rantai peluruhan yang panjang dan hasil peluruhannya mengandung radionuklida kunci radium-226 dan radon-222. Proses peluruhan akan terus berlangsung sampai mencapai kestabilan, yaitu sampai hasil peluruhan yang tidak radioaktif terbentuk (lihat gambar 1, seri peluruhan uranium). Salah satu hasil peluruhan 238U adalah 226Ra yang diketahui sebagai salah satu radionuklida yang paling beracun. Hal ini disebabkan radium mirip dengan kalsium, karena berada pada grup yang sama pada sistem periodik, keberadaannya dalam tulang akan bertahan lama dan itu dapat menyebabkan paparan radiasi yang berbahaya bagi jaringan.
Massa air adalah vektor yang paling penting dalam proses pengangkutan uranium, baik dalam larutan maupun oleh erosi dalam lingkungan. Proses pengangkutan uranium ke air alami dapat terjadi melalui difusi atau aliran massa. Dalam lingkungan yang akuatik, uranium terdapat dalam konsentrasi 0,1 - 10 μg/L (Brits dan Smith 1997), terutama sebagai uranil karbonat kompleks.
Uranium dalam Air Minum
Adalah sangat penting untuk menyadari bahwa semua unsur kimia yang terdapat secara alami akan ditemukan dalam air tanah melalui interaksi air tanah dengan batu-batuan dan bahan sedimen. Air tanah yang telah melalui proses penyulingan dengan tujuan untuk air minum dapat memiliki konsentrasi unsur-unsur yang tidak
diinginkan berasal dari kontaminasi akibat interaksi manusia.
Efek utama yang ditimbulkan secara kimia dari uranium pada manusia adalah peradangan ginjal. Sedangkan untuk kasus karsinogenetik dari uranium datanya masih jarang ditemukan. Nilai pedoman sementara yang ditentukan oleh WHO didasarkan pada perhitungan dari tes dengan menggunakan binatang sampai manusia. Walaupun efek kesehatan dari pengambilan uranium sudah diketahui selama beberapa waktu, sekarang ini belum ada baku mutu yang berlaku secara universal untuk uranium dalam air minum. Berikut ini adalah baku mutu untuk uranium dalam air minum dibeberapa negara yang telah diketahui : Kanada-20 μg/L (Health Canada 2002), USA-30 μg/L (EPA 2002), Rusia-1700 μg/L (NGU 2005), dan pada tahun 2004 WHO menentukan nilai pedoman sementara 15
μg/L (WHO 2004) dan berdasarkan SK. Kepala BAPETEN No. 02/ka-BAPETEN/V-99 tentang ”Baku Tingkat Radioaktivitas di Lingkungan” di Indonesia baku mutu untuk uranium dalam air minum adalah 4 x 104 µg/L.
Tabel 1. Baku mutu uranium dalam air minum di beberapa negara
Negara Baku mutu uranium
(µg/L)
Baku mutu uranium (mBq/L) Kanada 20 504
USA 30 756 Rusia 1700 42840 Jepang 2 50.4 Australia 20 504
WHO 15 378 Indonesia 40000 106
Tabel 2. Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan dibeberapa negara
Konsentrasi uranium (µg/L) No. Negara
Min. Maks. Rata-rata 1 Jerman 0.10 187.78 14.63
2 Jepang (domestik)
1.07 x
10-3 0.34 0.0.7
3 Jepang
(impor) 0 7.48 1.53
PENENTUAN KONSENTRASI URANIUM DALAM AIR MINUM
KEMASAN DENGAN METODE JEJAK FISI
Oleh:
OPI VITA MAYANG SARI
G74102002
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2
PENENTUAN KONSENTRASI URANIUM DALAM AIR MINUM
KEMASAN DENGAN METODE JEJAK FISI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
OPI VITA MAYANG SARI
G74102002
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
OPI VITA MAYANG SARI. Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum Kemasan dengan Metode Jejak Fisi. Dibimbing oleh KIAGUS DAHLAN dan A. BUNAWAS
4
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Serang pada tanggal 13 Agustus 1984 sebagai anak tunggal dari pasangan Mahmud dan Elis Suheryati.
Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-kanak Bina Sejahtera pada tahun 1990 kemudian melanjutkan pendidikan di SD Negeri Taman Sari II Kota Cilegon sampai tahun 1996. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 6 Kota Cilegon sampai tahun 1999, kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SMU Negeri 1 Kota Cilegon sampai tahun 2002.
Pada tahun 2002, penulis berhasil diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) sebagai mahasiswa di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Judul
: Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum
Kemasan dengan Metode Jejak Fisi
Nama Mahasiswa
: OPI VITA MAYANG SARI
Nomor Pokok
: G74102002
Menyetujui :
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Kiagus Dahlan
Drs. A.Bunawas, APU
NIP. 131 663 021
NIP. 330 003 249
Mengetahui :
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S
NIP. 131 473 999
6
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji dan syukur kehadiran Allah SWT atas segala kemurahan dan anugerahNya. Sholawat serta salam semoga tetap tercurah kepada junjungan kita Rasulullah Muhammad SAW. Dengan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum Kemasan dengan Metode Jejak Fisi” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) pada Departemen Fisika. Suatu kebahagiaan yang sangat besar, karya ini akhirnya dapat diselesaikan dengan penuh perjuangan dan kesabaran untuk melaluinya.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang banyak membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini, diantaranya:
1. Dr. Kiagus Dahlan selaku pembimbing I yang telah membimbing penulis dengan penuh motivasi, petunjuk, dan kesabaran.
2. Drs. A. Bunawas APU selaku pembimbing II yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran, keramahan, dan motivasi ditengah-tengah kesibukan beliau.
3. Drs. M. Nur Indro M.Sc dan Dr. Akhiruddin Maddu sebagai dosen penguji atas segala masukan dan motivasinya yang telah diberikan.
4. Para pegawai PTKMR-BATAN di Pasar Jumat atas segala bantuan dan bimbingannya. Pak Asep Setiawan, ibu Leli, ibu Yurfida, pak Muji, dan lain-lain di laboratorium analisis lingkungan PTKMR-BATAN.
5. Para pegawai PRSG Siwabessy-BATAN di Serpong atas segala bantuannya. Pak Saleh, pak Rohidi, dan lain-lain di bagian iradiasi.
6. Seluruh Dosen Fisika atas ilmu yang telah diberikan dan karyawan Departemen Fisika khususnya Bapak Firman atas bantuannya selama ini.
7. Mama dan Bapak yang senantiasa mendo’akanku, mendidikku dan memberikan kasih sayang yang tidak pernah berhenti mengalir untukku. Semoga Allah SWT membalasnya dengan balasan yang lebih baik.
8. Keluarga Besarku di Cilegon dan di Bogor atas segala dukungan semangat dan bantuannya selama ini.
9. A’ Mpi dan putri kecilku “Nabilah Khairunnisa”, terimakasih dukungan dan doanya.
10. Teman-teman terbaikku di Cilegon, Rita, Dian, dlan lain-lain, atas semangat dan motivasinya. 11. My BRAVO ( Idonk, DewieS, t’Enda, Melly, Eti, t’Ade, Ima), terimakasih dah jadi keluarga
keduaku.
12. Teman-teman fisika 39 (Reni, Wahyu, Fera, Leta, Laina, Rahma, Eka, Sonny, Nono, Anam, Niko, Kofir, Ekojambi, Arif, Luthfan, Erus, Marwan, Tedi, Rian, Budi, Teguh, Didit, Ananto, Ihsan, Tyo, Tika, Siro dan Anto), terima kasih kebersamaannya
13. Rekan-rekan FISIKA ’37, FISIKA ’38, FISIKA ’40 dan FISIKA ’41 atas kerjasamanya. Serta semua pihak yang telah membantu penelitian ini, yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan masukan baik kritikan, saran maupun koreksi yang sifatnya membangun. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat.
Bogor, April 2007
DAFTAR ISI
Halaman
PRAKATA... i
DAFTAR ISI... ii
DAFTAR GAMBAR... iii
DAFTAR TABEL... iii
DAFTAR LAMPIRAN... iii
PENDAHULUAN Latar Belakang... 1
Tujuan Penelitian... 1
Hipotesis... 1
TINJAUAN PUSTAKA Uranium... 1
Uranium dalam Air Minum... 2
Dosis Efektif Uranium per Tahun... 3
Metode Jejak Fisi... 4
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian... 4
Bahan dan Alat... ... 4
Metode Penelitian Prinsip Kerja... 4
Persiapan Sampel... 4
Proses Iradiasi Neutron Termal... 5
Proses Etsa Kimia... 5
Analisis Jejak Fisi ... 5
Analisis Data... 6
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia Tertentu... 6
Diagram Alir Penelitian ... 6
HASIL DAN PEMBAHASAN Optimasi Waktu Iradiasi dan Waktu Etsa... 7
Penentuan Konsentrasi Uranium... 7
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia tertentu... 8
SIMPULAN DAN SARAN... 9
DAFTAR PUSTAKA... 9
8
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Peluruhan 238U ... 2
Gambar 2 Skema jalan masuk uranium ke tubuh ... 2
Gambar 3 Ilustrasi model pola etsa kimia sederhana ... 4
Gambar 4 Skema yang menunjukkan metode jejak fisi yang digunakan untuk penentuan uranium dalam air mineral... 5
Gambar 5 Rencana percobaan dari pengemasan sampel, standar, dan background untuk iradiasi dalam reaktor... 5
Gambar 6 Ilustrasi penempatan sampel dalam tabung aktivasi... 6
Gambar 7 Diagram alir penelitian ... 7
Gambar 8 Konsentrasi uranium dalam sampel air minum dalam kemasan dari beberapa lokasi... 8
Gambar 9 Hubungan antara dosis efektif uranium rata-rata per tahun dari air minum terhadap usia tertentu... 8
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Baku mutu uranium dalam air minum di beberapa negara... 2Tabel 2. Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan dibeberapa negara... 2
Tabel 3. Pemasukan air per hari tergantung usia... 3
Tabel 4. Optimasi iradiasi... 7
Tabel 5. Optimasi etsa... 7
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan... 12Dosis efektif uranium per tahun (µSv) untuk usia tertentu... 12
Gambar jejak fisi hasil optimasi waktu iradiasi dan waktu etsa... 13
Gambar jejak fisi sampel air minum dalam kemasan dan standar... 14
Gambar alat... 16
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bisnis Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) semakin menggiurkan, karena kebutuhan akan air minum terus meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk. Perusahaan yang menggarap bisnis AMDK pun semakin banyak dan terus melakukan ekspansi untuk memperluas jaringan pasar produk-produknya. Kebutuhan masyarakat akan air minum sangat tinggi padahal ketersediaan air yang layak minum dalam arti berkualitas dan terjamin dari segi kesehatan semakin sulit diperoleh. Saat ini masyarakat, terutama di kota-kota besar tidak bisa lagi lepas dari AMDK. Dari segi penjualan industri ini mengalami pertumbuhan dari tahun ke tahun. Pada 2002, terjadi kenaikan 30 persen dibandingkan tahun 2001 dari 5, 4 miliar liter menjadi 7,1 miliar liter. Tahun 2003, ditargetkan peningkatan hingga 20 persen menjadi 8,5 miliar liter (Anonim 2003b).
Sejak banyaknya perusahaan maupun distributor yang menyatakan bahwa produk air minum mereka berasal dari sumber air alami, maka terdapat kemungkinan bahwa beberapa dari air minum tersebut dapat mengandung uranium dalam jumlah yang dapat dihitung.
Uranium adalah suatu unsur radioaktif alami yang penting dan banyak terdapat pada lapisan kulit bumi dan hampir semua sumber air, khususnya air tanah dan air mineral. Pengukuran radioaktivitas dalam air sangatlah penting untuk berbagai tujuan, terutama untuk menjamin bahwa tingkat radioaktivitas tersebut masih berada di bawah batas yang sudah ditentukan, karena air minum mungkin adalah suatu faktor yang signifikan dalam meningkatkan paparan radiasi pada populasi.
Kadar uranium dapat diukur dengan menggunakan beberapa metode, yaitu metode analisis aktivasi, spektrometri massa, fluorometri, dan pencacah alpha (Fleischer et al. 1975). Penelitian ini menggunakan metode jejak fisi, karena metode ini lebih mudah, tidak terlalu mahal dan memberikan keakuratan yang sama bila dibandingkan dengan metode-metode yang lain.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan konsentrasi uranium dalam
beberapa jenis air minum dalam kemasan dengan menggunakan metode jejak fisi .
Hipotesis
Hampir semua air sumber, khususnya air tanah dan air minum dalam kemasan mengandung unsur radionuklida uranium.
TINJAUAN PUSTAKA
Uranium
Uranium adalah suatu unsur radioaktif dengan nomor atom 92. Secara umum, uranium banyak ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit dalam batu-batuan, tanah, air, tumbuh-tumbuhan, dan binatang serta manusia. Uranium merupakan radioaktif yang lemah dan memberikan kontribusi yang sangat sedikit terhadap paparan radiasi alami dalam lingkungan.
Dalam bentuk murninya, uranium adalah logam berat berwarna perak dengan kerapatan hampir dua kali dari kerapatan timah hitam. Dalam alam, uranium terdapat dalam beberapa isotop, yaitu 238U, 235U, dan 234
U dengan berat proporsi masing-masing adalah 99,274%, 0,72% dan 0,006%. 1 μg uranium alami memiliki aktivitas 25,2 mBq (Anonim 2001a). Uranium dapat berada dalam 4 keadaan valensi, yaitu : U3+ (III), U4+ (IV), UO2+ (V), dan UO22+ (VI). Keadaan valensi yang paling dominan dalam lingkungan adalah U (IV) dan U (VI) (Fellow 1998). Jumlah valensi yang berbeda ini merupakan salah satu penjelasan untuk potensial beracun dari uranium dalam perbandingan dengan logam berat lainnya.
Semua isotop uranium bersifat radioaktif. Tiga isotop alami yang ditemukan di lingkungan, 234U, 235U, dan 238
Gambar 1 Peluruhan 238U (Anonim 2001b)
Isotop yang dominan, 238U, membentuk rantai peluruhan yang panjang dan hasil peluruhannya mengandung radionuklida kunci radium-226 dan radon-222. Proses peluruhan akan terus berlangsung sampai mencapai kestabilan, yaitu sampai hasil peluruhan yang tidak radioaktif terbentuk (lihat gambar 1, seri peluruhan uranium). Salah satu hasil peluruhan 238U adalah 226Ra yang diketahui sebagai salah satu radionuklida yang paling beracun. Hal ini disebabkan radium mirip dengan kalsium, karena berada pada grup yang sama pada sistem periodik, keberadaannya dalam tulang akan bertahan lama dan itu dapat menyebabkan paparan radiasi yang berbahaya bagi jaringan.
Massa air adalah vektor yang paling penting dalam proses pengangkutan uranium, baik dalam larutan maupun oleh erosi dalam lingkungan. Proses pengangkutan uranium ke air alami dapat terjadi melalui difusi atau aliran massa. Dalam lingkungan yang akuatik, uranium terdapat dalam konsentrasi 0,1 - 10 μg/L (Brits dan Smith 1997), terutama sebagai uranil karbonat kompleks.
Uranium dalam Air Minum
Adalah sangat penting untuk menyadari bahwa semua unsur kimia yang terdapat secara alami akan ditemukan dalam air tanah melalui interaksi air tanah dengan batu-batuan dan bahan sedimen. Air tanah yang telah melalui proses penyulingan dengan tujuan untuk air minum dapat memiliki konsentrasi unsur-unsur yang tidak
diinginkan berasal dari kontaminasi akibat interaksi manusia.
Efek utama yang ditimbulkan secara kimia dari uranium pada manusia adalah peradangan ginjal. Sedangkan untuk kasus karsinogenetik dari uranium datanya masih jarang ditemukan. Nilai pedoman sementara yang ditentukan oleh WHO didasarkan pada perhitungan dari tes dengan menggunakan binatang sampai manusia. Walaupun efek kesehatan dari pengambilan uranium sudah diketahui selama beberapa waktu, sekarang ini belum ada baku mutu yang berlaku secara universal untuk uranium dalam air minum. Berikut ini adalah baku mutu untuk uranium dalam air minum dibeberapa negara yang telah diketahui : Kanada-20 μg/L (Health Canada 2002), USA-30 μg/L (EPA 2002), Rusia-1700 μg/L (NGU 2005), dan pada tahun 2004 WHO menentukan nilai pedoman sementara 15
μg/L (WHO 2004) dan berdasarkan SK. Kepala BAPETEN No. 02/ka-BAPETEN/V-99 tentang ”Baku Tingkat Radioaktivitas di Lingkungan” di Indonesia baku mutu untuk uranium dalam air minum adalah 4 x 104 µg/L.
Tabel 1. Baku mutu uranium dalam air minum di beberapa negara
Negara Baku mutu uranium
(µg/L)
Baku mutu uranium (mBq/L) Kanada 20 504
USA 30 756 Rusia 1700 42840 Jepang 2 50.4 Australia 20 504
WHO 15 378 Indonesia 40000 106
Tabel 2. Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan dibeberapa negara
Konsentrasi uranium (µg/L) No. Negara
Min. Maks. Rata-rata 1 Jerman 0.10 187.78 14.63
2 Jepang (domestik)
1.07 x
10-3 0.34 0.0.7
3 Jepang
(impor) 0 7.48 1.53
Uranium dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan, air minum, atau udara. Secara umum, penyerapan uranium yang paling dominan adalah melalui makanan dan air minum, hal ini dikarenakan jumlah uranium dalam udara adalah sangat kecil. Rata-rata pengambilan uranium yang berasal dari makanan adalah sekitar 0,07 - 1,1 μg/hari ( Anonim 2003a).
Berikut ini adalah gambar skema jalan masuk uranium ke dalam tubuh manusia.
Gambar 2 Skema jalan masuk uranium ke tubuh (Anonim 1999)
Sekitar 99 % uranium yang masuk melalui makanan dan air minum akan meninggalkan tubuh manusia melalui jalur urin, dan sisanya akan memasuki aliran
darah. Semua uranium yang telah dis erap akan dipindahkan oleh ginjal dan
dieksresi dalam urine dalam beberapa hari. Sejumlah kecil uranium dalam aliran darah akan tersimpan dalam tulang manusia dan akan bertahan selama beberapa tahun.
Uranium akan berbahaya bagi kesehatan hanya jika telah masuk ke dalam tubuh. Resiko yang paling besar dari penyerapan uranium dalam jumlah yang besar adalah kerusakan ginjal, karena walaupun uranium adalah radioaktif lemah tapi dia bersifat sebagai logam beracun. Paparan uranium juga dapat meningkatkan resiko untuk terkena kanker. Berdasarkan sifat uranium yang cenderung untuk terkonsentrasi pada tempat-tempat tertentu dalam tubuh, maka resiko untuk terkena kanker tulang, kanker hati, dan penyakit darah (seperti leukimia) akan meningkat. Penghirupan uranium juga dapat meningkatkan resiko terkena kanker paru-paru.
Dosis Efektif Uranium per Tahun
Pemasukan air minum ke dalam tubuh manusia per hari dalam jumlah yang cukup adalah bertujuan untuk memelihara keseimbangan kebutuhan air dalam tubuh. Pemasukan air dalam tubuh tergantung pada beberapa faktor seperti berat badan, aktivitas tubuh, dan keadaan lingkungan. Berdasarkan Sichert-Hellert dkk., keseluruhan total pengambilan air per berat badan dan per luas permukaan tubuh menurun dengan usia (Sichert-Hellert et al. 2001). Berikut ini adalah data pemasukan air minum ke dalam tubuh manusia per hari ter gantung usia :
Tabel 3. Pemasukan air per hari tergantung usia
Sumber : Scoot 2003
Tinggi rendahnya paparan radiasi alami tergantung pada keadaan geografi lokasi dan pada aktivitas manusia. Dosis efektif uranium per tahun untuk usia tertentu dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
C
x
DCF
x
DWI
x
365
D
=
(1)D = Dosis efektif uranium per tahun untuk kelompok usia tertentu dari pemasukan uranium dalam air (Sv);
C = Nilai rata-rata dari konsentrasi uranium dalam air (Bq/L); DWI = Pemasukan air per hari untuk
kelompok usia tertentu (L); Umur Berat badan normal
(Kg)
DWI (L)
≤1 ≤10 1.00
2 13 1.17 3 15 1.26 4 17 1.33 5 19 1.35 6 21 1.37 7 23 1.50 8 25 1.55 9 28 1.62 10 31 1.71 11 35 1.75 12 40 1.96 13 45 2.12 14 51 2.35 15 57 2.51 16 62 2.67 17 66 2.71
12
DCF = Faktor konversi dosis untuk uranium untuk kelompok usia tertentu (Sv/Bq).
Berdasarkan IAEA, International Basic Safety Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources, faktor konversi dosis untuk 238Uadalah 4.41 x 10-8 Sv/Bq, untuk 235U adalah 4.60 x 10-8 Sv/Bq, dan untuk 234Uadalah 4.90 x 10-8 Sv/Bq.
Metode Jejak Fisi
Kadar uranium dapat diukur dengan menggunakan beberapa metode, yaitu metode analisis aktivasi, spektrometri massa, fluorometri, pencacah alpha, dan metode jejak fisi (Fleischer et al. 1975). Metode jejak fisi sudah banyak digunakan oleh berbagai penulis untuk menentukan kadar uranium dalam air, susu bubuk, darah manusia, daun teh, semikonduktor, batu bara, baja dan lain sebagainya (Singh et al. 1984; Cheng et al. 1988).
Secara umum adalah sangat sulit untuk menentukan kadar uranium dalam air secara langsung dengan menggunakan metode kimia biasa. Bagaimanapun, metode jejak fisi adalah metode yang lebih mudah, lebih murah dan memiliki tingkat keakuratan yang sama jika dibandingkan dengan metode – metode yang lain (Fisher 1975). Metode jejak fisi tidak membutuhkan sampel dalam jumlah yang banyak, hanya satu atau dua tetes air sudah cukup untuk menganalisa kadar uranium. Jadi, metode ini sangat berguna untuk sampel dengan jumlah yang sedikit dan memiliki konsentrasi uranium yang rendah. Pada metode jejak fisi, jejak fisi 235U yang telah diinduksi oleh neutron termal dideteksi dengan menggunakan detektor jejak nuklir. Jejak fisi tersebut kemudian diperjelas dengan proses etsa kimia. Jumlah jejak per satuan luas dihitung dengan menggunakan mikroskop optik.
Proses Etsa
Partikel yang telah terionisasi penuh lewat melalui bahan detektor seperti polikarbonat, mika, gelas, dan lain sebagainya meninggalkan sedikit jejak kerusakan pada rantai molekul. Larutan kimia untuk etsa, seperti KOH, NaOH, HF, dan lain sebagainya dapat melarutkan jejak ini pada kecepatan etsa jejak konstan, VT (µm/jam) yang jauh lebih tinggi dari kecepatan etsa bulk, VG (µm/jam), contohnya adalah kecepatan pengurangan permukaan bahan. Hasil dari proses etsa
kimia ini kemudian dapat dilihat dibawah mikroskop optik. Model bentuk pola etsa kimia yang sederhana dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 3 Ilustrasi model pola etsa kimia sederhana : L (µm), panjang pola etsa kimia yang dihasilkan oleh larutan etsa; v (µm), ketebalan permukaan yang dipindahkan oleh
larutan etsa; Le (µm), panjang kerucut pola etsa; d (µm), diameter pembukaan pola etsa
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Oktober 2005 sampai Mei 2006, dan bertempat di PTKMR-BATAN, Pasar Jumat, Jakarta Selatan dan di reaktor GA Siwabessy, Serpong, Tanggerang.
Bahan dan Alat Bahan :
• Larutan kimia :
- 3 M HNO3 kualitas Pa - 6.5 M NaOH, dan - larutan uranium standar,
dari UO2(NO3)2.6H2O buatan KPA-USA
• Air demineralized (aquabidestilata)
• Sampel air minum kemasan yang di ambil dari beberapa produk air minum kemasan yang ada di Indonesia..
Alat :
• Detektor Jejak Fisi Polikarbonat-Iupilon® (Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Jepang),
• Mikropipet buatan Iupendorf,
• Selotip,
• Lampu inframerah,
• Inkubator buatan Memmert-Jerman,
• Pinset,
• Klem SS,
• Mikroskop opthipot buatan Nikon-Jepang, dan
• Reaktor GA Siwabessy-Serpong. Metode Penelitian
Prinsip Kerja
Prinsip dari metode jejak fisi untuk penentuan uranium ditunjukkan secara skematik dalam gambar 4.
Gambar 4Skema yang menunjukan metode jejak fisi yang digunakan untuk penentuan
uranium dalam air minum
Setelah tetesan sampel air pada permukaan detektor dikeringkan (dievaporasi), 235U dalam endapan yang tertinggal dapat diinduksi dengan neutron termal dan mengalami reaksi fisi, pecahan fisi masuk menembus ke dalam detektor dan menyebabkan kerusakan radiasi di sepanjang lintasannya. Proses etsa kimia dengan menggunakan larutan kimia yang cocok dapat mengembangkan bekas tersebut menjadi jejak yang dapat dilihat di bawah mikroskop optik.
Persiapan Sampel
Karena jumlah produk air minum dalam kemasan terlalu banyak untuk dianalisa semua, maka pada penelitian ini hanya menggunakan sampel air minum dalam kemasan yang dikumpulkan dari dua belas produk air minum kemasan yang ada di Indonesia. Sampel - sampel air tersebut dikonsentrasikan sampai 100 kali dengan cara memanaskannya secara kontinu di atas pemanas. Dengan cara yang sama larutan uranium standar yang telah diketahui konsentrasinya (100 mL larutan mengandung 50 μg/L uranium) disiapkan dari UO2(NO3)2.6H2O. Detektor yang digunakan adalah detektor plastik polikarbonat dengan merek dagang Iupilon® (Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.,
Jepang) dengan rumus kimia -[-O-C6H4 C-(CH3)2C6H4OCO-]n- yang memiliki densitas 1,2 g cm-3 dan ketebalan 300 μm.
Larutan standar sampel
Strip mika background selotip Larutan standar sampel
Strip mika background selotip
Gambar 5 Pengemasan sampel, standar dan background untuk iradiasi dalam reaktor
Ambil 25 μL dari setiap sampel maupun larutan standar dengan menggunakan mikropipet dan kemudian teteskan diatas permukaan detektor lalu dikeringkan dibawah lampu inframerah. Sampel air maupun larutan standar yang telah dikeringkan tersebut akan meninggalkan residu yang bersifat non-volatil pada permukaan detektor.
Detektor polikarbonat Iupilon® lain yang bersih kemudian diletakkan di atas setiap detektor yang mengandung residu non-volatil tersebut, sehingga membentuk seperti roti lapis kemudian rekatkan dengan menggunakan selotip. Detektor – detektor yang sudah siap tersebut kemudian dipasang pada strip mika untuk menjaga kontak antara sampel dan detektor. Satu detektor Iupilon® yang kosong dipasang bersama detektor yang berisi sampel sebagai latar belakang.
Proses Iradiasi Neutron Termal
Setelah semua sampel siap kemudian semua sampel tersebut dikemas di dalam sebuah tabung polietilen yang mempunyai panjang 7 cm dan diameter 2.5 cm.
14
terendap kemudian keringkan dan lakukan proses etsa.
Ilustrasi cara penempatan detektor dalam tabung polietilen adalah sebagai berikut:
Gambar 6Ilustrasi penempatan detektor dalam tabung aktivasi
Proses Etsa Kimia
Setelah diiradiasi detektor Iupilon® kemudian dietsa di dalam larutan kimia 6.5 M NaOH pada suhu 50oC dalam inkubator dengan waktu bervariasi (40 ,50 ,60 dan 70 menit). Dari penelitian ini didapatkan waktu etsa yang optimal untuk jenis detektor Iupilon® adalah 60 menit. Proses etsa ini dapat memperjelas jejak yang tadinya belum terlihat menjadi jejak yang dapat dilihat dalam mikroskop optik. Proses etsa tersebut diikuti dengan membersihkan detektor polikarbonat - Iupilon® dengan air demineralized (aquabidestilata) lalu dikeringkan.
Analisis Jejak Fisi
Area tetesan pada permukaan detektor diteliti dengan menggunakan mikroskop optik pada pembesaran 400x untuk mengamati jumlah total jejak fisi terinduksi. Sangat penting untuk menghitung semua jejak dengan tujuan untuk menghindari kesalahan yang disebabkan oleh ketidakseragaman endapan uranium pada detektor. Untuk mendapatkan nilai statistik yang layak dan bagus dari penghitungan jejak, 10 field-of-view dipilih pada setiap permukaan detektor yang memiliki kontak dengan residu sampel pada waktu iradiasi. Satu field-of-view mewakili daerah dengan luas 1,96 x 10-3 cm2, oleh karena itu, daerah yang dihitung hanya merupakan bagian kecil dari ukuran sampel (~0,3 cm2). Idealnya dilakukan penghitungan jejak berdasarkan ukuran sampel, tapi dalam pekerjaan yang dilakukan secara manual, pilihan ini merupakan hal yang sulit dan memakan banyak waktu.
Analisis Data
Untuk menentukan konsentrasi uranium relatif terhadap konsentrasi larutan uranium standar 5 x 103 µg/L dihitung dengan menggunakan persamaan berikut (Fleischer dan Lovett 1968; Fleischer et al. 1975; Akram et al. 1999; Qureshi et al. 2001):
S B S B X
C
C
×
−
−
=
ρ
ρ
ρ
ρ
X (2)
dimana subskript X dan S menyatakan sampel yang belum diketahui dan standar. C adalah konsentrasi uranium, ρ adalah densitas jejak, dan ρB adalah densitas jejak fisi pada latar belakang (detektor kosong)..
Untuk mendapatkan hasil yang akurat, adalah penting untuk mengurangkan densitas jejak latar belakang yang dihasilkan dari fisi uranium yang ada sebagai unsur pokok dari detektor dari total densitas jejak. Untuk tujuan ini detektor kosong diiradiasi bersama dengan sampel.
Karena jumlah jejak fisi pada latar belakang adalah nol maka untuk percobaan ini kita tidak memasukkan densitas jejak latar belakang pada perhitungan, maka persamaan (2) menjadi :
S S
X
C
C
=
×
ρ
ρ
X (3)
Perambatan kesalahan (± menyatakan 1 standar deviasi) dalam densitas jejak dihitung dengan mengalikan densitas jejak dengan (1/N)1/2, dimana N adalah jumlah total dari jejak yang dihitung dalam sampel. Konsentrasi uranium ditentukan dengan 1 standar deviasi.
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia Tertentu
Gambar 7 Diagram alir penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimasi Waktu Iradiasi dan Waktu Etsa Penentuan waktu iradiasi dan waktu etsa yang optimal dapat dilihat dari banyaknya jumlah jejak yang dihasilkan, kualitas jejak yang dihasilkan, jumlah jejak pada latar belakang yang kecil, dan kualitas latar belakang yang bagus. Berikut ini adalah tabel pembacaan jejak untuk mencari waktu iradiasi dan waktu etsa yang optimal dengan menggunakan sampel yang sama, yaitu larutan uranium standar dengan konsentrasi yang sama (5000 µg/L).
Tabel 4. Optimasi iradiasi
No. Film
Waktu iradiasi (detik)
Jumlah jejak
Latar belakang
1 100 9008 0 7 150 10460 0 13 200 13848 0 43 250 10480 0
Dari data di atas dapat diketahui waktu iradiasi yang optimal adalah 200 detik, karena waktu iradiasi ini menghasilkan jejak dengan jumlah yang paling banyak, kualitas jejak dan kualitas latar belakang yang paling bagus, dan latar belakang tidak terdapat jejak. Oleh karena itu, berdasarkan hasil di atas pada penelitian ini waktu iradiasi yang digunakan adalah 200 detik.
Tabel 5. Optimasi Etsa
No. Film
Waktu etsa (menit)
Jumlah jejak
Latar belakang
1 40 19244 0 2 50 18704 0
3 60 20576 0 4 70 16752 0
Dari data di atas dapat diketahui waktu etsa yang optimal adalah 60 menit karena waktu etsa 60 menit ini dapat menghasilkan jejak dengan jumlah yang paling banyak, kualitas jejak dan kualitas latar belakang yang paling bagus, dan latar belakang tidak terdapat jejak.. Oleh karena itu, berdasarkan hasil di atas pada penelitian ini waktu etsa yang digunakan adalah 60 menit.
Gambar jejak dari hasil optimasi waktu iradiasi dan waktu etsa ini dapat dilihat pada lampiran 2.
Penelusuran literatur dan penyusunan proposal
Persiapan sample dan standar
Proses iradiasi
Proses etsa
Pembacaan dan penghitungan jejak
Pengolahan data
Penentuan konsentrasi
uranium
Penentuan dosis efektif
uranium
Analisis data
16
Penentuan Konsentrasi Uranium
Konsentrasi uranium dalam semua sampel air minum dalam kemasan pada penelitian ini dapat dilihat pada lampiran. Masing-masing sampel air dikonsentrasikan sampai 100x, oleh karena itu konsentrasi uranium pada kolom terakhir dibagi dengan 100.
Konsentrasi uranium dalam air kemasan pada penelitian ini bervariasi dari 0.48 ± 0.33 μg/L sampai 20.61± 2.22 μg/L dengan nilai rata-rata 3.77 ± 0.83 μg/L atau dari 12.01 ± 8.32 mBq/L sampai 519.37 ± 55.94 mBq/L dengan nilai rata-rata 95.07 ± 21.00 mBq/L.
Nilai konsentrasi uranium yang tinggi ditemukan pada sampel air minum dalam kemasan dengan kode sampel G, yaitu produk air minum dalam kemasan yang berasal dari Tanjung Balai, Kepulauan Karimun. Tingginya konsentrasi uranium dalam sampel air ini berkaitan dengan lokasi sumber air yang dekat dengan daerah aktivitas penambangan, yaitu penambangan granit di Kepulauan Karimun. Sebagaimana telah kita ketahui bahwa granit ini memiliki kandungan uranium yang tinggi, oleh karena itu, sampel air minum dalam kemasan yang berasal dari lokasi ini memiliki konsentrasi uranium yang tinggi.
Hasil dari penelitian ini dapat dibandingkan dengan konsentrasi uranium dalam sampel air dari tempat lain berdasarkan literatur. Konsentrasi uranium dalam air minum kemasan di Jerman berkisar antara 0.10 µg/L sampai 187.78 µg/L (Sparovek et al. 2000). Konsentrasi uranium dalam air minum kemasan domestik di Jepang berkisar dari 1.07 x 10-3 µg/L sampai 344 x 10-3 µg/L (Shiraishi et al. 2003). Rata-rata nilai konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan di Cina adalah 9.20 µg/L. Konsentrasi uranium dalam sampel air minum di Pakistan adalah 0.03-6.67 µg/L (Akram 2003). Dengan demikian nilai konsentrasi yang ditemukan dalam sampel air minum dalam kemasan pada penelitian ini masih berada tidak terlalu jauh jika dibandingkan dengan hasil pengukuran konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan dari penelitian di tempat lain. 117. 94 54.4 3 42.3 4 36.5 4 46.8 7 67.7 9 519. 37 18.6 4 47.8 8
60.7311
6.17 12.1 0 100 200 300 400 500 600
A B C D E F G H I J K L
Kode sampel K o n sent rasi u ran iu m (m Bq /L)
Gambar 8 Konsentrasi uranium dalam sampel air minum dalam kemasan dari
beberapa lokasi
Konsentrasi uranium dalam sampel air pada penelitian ini, kecuali sampel dengan kode G masih berada pada level aman berdasarkan baku mutu untuk kandungan uranium dalam air minum dibeberapa negara selain negara jepang. Sedangkan berdasarkan baku mutu untuk kandungan uranium dalam air minum di Indonesia, semua sampel air minum dalam kemasan yang diteliti pada penelitian ini masih berada jauh di bawah baku mutu yang telah ditetapkan. Oleh karena itu, air minum kemasan pada penelitian ini masih aman untuk dikonsumsi.
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia tertentu
Hasil perhitungan dosis efektif uranium per tahun dari air minum untuk usia tertentu dapat dilihat pada lampiran 1. Hasilnya bervariasi dari 0.19 sampai 22,64 µSv/tahun.
Hubungan antara dosis efektif uranium rata-rata per tahun dari air minum terhadap usia tertentu dapat dilihat pada gambar 9.
Sampel A 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17≥18 Usia D o s is e fek tif u rani um per tahu n (µ S v )
Gambar 9 Hubungan antara dosis efektif uranium per tahun dari air minum terhadap
Berdasarkan gambar 9, yaitu hubungan antara dosis efektif uranium per tahun dari air minum untuk sampel A, yaitu sampel air minum dalam kemasan yang banyak dikonsumsi masyarakat, terhadap usia tertentu, perkiraan dosis efektif per tahun meningkat secara positif dari usia balita dan mencapai puncaknya pada usia remaja, kemudian menurun secara drastis pada usia dewasa.
Uranium tidak hanya bersifat beracun secara radioaktif tetapi juga bersifat beracun secara kimia. Efek yang paling umum dapat terjadi akibat sifat beracun dari uranium jika masuk ke dalam tubuh manusia adalah kerusakan ginjal. Oleh karena itu, dibuatlah baku mutu untuk uranium baik oleh negara-negara lain maupun oleh Indonesia.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kondisi yang optimum untuk analisis uranium dengan menggunakan metode jejak fisi adalah iradiasi untuk sampel 200 detik, dan etsa selama 60 menit pada suhu 50oC. Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan berkisar antara 0.48-20.61
μg/L (12.01-519.37 mBq/L), terendah untuk sampel dari Medan dan tertinggi untuk sampel dari Kepulauan Karimun. Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan pada penelitian ini masih berada di bawah nilai baku mutu untuk BAPETEN-Indonesia, namun ada satu yang sudah berada di atas nilai baku mutu WHO.
Dosis interna akibat mengkonsumsi air minum dalam kemasan yang mengandung uranium berkisar antara 0,19-22,64
μSv/tahun. Hubungan antara dosis efektif uranium rata-rata per tahun dari air minum terhadap usia tertentu menunjukkan perkiraan dosis efektif per tahun meningkat secara positif dari usia balita dan mencapai puncaknya pada usia remaja, kemudian menurun secara drastis pada usia dewasa.
Saran
Pada penelitian ini hanya menggunakan dua belas buah produk air minum dalam kemasan yang berbeda-beda, untuk memperoleh informasi yang lebih akurat mengenai konsentrasi uranium dalam air minum yang ada di Indonesia diperlukan lebih banyak produk air minum dalam kemasan dengan sumber air yang lebih
bervariasi. Dalam perhitungan dosis efektif per tahun untuk usia tertentu masih menggunakan data pemasukan air per hari untuk kelompok usia tertentu yang berasal dari luar negeri, hal ini kurang sesuai bila diterapkan untuk kondisi rata-rata orang Indonesia. Untuk perhitungan dosis efektif uranium per tahun untuk usia tertentu yang lebih mendekati kebenaran, sebaiknya menggunakan data pemasukan air per hari untuk kelompok usia tertentu yang berasal dari Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1999. How DU might Enter The Body. CADU project.
http://www.cadu.org.uk/images/ du.body.html
Anonim. 2001a. Uranium Radiation
Properties. WISE Uranium
project.
http://www.antenna.nl/wise/uran ium/rup.html
Anonim. 2001b. Uranium A Radioactive Clock.
http://www.atral.com/u238.html Anonim. 2003a. Uranium.
http://www.ead.anl.gov/pub/doc/ uranium.pdf
Anonim. 2003b. Bisnis Air Minum dalam Kemasan Terus Meningkat
http://
www.sinarharapan.co.id/e konomi/promarketing/.html Anonim. 2005. Mineral Waterhttp://www.mineral-water.org Beiser, Arthur. 1995. Konsep Fisika
Modern. Edisi keempat.
Erlangga: Jakarta
Bronzovic, M. dan G. Marovic.2005. Age Dependent Dose Assessment of Ra-226 from Bottled Water Intake. Health Phys.88(5):480-485
Cheng, Y. L. Et al. 1993. Trace Uranium Determination in Beverages and Mineral Water Using fission Track Techniques. Nucl. Tracks Radiat. Meas. 22: 1 – 4, pp: 853 -855
18
EPA. 2000. U.S.A. EPA Standard for Uranium in Drinking Water. 65 FR 76707, 7 Desember 2000 Fisher,D.E.1975. Geoanalytic Applications
of Particle Tracks. Earth Sci. Rev.11.291-335
Fleischer, R.L. dan D.B. Lovett. 1968. U and B Content of Water by
Particle Track Etching.
Geochimica et Cosmochimica Acta.32. 1126-1128
Fleischer, R.L., R.B. Price dan R.M. Walker.1975. Nuclear Track in
Solids:Principle and Applications. University of
California Press : Berkeley Hamilton, E.I. 1970. The Concentration of
Uranium in Air from Constrasted Natural Environments. Phys Pergamon
Press 19: 511 -520
Marović, Gordana et al. 1997. Radioactive Radium in Tap and Mineral Water in The Republic of
Croatia. Env Mon and
Assesment 46: 233 – 239 McCurdy, David E. dan Russel A. Mellor.
1981. The Concentration of Ra-226 and Ra-228 in Domestic and Impported Bottled Waters. Health Phys 40: 250 – 253 NGU. 2005. Uranium in Drinking Water
[online]. http://www.ngu.no/ngu-fokus/uranium.pdf
Scoot, M.2003. Family Practise notebook. http://www.fpnotebook.com Sichert-Hellert, W., Kersting M., Mqnz
F.2001. Fifteen Years Trends in Water Intake inGerman children and Adolescents : result of the DONALD study. Acta Paediatr 90: 732-737
Singh, S dan H.S. Virk.1984. U Estimation in Tooth Pastes and Fruit Juices
using SSTNDs. Nuclear
Track.8.419-422
Singh, Padam et al. 1996. Levels of Uranium in waters from Some
ndian Cities Determined by Fission track Analysis. Radiaton meas. Vol 26. No. 5 pp : 683 – 687
Sparovek, R.B.M., J Fleckenstein dan E. Schnug. 2000. Issues of Uranium and Radioactivity in
Mineral Waters.
Landbauforschung Volkentrode 4 (51): 149 – 157
Shiraishi, K. et al. 2004. Dose Effect for Japanese Due to TH-232 and U-238 in Imported Drinking Water. Health Phys. 86(4) :365-373 UNSCEAR. 1993. Sources and Effects of
Ionizing Radiation. New York : United Nations; Report to the General Assembly with scientific Annexes
WHO. 1993. Radiological Aspect. In: Guidelines for Drinking-Water Quality. WHO: Geneva
WHO. 1998. WHO Guidelines for uranium
in Drinking Water. WHO:
20
[image:30.612.104.533.122.347.2]Lampiran 1
Tabel konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan
Tabel dosis efektif uranium per tahun (µSv) untuk usia tertentu Kode sampel Usia
A B C D E F G H I J K L
≤1 1.90 0.87 0.68 0.58 0.76 1.09 8.35 0.31 0.77 0.98 1.87 0.19
2 2.22 1.02 0.79 0.68 0.89 1.28 9.77 0.36 0.90 1.15 2.18 0.23
3 2.39 1.10 0.85 0.73 0.95 1.38 10.53 0.39 0.97 1.24 2.35 0.24
4 2.53 1.16 0.90 0.77 1.01 1.46 11.11 0.41 1.03 1.31 2.48 0.26
5 2.56 1.17 0.91 0.78 1.02 1.48 11.28 0.41 1.04 1.33 2.52 0.26
6 2.60 1.19 0.93 0.79 1.04 1.50 11.45 0.42 1.06 1.35 2.56 0.26
7 2.85 1.30 1.01 0.87 1.13 1.64 12.53 0.46 1.16 1.47 2.80 0.29
8 2.94 1.35 1.05 0.90 1.17 1.70 12.95 0.47 1.20 1.52 2.89 0.30
9 3.08 1.41 1.10 0.94 1.23 1.77 13.53 0.50 1.25 1.59 3.02 0.31
10 3.25 1.49 1.16 0.99 1.29 1.87 14.29 0.52 1.32 1.68 3.19 0.33
11 3.32 1.52 1.18 1.01 1.32 1.92 14.62 0.54 1.35 1.72 3.27 0.34
12 3.72 1.70 1.33 1.14 1.48 2.15 16.37 0.60 1.51 1.92 3.66 0.38
13 4.01 1.83 1.43 1.22 1.60 2.31 17.63 0.65 1.63 2.07 3.94 0.41
14 4.46 2.04 1.59 1.36 1.78 2.57 19.63 0.72 1.82 2.31 4.39 0.45
15 4.77 2.18 1.70 1.45 1.90 2.75 20.97 0.77 1.94 2.46 4.69 0.48
16 5.07 2.32 1.81 1.55 2.02 2.92 22.31 0.82 2.06 2.62 4.99 0.52
17 5.15 2.36 1.83 1.57 2.05 2.97 22.64 0.83 2.09 2.66 5.06 0.52
≥18 3.80 1.74 1.35 1.16 1.51 2.19 16.71 0.61 1.55 1.96 3.73 0.39
Kode sampel
Jumlah jejak sampel
Jumlah jejak standar
Lokasi sumber air
Field -of-viewa
ρX (cm-2) x
103
ρS (cm-2) x 103
CX (µg/L)
CX (mBq/L)
A 20 21352 Sukabumi 1 10 1.02±0.23 10.89±0.07 4.68±1.06 117.94±26.71 B 9 21355 Sukabumi 2 10 0.47±0.16 10.90±0.07 2.16±0.73 54.43±18.40 C 7 21002 Bogor 10 0.36±0.14 10.72±0.07 1.68±0.65 42.34±16.38 D 6 20998 Cibinong 1 10 0.31±0.13 10.71±0.07 1.45±0.61 36.54±15.37 E 8 21543 Cibinong 2 10 0.41±0.15 10.99±0.07 1.86±0.68 46.87±17.14 F 11 20769 Bekasi 10 0.57±0.17 10.60±0.07 2.69±0.80 67.79±20.16
G 86 21208 Kep
Karimun 10 4.46±0.48 10.82±0.07 20.61±2.22 519.37±55.94 H 3 21187 Palembang 10 0.16±0.09 10.81±0.07 0.74±0.42 18.64±10.58
I 8 21109 Bandung 10 0.41±0.15 10.77±0.07 1.90±0.70 47.88±17.64 J 10 21115 Jambi 10 0.52±0.16 10.77±0.07 2.41±0.75 60.73±18.90 K 19 20844 Padang 10 0.98±0.22 10.63±0.07 4.61±1.05 116.17±26.46 L 2 20587 Medan 10 0.10±0.07 10.50±0.007 0.48±0.33 12.10±8.32
[image:30.612.134.506.402.646.2]Lampiran 2 Gambar jejak fisi hasil optimasi waktu iradiasi dan waktu etsa
[image:31.612.133.512.119.676.2]Optimasi waktu iradiasi
Gambar jejak keterangan
100 detik
150 detik
200 detik
250 detik
Optimasi waktu etsa
Gambar jejak keterangan
40 menit
50 menit
60 menit
22
Lampiran 3 Gambar jejak fisi sampel air minum dalam kemasan dan standar
Kode
sampel Jejak fisi pada sampel
Kode
sampel Jejak fisi pada sampel
A F
B G
C H
D I
Kode
sampel Jejak fisi pada sampel
Kode
sampel Jejak fisi pada sampel
K L
24
Lampiran 4 Gambar alat
Tabung aktivasi polietilen Tempat etsa
Inkubator Preparat detektor yang berisi sampel
Lampiran 5 Hubungan antara dosis efektif uranium per tahun dari air minum terhadap usia tertentu Sampel A 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18 Usia D o s is ef e k tif ur ani um pe r ta hun ( µ S v ) Sampel D 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18 Usia D o s is ef ek tif u ran iu m p e r ta hun ( µ S v ) Sampel B 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18
Usia D os is ef ek tif ur ani u m per ta hun ( µ S v ) Sampel E 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18 Usia D o s is efek tif u ran iu m pe r tah un ( µ S v ) Sampel C 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18 Usia D o s is ef ek tif u rani um per ta h un ( µ S v ) Sampel F 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00
26
Sampel G 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18
Usia D o s is ef ek tif ur ani um per t ahun ( µ S v ) Sampel J 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18 Usia D o s is ef ek tif ur ani u m pe r ta hun ( µ S v )
Sampe l H
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18 Usia D o s is ef ek tif ur ani um per tahun ( µ S v ) Sampel K 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18
Usia D o s is ef ek tif ur ani um pe r tahun ( µ S v ) Sampel I 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
≤1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ≥18 Usia Do s is e fek tif ur a n iu m pe r ta hu n ( µ S v ) Sampel L 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
