PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR. Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008

ANALISIS RADIOAKTIVITAS

GAMMA SAMPEL AIR DAN SEDIMEN SUNGAI

SEROPAN SEMANU GUNUNGKIDUL

TAHUN 2006

Iswantoro, Suhardi, Tri Rusmanto, Mulyono

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BA TAN

ABSTRAK

ANALISIS RADIOAKTIVITAS GAMMA SAMPEL AIR DAN SEDIMEN SUNGAI

SEROPAN SEMANU, GUNUNGKIDUL TAHUN 2006. Kualitas air sungai bawah

tanah Seropan sebagai bahan air rumah tangga dapat dipantau melalui radioaktivitas.

Telah dilakukan analisis kualitas air tersebut dengan menganalisis radionuklida

pemancar

y,.

Sampel sedimen dan air diambil pada bulan Februari dan Agustus 2006.

Hasil pengukuran parameter kualitas air sungai Seropan untuk radionuklida TI-208

dalam air maksimum

6,267

mBq/L dan K-40 adalah 7,07 mBq/L. Semua radiaktivitas

(TI-2008 dan K-40) masih di bawah konsentrasi maksimum menurut SK Kepala

BAPETEN No 02/Ka-BAPETENN-99. Sampel sedimen tidak dapat dibandingkan

karena belum tercantum dalam baku mutu perairan. Hasil identifikasi radionuklida

alam pemancar gamma pada sampel air sungai adalah TI-208 dan K-40 sedangkan

pada sampel sedimen terdeteksi lebih banyak yaitu TI-208, Ac-228, Ra-226, Pb-212,

Pb-214, Bi-214, Ac-228, Ac-228 dan K-40.

ABSTRACT

ANAL YSIS

OF

GAMMA RADIOACTMTY IN SEDIMENTS AND WATER SAMPLES

OF

SEROPAN RIVER YEAR 2006. Seropan river water quality

as

residential water

resources can be controlled by radioactivity. The water quality with the parameters of

y

radionuclide, have been experimentally conducted. The sediment and water

samples have been taken at February and August 2006. Measurement result of

Seropan river water quality showed that the maximum water radionuclide of T/-208

was

6,267

mBq/l and K-40 was 7,07 mBq/l. All the radioactivity (TI-2008 and K-40)

were lower than maximum permissible for water condition that decided by SK Kepala

BAPETEN No 02/Ka-BAPETENN-99.

Sediment sample can not be evaluated

because it was not included yet in the river water quality. Natural radionuclides

gamma transmitter identified in river water samples were TI-208 and K-40. More

element detected in sediment samples, they were, TI-208, Ac-228, Ra-226, Pb-212,

Pb-214, Bi-214, Ac-228, Ac-228 and of K-40.

PENDAHULUAN

Kondisi

_{terjadi pada daerah di sebelah selatan hingga}kekeringan di Gunungkidul terutama ke pantai selatan. Hal ini tidak sesuai dengan bagian bawah permukaan tanah yang terdapat beberapa buah aliran sungai bawah tanah. Jumlah sungai bawah tanah secara pasti belum diketahui, namun dibeberapa lokasi seperti Bribin, Seropan, Ngobaran dan Baron terdeteksi aliran sungai-sungai tersebut.

Air sungai bawah Seropan akan dipergunakan untuk keperluan air rumah tangga (air bersih), maka harus dipantau melalui parameter

fisik, kimia, dan biologi baik pada musim kemarau maupun penghujan.

Air merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat penting/pokok bagi kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Oalam hal ini kualitas air perlu diperhatikan supaya dapat dimanfaatkan secara optimal. Tentunya perlu upaya pelestarian keselamatan lingkungan perairan untuk menjaga kelangsungan hidup manusia dan komunitas pengguna air disekitamya. Upaya pelestarian merupakan suatu cara untuk memelihara dan mempertahankan kualitas pada kondisi alamiahnya.

Efluen radioaktif eair dapat terlepas ke dalam sungai mengikuti arus, muara atau laut bebas. Radionuklida yang terlepas ke sungai terdispersi oleh aliran air dan proses sedimentasi. Radionuklida yang terlepas ke sungai akan mengiradiasi manusia melalui iradiasi eksternal dan iradiasi internal dari sedimen dan melalui ingesi air minum dan makanan yang berasal dari sungai(l).

Kualitas air sungai pada musim kemarau dipengaruhi terutama oleh kualitas sumber air (belik/luweng) yang mengalir ke sungai. Pada musim penghujan, kualitas air sungai dipengaruhi oleh selain kualitas sumber air juga oleh kualitas air hujan yang masuk ke sungai, baik yang langsung maupun setelah melewati lahan pertanianJ perkebunan, area industri atau pekarangan rumah tangga. yang akhirnya masuk ke sungai Seropan.

Adapun tujuan analisis dan penentuan ini antara lain adalah agar dapat dipunyai data kualitas air dan sedimen sungai Seropan dengan parameter jenis radionuklida alam pemanear y. Data hasil pengukuran parameter air tersebut pada sampel air di Sungai Seropan, kemudian dibandingkan dengan Keputusan Kepaka Bapeten No 02/Ka-BAPETEN/V-99. Pengambilan sampel lingkungan dilakukan pada bulan Februari (musim penghujan) dan Agustus (musim kemarau) 2006. Diharapkan data uji kualitas air sungai Seropan ini dapat dipakai sebagai salah satu pertimbangan oleh yang berwenang dalam pemanfaatan air sungai Seropan. TATA KERJA

Bahan

Sampel air dan sedimen dari sungai bawah tanah Seropan, sumber standar multi gamma

(Eu-152) untuk kalibrasi alat. Alat

Penggerus, ayakan, alat gelas, pH meter, termometer, timbangan, alat eaeah ~ total (dengan Geiger Mueller, GM), unit spektrometer y (dengan detektor Ge(Li) dan software Maestro 11,Ortee) dan

peralatan pembantu lainnya. Cara kerja

I. Pengambilan euplikan (Sampling)

Sampling dilakukan 2 kali yaitu pad a bulan Februari 2006 (musim penghujan) dan pad a Agustus 2006 (musim kemarau). Pengukuran suhu, pH diukur pada saat pengambilan sam pel, dimasing-masing lokasi. Cuplikan diambil dari di tiga lokasi sungai bawah tanah Seropan yaitu di daerah lokasi I (LS I) dam, lokasi 2 (LS2) air terjun I (400 meter dari hilir dam) dan lokasi 3 (LS3) air terjun 2. Pengambilan air dan sedimen pad a kedua musim dilakukan seperti prosedur

dan perlakuan awal .-:uplikan yang dilakukan oleh TAFTAZANI dkk[3].

2. Preparasi Cuplikan dan peneaehan untuk air a. Air sungai 1000 ml dimasukkan dalam labu

ukur 1000 ml dengan corong yang telah diberi kertas saring. Setelah itu dimasukkan dalam eawan porselin, dipanaskan sampai volumenya

±

20 ml.

b. Hasil dari pemekatan air sungai kemudian dimasukkan dalam vial peneaeahan untuk radionuklida pemanear gamma, alat yang digunakan spektrometer gamma dengan detektor Ge(Li).

e. Dilakukan kalibrasi tenaga dan kaliberasi efisiensi detektor Ge (Li) yang sebelum dilakukan pencaeahan euplikan.

d. Cuplikan residu 20 ml dalam vial, kemudian dilakukan peneaeahan menggunakan spektrometri gamma dengan waktu eacah selama 7200 jam.

e. Perhitungan dan persamaan hasi pencacahan seperti yang pernah dilakukan oleh radionuklida pemanear gamma dilakukan seperti yang telah dilakukan oleh TAFTAZANI dkk[3] dan SUKIRNO[4] 3. Preparasi Cuplikan dan peneaehan untuk air

a. Cuplikan sedimen diambil sebanyak 2 plastik 1 kg dari setiap lokasi. Kemudian sedimen diletakkan dalam nampan dan dikeringkan pada suhu kamar. Sedimen ini akan kering dalam waktu

±

I bulan.

b. Sedimen kering dihilangkan kotoran dan kemudian sedimen diayak kasar dengan ayakan biasa lalu ditumbuk dengan alat penumbuk Stainless Steel selanjutnya disaring 100 mesh,·· kemudian diserbasamakan.

e. Sedimen kering ditimbang seberat 100 gram dalam wadah caeah, dan siap dilakukan peneaeahan radioaktivitas untuk identifikasi radionuklida.

d. Perlukuan peneaeahan beta total dan radionuklida pemanear gamma dilakukan seperti yang telah dilakukan oleh TAFTAZANI dkk[3] dan SUKIRNO[4j. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil penentuan parameter fisika, dan kimia pad a air sungai Seropan dapat dilihat pad a Tabel I. Pengambilan sam pel dilakukan pad a musim penghujan Februari 2006 dan pad a musim Kemarau Agustus 2006.

Setelah sampel lingkungan diperhatikan sesuai dengan tujuan analisisnya, kemudian dilakukan pengukuran-pengukuran parameternya. Hasil penentuan parameter fisika, dan kimia pada

air sungai bawah tanah Seropan dapat dilihat pada Tabel 1. Untuk bau dan rasa baik itu musim penghujan dan kemarau akan sarna saja, untuk bau adalah tidak berbau dan rasa tidak berasa secara visual. Perbedaan suhu an tara suhu air dan udara adalah sekitar 2°C, maka menurut baku mutu yang ada telah memenuhi persyaratan. Untuk pH hasil pengukuran berkisar 6,8 - 6,8 sedangkan menurut baku mutu pH berkisar 6,5 - 8,8 sehingga memehuhi syarat untuk air minum. Baku mutu menurut Keputusan Gubemur Kepala Daerah Istimewa Y o~akarta No/2 I4/KPTSI I99 I mengenai Baku Mutu 6) Air Golongan B, untuk air rumah

tanggalbahan air PDAM, berarti air sungai tersebut masih baik dari segi parameter suhu, pH, bau dan rasa.

Dari hasil identifikasi radionuklida alam pemancar gamma pada sam pel air sungai dan sedimen terlihat bahwa pada sampel sedimen radionuklidanya lebih banyak dari pada yang terdapat pada sam pel air sungai. Hal ini dapat disebabkan karena afinitas radionuklida untuk berasosiasi dengan sedimen dan partikel-partikel sedimen lebih tinggi daripada afinitas radionuklida terhadap air.

Gambar I. Histogram berbandingan konsentrasi radionuklida dalam air pada musim penghujan dan kemarau.

Hasil identifikasi radionuklida alam pemancar gamma pada sampel sedimen sungai terdeteksi ada 8jenis radionuklida yaitu TI-208 (75 KeY), Ac-228 (93 KeY), Ra-226 (186 KeY), Pb-212 (238 KeY), Pb-214 (295 KeY), Bi-214 (608 Kev), K-40 (1460 KeY).

Dari keseluruh radionuklida dalam sedimen, K-40 mempunyai konsentrasi terbesar dibanding lainnya, konsentrasi terukur berkisar 6,52 Bq/kg -8,69 Bq/kg, dan mempunyai konsentrasi yang merata atau satu sarna lainnya tidak mencolok, hal ini dapat dilihat pada perbandingan histogram Gambar 4. K-40 tersebut merupakan radionuklida alam yang dominan di lingkungan dan cara perhitungan untuk mengetahui konsentrasi K-40 dalam sedimen dicontohkan pada bagian lampiran.

Radionuklida lainnya pada musim kemarau konsentrasi rata-rata lebih tinggi dari pada musim penghujan, dapat dilihat pada perbandingan histogram Gambar 2 dan Gambar 3. Dari ketujuh radionuklida tesebut, radionuklida Ra-226 yang mempunyai perbandingan terkecil konsentrasinya yaitu sebesar 0,3 I Bq/kg terdapat di lokasi sampling

III.

Aktivitas Radionuklida Alam Pemancar

Gamma (V)

Dari hasil pengukuran dan perhitungan maka didapatkan harga aktivitas radionuklida alam pemancar gamma pada sampel air sungai dan sedimen sungai Seropan disajikan pada Tabel I dan 2. Dari hasil perhitungan aktivitas radionuklida alam pemancar gamma pada sampel air sungai Seropan, bahwa aktivitas TI-208 rerata pada air sungai bawah dam Seropan lebih besar dibandingkan dengan aktivitas TI-208 pada sampel air sungai hulu Seropan dan yang paling kecil aktivitasnya adalah air sungai atas dam Seropan. Sedangkan untuk aktivitas K-40 pada sampel air sungai hulu Seropan lebih besar dibandingkan dengan air sungai bawah dam Seropan dan yang paling kecil aktivitas K-40 adalah pada sampel air sungai atas dam Seropan.

Radionuklida TI-208 dan K-40 yang terukur TI-208 (583 KeY) dengan radioaktivitas berkisar 0,602 mBq/lsampai dengan 6,267 mBq/1 dan K-40 (1460 KeY) 2,703 mBq/lsampai dengan 7,07

mBq/1. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada

perbandingan konsentrasi histogram pada Gambar I. Konsentrasi aktivitas jenis radionukli-da tersebut masih dibawah baku mutu menurut Surat Keputusan Kepaka Bapeten No

02/Ka-BAPETEN/V-99 Surat Keputusan Kepaka Bapeten No 02/Ka-BAPETEN/V-99. Jakarta (1999)(2).

lSl LS2

Lokasl Sdmpting

lSJ

Tabel I. Hasil pengukuran Parameter air Sungai Seropan.

Sam el air

No

Parameter FebruariAQustus 2006MetodeBaku Mutu2006 Lks-1 Lks-2 Lks-3 Lks-1 Lks-2 Lks-3 1 Suhu (oC) 27/29 27/29 27/29

28/30.28/3028/30ThermometriPerbedaan suhu udara dan air, Udara/air

mak. 3°C 2

pH6,0.6,86,86,06,0Potensiometri6,8 6,5 - 8,5 3

Bau Idk berbauT dk berbauOrqanolep-lik

4

Rasa Idk be rasa Tdk be rasa

Gambar 2. Histogram berbandingan konsentrasi radionuklida dalam sedimen pad a musim penghujan

Gambar 3. Histogram berbandingan konsentrasi radionuklida dalam sedimen pada musim kemarau.

Gambar 4. Histogram berbandingan konsentrasi radionuklida K-40 dalam sedimen pada musim penghujan dan kemarau.

~ 2,5

~

_!

2 '" g 1.5 r::

~

g 1 >< O.S o 9 8 ~ 7

! (,

.••5 l! e 4 ~ 3 ,:1 2 1 o LSl 5.7 L51 LSl Lobsi~mpline 5,3

II

Hl,93 3,59-,34 I I 3,76 l52 lokasi sampling LS2 lok." Somplinc (K·40) OV..-1Ji •• Pb-111 aVb·}U aU/o)\I .fJ·l:!' a~·11'/1 LS3 5,11 5,18 110-226 DI'I>-212 LS3 (186 KeY), Pb-212 (238 KeY), Pb-214 (295 KeY), Bi-214 (608 Kev), K-40 (1460 KeY). Aktivitas rata-rata radionuklida untuk air dan sedimen pada musim kemarau>musim penghujan.

2. Radionuklida 208 dan K-40 yang terukur TI-208 (583 KeY) dengan radioaktivitas berkisar 0,602 mBq/1 sampai dengan 6,267 mBq/1 dan K-40 (1460 KeY) 2,703 mBq/lsampai dengan 7,07 mBq/1. Konsentrasi aktivitas jenis radionuklida tersebut masih dibawah baku mutu menurut Surat Keputusan Kepaka Bapeten No O2IKa-BAPETENIV -99 Surat Keputusan Kepaka Bapeten No 02/Ka-BAPETENIV-99.

DAFT AR PUSTAKA

I. CHEYY CAHY ANA., "Analisis Radionuklida pad a Sampel Tanah Pennukaan di Itigashi Ishikawa Jepang." Proseding Seminar Teknologi Pengolahan Limbah Y, PTLR-BATAN Serpong, Tanggerang (2007)

2. ANONIM., Surat Keputusan Kepaka Bapeten No 02/Ka-BAPETENIV -99. Jakarta (1999) 3. AGUS TAFTAZANI, dkk, 2000, PoIa

Penyebaran Radioaktivitas Ct, ~ dan Kandungan

Radionuklida dalam Cuplikan Kerang Hijau ( Mytilus Yiridis L), Sedimen dan Air Laut di Pantai Cirebon dan Pantai Losari Jawa Bara!, Prosiding Pertemuan dan Presentasi I1miah Penelitian Dasar I1mu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM- BAT AN, Yogyakarta. 4. SUKIRNO. SUDARMADJI., "Pengukuran Radioaktivitas Gamma, Beta dan Identifikasi Radionuklida dalam Sedimen dan Air Sungai" . Prosiding PPI]D1PTN, P3TM-BA TAN. Yogyakarta (2001)

5. ANON 1M, 1991, Keputusan Gubernur Kepala Daerah lstimewa Yogyakarta, Pemerintah Prop DIY, Yogyakarta.

6. ERDTMANN,G and SOYKA, W, 1979, Gamma ray of the Radionuc/ides Tables for Applied Gamma Ray Spectrometry, Ney York,

Wienhein. KESIMPULAN

I. Hasil identifikasi radionuklida alam pemancar gamma pada sam pel air sungai terdeteksi dua jenis radionuklida yaitu TI-208 (583 KeY) dan K-40 (1460 KeY). Untuk sam pel sedimen ada delapan jenis radionuklida yang terdeteksi yaitu TI-208 (75 KeY), Ac-228 (93 KeY), Ra-226

LAMPI RAN

Hasil pengukuran aktivitas radionukJida alam pemancar gamma pada sampel air sungai b~wah tanah Seropan

Tabel 2. Radionuklida alam dalam air sungai bawah tanah Seropan. Kode Energi Isotop Aktiyitas Radionuklida ( mBq / I ) ( ke V )

Sampling Februari 2006Sampling Agustus 2006 Lokasi I 583 TI-208 _0,963 5,538 1460 K-40 2,703 2,976 Lokasi II 583 TI-208 _{0,602 6,267} 1460 K-40 3,525 7,07 Lokasi III 583 TI-208 0,844 4,817 1460 K-40 5,251 5,425

Tabel 3. Hasil pengukuran aktiyitas radionuklida pada sam pel Sedimen. Kode

Energi Isotop

Aktiyitas Radionuklida ( Bq / k{!) (keV)

SamDlin{! Februari 2006SamDling Agustus 2006 1460 K-40 _{6,24 6,52} 911 Ac-228 _{1,61 2,32} 609 Bi-214 2,88 4,13 Lokasi 1 583 TI-208 _{2,27 3,01} 351 Pb-214 0,77 3,59 238 Pb-212 3,89 5,70 186 Ra-226 0,48 3,76 1460 K-40 _{7,87 7,87} 911 Ac-228 0,89 3,93 609 Bi-214 1,25 5,51 Lokasi II 583 TI-208 _{1,56 5,30} 351 Pb-214 _{1,38 4,61} 238 Pb-2 12 _{0,39 3,34} 186 Ra-226 _{0,44 3,59} 1460 K-40 _{8,42 8,695} 911 Ac-228 _1,07 5,187 609 Bi-214 _{0,87 1,01} Lokasi III 583 TI-208 _{1,19 7,59} 351 Pb- 2 14 _{0,99 4,99} 238 Pb-212 _{0,78 2,50} 186 Ra-226 _{0,31 3,76}

Hasil identifikasi radionuklida alam pemancar gamma pada sam pel sedimen sungai terdeteksi ada 8 jenis radionuklida yang terdeteksi yaitu TI-208 (75 KeV), Ac-228 (93 KeV), Ra-226 (186 KeV), Pb-212 (238 KeV), Pb-214 (295 KeV), Bi-214 (608 Key), K-40 (1460 KeV). Dari keseluruh radionuklida dalam sedimen, radionuklida K-40 yang mempunyai konsentrasin terbesar dibandingkan lainnya, dimana konsentrasi yang terukur berkisar 7,87 Bq/kg sampai dengan 8,69 Bq/kg, konsentrasi radionuklida K-40 mempunyai konsentrasi yang merata atau satu sarna lainnya tidak mencolok, hat ini sejelas dapat dilihat pada perbandingan histogram Gambar 4. Cara perhitungan untuk mengetahui konsentrasi K-40 dalam sedimen dicontohkan pada bagia lampiran.

Radionuklida lainnya pada musim kemarau konsentrasi rata-rata lebih tinggi dari pada musim penghujan, dapat dilihat pada perbandingan

histogram Gambar 2 dan Gambar 3. Dari ketujuh radionuklida tesebut radionuklida Ra-226 yang mempunyai perbandingan terkecil konsentrasinya yaitu sebesar 0,31 Bq/kg terdapat di lokasi sampling

III.

Contoh perhitungan K-40 Sedimen pada musim

penghujan lokasi III.

Berat sedimen yang akan diidentifikasi radionuklidanya adalah 100 mg

Lama pencacahan cuplikan 7200 detik Hasil pencacahan (He) I = 47

2 =48 Hasil cacah latar (CL) = 44

Persamaan kalibrasi efisiensi = y = 14,967.x·I,IOI

Atau bila di In-kan akan menjadi = In y = In 14,967 - 1,101In(x)

Dimana y = efisiensi (%) dan x = tenaga Cacah bersih = HC - CI = 47 - 44 = 3,0 K-40 mempunyai tenaga 1460,7 keY

Tenaga yang dimiliki oleh K-40 masukkan kedalam persamaan kalibrasi efisiensi

Perhitungan menjadi

Iny=ln 14,967-1,10] In(1460,7) In y = 2,705848 - 8,022624 = 5,316777 Y = 0,0049

Jadi efisiensi K-40 pada tenaga 1406,7 adalah 0,0049 atau (0,49 %)

Laju cacah per sekon (cps)

Cps 1 = cacah bersih/ waktu = 3/7200 = 0,000317 CPS 2 = cacah bersihl waktu = 4/7200 = 0,000555 Aktivitas (dps)

.

1

.'pJ-l

O,ovil.HT

0605

aps-

=--= ----=

_{\'. f}

_{0.10-.c,\)o ••~ •}

d s -

1

=

rp.:i-1

=

\:t.ifOifH~

=

1 059

P \.'" -t· ;'\;"''''..v~.,V.r .",'~.•.•,\n.'~{Q,'~.••~, t

Aktvitas jenis-I = dps/berat cuplikan = 0,605 dps/O,1 kg = 6, 05 Bq/kg

Aktivitas Jenis-22. = 1,059dps/O,] kg 10,59 Bq/kg

Rerata aktivitas jenis = (6,05 + 10,59)/2 8,42 Bq/kg