Sungai Code Yogyakarta merupakan perairan

Bambang Irian/a, dkk. ISSN 0216 - 3128

/53

KAJIAN

KANDUNGAN

232Th

DALAM SEDIMEN SUNGAI

CODE YOGYAKARTA

Bambang Irianto., Sukirno., Sri Murniasih

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan BATAN, Yogyakarta.

ABSTRAK

KAJIAN KANDUNGAN 2J2Th DALAM SED/MEN SUNGAI CODE YOGYAKARTA. Penentuan thorium telah dilakukan dengan metoda analisis aktivasi netron (AAN) dalam cuplikan sedimen sungai Code. Pada metoda aktif U dan Th ditentukan berdasarkan reaksi 2J2Th(n,y)2JJPa. Thorium (2J2Th)diidentifikasi melalui tenaga puncak 312 dan 300 ke V dari 2JJPa. Dari metoda uji t untuk pengujian statistik, ditunjukkan bahwa tidak terdapat beda secara nyata pada lokasi sampling dan menggunakan fasilitas reaktor Kartini dan RSG dengan konsentrasi 232Thberkisar antara 2,07 dan 6,75 mglkg, pada pengujian dengan tarafkepercayaan 95%.

ABSTRACK

ASSESSMENT OF U AND Th CONTENT IN RIVER SEDIMENT OF CODE YOGYAKARTA .. The determination of thorium has been done using neutron activation analysis (NAA) method in Code river sediment samples. For AAN method Th was determined as 2J2Th(n,y)2J3Pa. Thorium was identified from peak energy 312 and 300 keV of233Pa. From t test methodfor statistic calculation was shown that there were not significant diffirences between sampling location with the concentration oF2J2Th were (2,07 6,75) mglkg, at the confident level test of95 %.

PENDAHULUAN

S

_terbuka,ungai Code_berartiY ogyakarta_perairanmerupakan_tersebut perairan_sangat dipengaruhi oleh keadaan sekitarnya, sehingga sungai merupakan tempat pembuangan limbah industri dalam bentuk cair maupun padat yang mengalir dari hulu ke hilir menuju laut. Banyak radionuklida alamiah terutama uranium dan thorium yang terdapat pada perairan tersebut, sehingga perlu diketahui konsentrasi kedua radionuklida pada lingkungan, dari konsentrasi yang tertinggi sampai terendah dalam cuplikan sedimen, terutama radionuklida 232Th. Untuk itu diperlukan identifikasi kualitas lingkungan berupa kajian radionuklida pada suatu ekosistem yang berkaitan dengan thorium alam dalam komponen penyusun ekosistem, terutama ekosistem pada perairan sungai.

Thorium-232 mempunyai waktu paro I ,39x 1010 tahun adalah unsur awal dari deret peluruhan yang berakhir pada Pb-208. Unsur thorium adalah bahan metal yang banyak digunakan baik dalam bidang nuklir maupun non nuklir. Oalam industri non nuklir, unsur thorium ditemukan dalam bentuk keramik, gelas optik, lampu kaos, elektroda tungsten dan berbagai macam logam aI/oil).

Oi dalam kerak bumi terdapat un sur alamiah primordial yaitu jenis radioaktif alam yang sudah terbentuk semenjak terbentuknya planet bumi ini. Unsur-unsur radioaktif yang termasuk kedalam jenis ini adalah 238U, 235U, 232 Th bersama anak luruhnya (dikenal juga dengan deret uranium dan thorium) dan 4OK. Menurut BENEOIICT et al (2) peluruhan deret uranium dan thorium akan menghasilkan berbagai macam anak luruh dengan umur paro dari orde detik sampai ribuan tahun.

Menurut TOJO (3) dan SUKIRNO dkk (4)

metoda AAN merupakan suatu iradiasi bahan cuplikan dalam reaktor nuklir menggunakan neutron termal sehingga unsur-unsur yang terdapat dalam bahan cuplikan akan menjadi aktif dan mengeluarkan sinar gamma. Pembuatan aktivasi radiasi dipakai sebagai teknik untuk identifikasi kualitatif dan analisis kuantitatif. Sedangkan metoda pasif adalah melakukan pencacahan bahan cuplikan langsung dengan mengidentifikasi sinar gamma dari radionuklida yang ada dalam bahan tersebut dengan teknik spektrometri gamma.

Pengujian hipotesis penelitian dilakukan dengan uji t cuplikan berpasangan yang digunakan untuk melakukan pengujian dua cuplikan yang berhubungan atau di sebut Paired Sample T-Test yang berasal dari populasi yang memiliki rata-rata sama[6]. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan pendekatan statistik dengan analisis statistik menggunakan aplikasi Excel program paired

Prosiding PPI - PDIPTN 2007 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

154

-

ISSN 0216-3128 _{Bambang Irianto, dkk.}

sample test, uji ini dimaksudkan untuk membedakan lokasi sampling dan perbedaan musim kemarau dan penghujan.

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk memperoleh informasi rona awal logam berat dan medium dalam sedimen dan air sungai Code Yogyakarta, dilakukan dalam rangka kontrak riset antara IAEA dan PTAPB.

TAT A KERJA

Alat

Reaktor Nuklir Kartini Yogyakarta, Reaktor Serba Guna Serpong, seperangkat Spektrometer Gamma dengan detektor Ge(Li), timbangan Analitik Ohaus-GT 410, ayakan Karl Colb 100 mesh, penumbuk sedimen (SS), dan vial polietilen.

Bahan

Bahan kimia Th(N03)4.5H20 (Merck), Buffalo River sediment Kode SRM 2704, serbuk selulosa, sedimen sungai Code Yogyakarta, plastik klip tempat sedimen basah dan kering yang berlabel.

Cara kerja

Sedimen sungai Code diambil disepanjang perairan dari Mata air daerah Boyong Sleman sampai daerah Pacar Wonokromo Bantul. Sedimen dikeringkan dan dihilangkan dari kotoran kemudian dihaluskan 100 mesh lolos dan dihomogenkan dan ditempatkan dalam wadah yang bebas kontaminasi. Sedimen dalam wadah tersebut telah siap untuk dianalisis kandungan thoriumnya dengan metoda AAN

Cuplikan sedimen kering ditimbang masing-masing seberat 0, I g dalam vial. Cuplikan sedimen, standar sekunder dan primer dimasukkan dalam kelongsong iradiasi dan kemudian diiradiasi. Setelah iradiasi dihentikan kemudian cuplikan didinginkan selama 2 minggu kemudian dilakukan pencacahan radionuklida 233Pa dengan puncak tenaga 300 dan 3 I 2 keV untuk mengetahui adanya thorium dan perhitungan konsentrasi dilakukan dengan cara komparatif

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan unsur secara kualitatif dilakukan dengan menentukan tenaga dari puncak-puncak spektrum kemudian mencocokkan dengan tabel

isotop. Reaksi yang terjadi pada analisis aktivasi netron (AAN) seperti dibawah ini:

P.r21.lm \ pd33 P.r27h )U233

Pada reaksi aktivasi tersebut 232Th ditentukan dari radionuklida 233pa, kedua radionuklida ini merupakan anak luruh dari 233Th. Radionuklida 233Pa memancarkan sinar gamma pada tenaga 3 I 1,8 ke V dengan probabilitas 33,70%(7]

Hasil konsentrasi analisis 232Th dalam sedimen sungai Code pada musim penghujan dan kemarau tahun 2006 dapat dilihat pad a Tabel I. Iradiasi dilakukan pada RSG Serpong dengan fluks neutron sekitar 4.1013 n.em-2 defl waktu iradiasi hanya 5 menit sedangkan pada RK (Reaktor Kartini) Yogyakarta dengan tluks neutron sekitar

5.1010 n.cm-2defl dengan waktu iradiasi II jam. Pada Tabel I, tersaj i bahwakonsentrasi 23~h pada musim pengujan maupun kemarau tidak terIihat perbedaan yang signifikan, akan tetapi pada umumnya musim penghujan konsentrasinya terlihat lebih besar kecuali pada titik sampling 7 dan 9 yaitu di daerah Tungkak dan Ringroad Selatan. Kesebelas lokasi sampling yang terIihat konsentrasi tertinggi adalah daerah Sarjito dengan konsentrasi sebesar 6,75±0,8 mg/kg sedangkan konsentrasi terkecil adalah di daerah mata air Turgo yaitu awal pengambilan sampling dengan konsentrasi 2,07 ± 0,2, hal ini dimungkinkan sedimen yang terambil mengandung pasir.

Tabel 1.

Hasil analisis 232Th dalam sedimen su-ngai Code pada musim penghlljan dan !remarall tahun 2006, Aktivasi dilakukan pada RSG Serpong dan RK (Reaktor Karlini) Yogyakarta

Konsentrasi maIko atau (oom) No

LokasiPenahuianKemarau Sampling R. Kartini R. Kartini RSG-1 Mala air2,07±0,22,18±0,32,62±0,4 Boyong 2 Boyong 5,56±0,64,98±0,55,34±0,7 3 Sinduharjo3,36±0,23,27±0,23,29±0,4 4 Ringroad4,14±0,44,05±0,4UI4,73±0,3 5 Sardjilo 5,12±0,56,10±0,16,75±0,8 6

Tukangan4,O8±0,36,10±O,36,46±0,8 7

Tungkak4,71±0,65,39±0,35,21±0,5 8

Karangkajen5,93±0,64,28±O,55,40±0,7 9

Ringroad5,93±O,66,O6±O,35,12±O,6

Selalan 10

Ngolo 5,87±O,55,02±0,66,42±0,8 11

Pasar 5,11±0,45,45±0,25,91±0,4 W.Kromo

Prosiding PPI - PDIPTN 2007 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

Bambang Irianto, dkk. ISSN 0216 - 3128

/55

T

Untuk memudahkan perbandingan, konsentrasi Tabel 1 diubah menjadi gambar histrogram yaitu Gambar I. Terlihat pada perbandingan histrogram pada gambar , sangat jelas dimana iradiasi sedimen dengan menggunakan fasilitas Reaktor Serba Guna Serpong dan Reaktor Kartini Yogyakarta terlihat hasil konsentrasi disetiap lokasi pengambilan sedimen tidak mempunyai perbedaan konsentrasi yang mencolok, kecuali pada lokasi Tukangan (6) terlihat jauh lebih tinggi ,menggunakan fasilitas iradiasi reaktor Kartini dan daerah Karangkajen (8) terlihat jauh lebih tinggi menggunakan fasilitas RSG Serpong. ~~D""'ghujanIRK)I"'''' 7 C Kermrau(R<)_I n j C Kerrwau (RSG) : ~ 6 )--

!II

S

5

1-

1-

'IL~

~ 4

L

~ 3 .

j

2 1 o 1 2 3 4 5 6 7 6 9 10 11 Lokasl Sampling

Gambar 1.

Perbandingan histogram hasil ana/isis 23lThdalam sedimen sungai

Pengaruh perbedaan lokasi dan perbedaan fasilitas iradiasi antara Reaktor Kartini dan RSG Serpong pada kandungan keseluruh logam 232Th

dalam sedimen dapat diketahui secara pendekatan statistik dengan menggunakan aplikasi Excel metoda uji t cuplikan perpasangan. Tabel 2 dan 3 merupakan contoh output paired sample test,untuk lokasi 11 yaitu daerah Tukangan. Terlihat bahwa korelasi Pearson (r) antara musim kemarau dan penghujan dengan nilai 0,828 dan t hitung dari hasil outputkomputer, pada baris "t stat" terdapat t hitung sebesar -1,330 dan t tabel dengan tingkat signifikansi 5%

(a

= 0,05) dan derajat kebebasan 5 yang merupakan keterangan t critical one-tail dengan nilai 2,015 atau dapat dilihat pada tabel statistik.

Untuk fasilitas iradiasi pada Reaktor Kartini Y ogyakarta dan Reaktor Serba Guna (RSG) Serpong korelasi Pearson (r) dengan nilai 0,918 dan t hitung dari hasil output computer, pada baris "t stat" terdapat t hitung sebesar 0,5 15 dan t tabel dengan tingkat signifikansi 5%

(a

= 0,05) dan derajat kebebasan 5 yang merupakan keterangan t critical one-tail dengan nilai 2,015. Hipotesis dari kasus ini adalah "Ho = ~I

*

~2 atau III - ~2

*

0 dan HI = ~I>~2 atau ~I - ~2 >0".

Menurut ROSALINA [6] dengan

membandingkan nilai t tabel dan nilai t hitung,

nilai t hitung dari ouput sebesar -1.330 pada kedua musim dan 0,515 pada fasilitas reaktor yang mana nilai tersebut lebih kecil dari nilai t tabel 2,015. Dalam hal ini dipakai perhitungan satu sisi karena adanya penggunaan tanda lebih kecil «) pada rumusan hipotesis. Tanda lebih kecil dilakukan pada sisi kiri dari distribusi normal, yang artinya nilai t tabel 2,015 bisa ditafsisrkan sebagai - 2,015. Dimana t hitung < t tabel maka Ho diterima atau tidak ada perbedaan secara nyata antara sampling musim kemarau dan musim penghujan, begitu juga penggunaan kedua fasilitas tidak ada perbedaan secara nyata. Bila dilihat dari nilai probabilitas nilai P(T<=t) one tail pada output sebesar 2,0 15 pada Tabel 2 maupun Tabel 3 lebih besar signifikansi 5%

(a

= 0,05) maka Ho diterima, dengan kata lain tidak ada beda nyata untuk kedua musim, maupun kedua fasilitas reaktor, khususnya pada daerah 6 yaitu Tukangan. Dari ke 2 pengambilan keputusan menghasilkan keputusan yang sarna, sedangkan untuk logam-Iogam lainnya dapat dilihat ringkasan output paired sample test pada Tabel 7.

Tabel 2.

Output paired sample test, mTh pada

musim penghujan dan kemarau

terdapat dalam sedimen.

Variable 1 Variable 2 Mean 6.095 6.4966 Variance 0.016 0.8752 Observations 6 6 Pearson Correlation 0,8281 Of 5 t Stat -1.3303 P(T<=t) one-tail 0.1204 t Critical one-tail 2.0150 P(T<=t) two-tail 0.2408 t Critical two-tail 2.5705

Tabel 3.

Output paired sample test, 232Thpad a musim lremarau terdapat dalam sedimen menggunakan fasilitas Reaktor Karlini dan RSG Serpong

.

--- --- ----Variable 1 Variable 2 Mean 6.095 6.0283 Variance 1.5101 0.2841 Observations 6 6 Pearson Correlation 0.9183 Of 5 t Stat 0.5155 P(T<=t) one-tail 0.3140 t Critical one-tail 2.0150 P(T<=t) two-tail 0.6281 t Critical two-tail 2.5705

Prosiding PPI - PDIPTN 2007 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

Tabel 4 tersaji ringkasan uji hipotesis untuk pengaruh perbedaan musim kemarau dan lokasi sampling dan kedua fasilitas reaktor keseluruh logam 232Th. Berdasar data Tabel 2 dan 3 pada sebelas lokasi sampling. Hasil perhitungan uji t program paired sample test menunjukkan konsentrasi 232Thyang terkandung dalam sedimen pada musim kemarau maupun pada musim penghujan, tidak ada beda secara nyata, begitu juga iradiasi menggunakan fasilitas ke dua reaktor.

Bila dilihat dari hasil output P(T<=t) one tail pada Tabel 4, dimana nilai probabilitas P(T<=t) one tail lebih kecil daripada signifikansi 5%

(a

= 0,05) maka dinyatakan bahwa 23~h yang terdapat pada kedua musim ternyata tidak beda secara nyata. Hal ini menunjukkan Output paired sample test dari kedua pengambilan keputusan dalam uji statistik untuk' uji t dan P(T<=t) one tail menghasilkan keputusan hasil yang sarna.

Tabel 4.

Ringkasan output paired sample test, pada musim penghujan dan kemarau dan iradiasi keduafasilitas reaktor

Lokasi t hitungP(T<=t) one tailKesimpulan Penghujan

Reaktor. PenghujanFasiIitasKe2Reaktor. dan Kartinidan Kartini MusimReaktor kemarau dan kemaraudan RSG RSGI

-2,376tidak ada bed atidak0,0310,0150,284 2

-1,477ada0,0990,128_nyata1,277 3

-0,584_menggunakanbeda0,2920,1801,004 4

-0,508nyata keke dua fasilitas-1,3690,0920,316 5 -1,706reaktor11-2,4860,0270,074 6 -1,330lokasi0,1200,3140,515 7 0,596-5,9330,0010,288 8 -2,2960,0350,1081,145 9 1,386-2,1040,4200,112 10 -1,8530,0170,0312,392 11 -1,928-1,9480,0540,055

KESIMPULAN

Beberapa hal yang dapat disimpulkan dari hasil pembahasan dan penting untuk diingat adalah sebagai berikut:

I. Dengan menggunakan metoda AAN ditentukan thorium melalui anak luruh 233Thyaitu -233Pa dan konsentrasi hasil perhitungan kandungan 23~h dalam sedimen berkisar antara 2,07 dan 6,75 mg/kg.

2. Dari uji statistik, t hitung dari hasil output computer, pada baris "t stat" terdapat t hitung sebesar lebih kecil dengan nilai (0,584-2,486 ) dari t tabel dengan tingkat signifikansi 5%

(a

= 0,05) dan derajat kebebasan 5 yang merupakan keterangan t critical one-tail dengan nilai 2,015 untuk kedua musim maupun untuk fasilitas iradiasi pada Reaktor Kartini Yogyakarta dan Reaktor Serba Guna (RSG) Serpong, tidak ada bed a nyata dari 11 lokasi dan tidak ada beda nyata dari penggunaan ke dua fasilitas reaktor

DAFTAR PUS TAKA

1. NEWJEC, Laporan Environment Impact Assessment Report, Feasibility Study of the First Nuclear Power Plant at Muria Peninsula Region, Central Java. Jakarta (1996)

2. BENEDICT. M and PIGFORD, T.H., Nuclear Chemical Engineering, Ed 2nd, McGraw-Hili Book Company, New York (1981)

3. TAKAO TOJO, Instrumental Neutron Activation Analysis, BATAN JAERI Training Course on Radiation Measurement and Nuclear Spectroscopy, Jakarta (1998)

4. SUKIRNO, SUDARMADJI., "Aplikasi APN Untuk Menentukan Multiunsur Dalam Sedimen", Prosiding PPl, P3TM BATAN., Yogyakarta (1999)

5. SUDJANA, Desain dan Analisis Eksperimen, Edisi Ill, Penerbit Tarsito, Bandung (1989) 6. ROSALlNA, Analisis Statistik Menggunakan

Aplikasi Excel. Alfabeta. Bandung (2005) 7. SUKIRNO, Penilaian Tingkat Kandungan Logam

Berat Dalam Cuplikan Kelautan Calon Tapak

Prosiding PPI - PDlPTN 2007 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

Bambang Irianto, dkk. ISSN 0216 - 3128 157 PLTN Lemahabang Dengan Metoda AAN.

Presentasi I1miahPeneliti Muda, P3TM-BATAN, Yogyakarta 2004.

8. ERDTMANN, G., Neutron activation tables., New York (1976)

TANYAJAWAB

Tri Handini

- Mengapa pendinginan dilakukan selama 2 minggu dari Shut Down reaktor?

Bambang Irianto

• Diperkirakan unsur Na telah habis sehingga Th-232 melalui anak luruh Pa-233 dapat terdeteksi dengan baik karena spektrum unsur

Na sangat dominan menutupi unsur Pa-233, maka harus ditunggu (didinginkan) supaya unsur Na habis atau menipis (rendah). Tri Rusmanto

- Disamping Na, anak luruh dari Th-232 berupa Pa-233. Apakah dapat dilakukan analisis dengan melalui anak luruh yang lain.

Bambang Irianto

• Selama ini analisis dilakukan dengan mendeteksi melalui anak luruh Th-232 berupa Pa-233.

Prosiding PPI - PDiPTN 2007 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN