ESTIMASI KECEPATAN PENGENDAPAN PANTAI. CIREBON MENGGUNAKAN PROFIL 210Pb ABSTRACT. PENDAHULUAN

ESTIMASI

KECEPATAN

PENGENDAPAN

CIREBON MENGGUNAKAN

PROFIL 210Pb

DI

PANTAI

SUminiDg,

WisyachudiD F. daD Sudarmadji

Puslitbang Temologi Maju BATAN, Yogyakarta

ABSTRAK

"It

EST/MAS/ KECEPATAN PENGENDAPAN D/ PANTA/ C/REBON MENGGUNAKAN PROF/L 2/0Pb. Kecepatan akumulasi sedimen di perairan Cirebon ditentukan dengan menggunakan radionuklida alam 2/0Pb sebagai pemancar gamma. Sedimen diambil dengan menggunakan pralon PVC diameter 7 cm. Sedimen dalam pralon diiris setiap 2 cm. Bagian tepi dipisahkan. Semua sedimen dikeringkan dengan lampu pemanas dan ditimbang , dicacah dengan spektrometer ~amma selama 2 jam (7200) detik. Diamati rata-rata supported 21Opb. untuk mendapatkan harga excess IOpb .dihitung estimasi umur. tahun dan fluktuasi massa yang terakumulasi , dalam kgm-2.th-i. Data pada ketebalan /2 -/4 cm tidak dapat digunakan untuk menentukan flub masa pengendapan karena banyak mengandung pasir. Flub massa pengendapan tercepat adalah pada kedalaman 2-4 cm sebesar /,49 terendah pada kedalaman 8-/0 cm

sebesar 0,43 kg/m2th-i.

ABSTRACT.

DEPOSITION RATE ESTIMATION OF CIREBON COASTAL BY USING ZloPb PROFILE. Sediment

accumulation rate ofCirebon coastal was detennined by using tracer of natural radionuclide orloPb. which emits gamma ray. Sediment sampling was done by using PVC pralon of 7 cm diameter. The outer part of the sediment slices were separated and the inside parts were anal),zed for Z/oPb. Samples were dried, weighted, counted for 2 hours (7200 seconds) by gamma ray spectrometer. Supported 21Opb was calculated to detennine the excess 2111pb. Sediment deposition rate, age and year estimation and mass flux accumulated were calculated and presented as kg.m-2.y'l. Activity data of 12 -14 cm sediment depth can not be used for mass flux detennination because this layer was sandy. Faster mass fluks was at 2-4cm depth was 1,49 kg/m2 y-1 and slower at 8-10 cm depth was 0,43 kg/m2y'l.

137CS untuk pengukuran sedimen yang umurnya sekitar 150 tahun, 14C untuk pengukuran fosil ~ang umurnya sampai sekitar 25000 tahun daD 10Pb untuk sampel yang umurnya sampai 100 tahun. Ada beberapa sumber 210Pb yang berasal dari atmosfer disebut excess 21Opb daD yang berasal dari tanah disebut supported 210Pb .Besarnya 21Opb berkaitan erat dengan lokasi geografis daD iklim daerah yang akan diukur tersebut. Dalam perhitungan nanti 210Pb yang dihitun~ adalah 210Pb yang berasal dari atmosfer (excess 2 orb). Dengan mengkoreksi 21Opb total dikurangi supported 210 Pb maka diperoleh excess 210 Ph.

Pantai Cirebon merupakan daerah perikanan sebagai sumberdaya alam daD pelabuhan yang merupakan sarana transportasi laut yang semuanya merupakan kegiatan ekonomi nasional. Karena banyaknya aktivitas manusia di daerah ini maka kualitas air laut akan menurun , daD akan mempengaruhi proses terjadinya pengendapan sedimen penyebab pendangkalan pantai. Agar kegiatan ini dapat tetap berlangsung lancar daD berkembang, perlu adanya perawatan perairan. Perawatan dapat direncana dengan baik apabila data-data ekosistem di kawasan ini diketahui dengan baik. Salah satu hal yang perlu diketahui adalah sejarah terjadinya endapan daD kecepatan terakumulasinya endapan tersebut.

PENDAHULUAN

P

enggunaan radioisotop alam 21Opb untuk geokhronologi pertama kali dilakukan oleh Goldberg (19630. Dengan waktu paro (T 1/2 ) 22,3 tahun radioisotop ini memungkinkan digunakan sebagai tracer untuk mempelajari proses terjadinya sedimentasi. Aktivitas radionuklida ini dalam sedimen dikaitkan dengan sejarah terbentuknya sedimen dan kecepatan sedimentasi di perairan yang diam dimana butiran halus terakumulasi. Distribusi 210 Pb dalam sedimen menunjukkan khronologi proses endapan seperti pengendapan rutin, erosi, pencampuran yang terjadi karena riak gelombang, perubahan kecepatan pengendapan dan perubahan sumber sedimen dll.<l)

Keberadaan 210Pb dapat digunakan untuk menginterpretasikan umur sedimen sampai sekitar 100 tahun. Dalam lapisan tanah terdapat radionuklida alam 226Ra kemudian membentuk 222Rn yang mudah menguap ke udara dan di udara 222Rn membentuk 210Pb yang setimbang dengan 210pO. Radionuklida 210Pb dari udara akan turun ke air dan bersama-sama dengan partikel dalam air akan mengendap(@).

Untuk menentukan kecepatan akumulasi sedimen, beberapa tracer dapat digunakan seperti

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Jun12002

224

ISSN 0216 -3128

Sumining, dkk

Dalam penelitian ini dipelajari kecepatan dan khronologi terakumulasiJl1ya sedimen dan khronologi di pantai Cirebon dengan menggunakan metode PF (Peri(>dic Flux) : metode yanng cocok digunakan ulntuk menentukan kecepatan akumulasi fluks 21~Pb yang bervariasi dipengaruhi oleh musim dalam peri ode tertentu, misalnya oleh perubahan musim hujan dan

kemarau.

Kecepatan deposisi dinyatakan sebagai fluks massa dihitung dengan menggunakan persamaan:

F=

₍₆₎

W

L x5t

dan W = berat sampel per lapis, L = luas penam. pang PVC dan 5t = beda tahun tiap lapis.

TATA KERJA

_{BASIL DAN PEMBABASAN.}

Tabel 1. Data pengukuran massa kering .Excess 2/0Pb pada sedimen setiap kedalaman 2 cm )'ang diambil dari pantai Cirebon pada tahlm 1999, diambil dengan PVC "" berdiameter 7 cm.

-"""""'

Bahan dan peralatan

2

3.

4.

Ayakan 100 mesh

Spektrometer

gamma Ge(Li)

SRM lAEA-315

Timbangan

Dari Tabel I dapat terlihat bahwa aktivitas total 210Pb mendekati konstant mulai kedalaman daTi 18 cm disebut baseline merupakan aktivitas daTi supported 2'0Pb

Cora Kerja

Pipa PVC diameter 7 cm dimasukkan dalam sedimen. Sedimen dipilih yang halus.

Pipa diangkat dengan b;igian bawah ditutup. Cara meletakkan PVC berisi sl~imen adalah posisi

berdiri agar endapan halus lapisan atas tidak tercampur dengan lapisan dibawahnya.

Sedimen dikeluarkan d(:ngan mendorongnya keluar dan setiap dua cm dipotong menggunakan pleksiglas, bagian tepi diambil disingkirkan dan bagian tengah dimasukkan dalam kontainer untuk ditentukan aktivitas 21Opb nya (4).

Sedimen dikeringkan, dihaluskan diayak lolos 100 mesh dihomogenisasi, kemudian dicacah menggunakan spektrometer gamma.

Estimasi umur dihituIIg berdasarkan pada persamaan (3).

t = In ln (AJAx) Ax = Ao -Acum Ar1oPb) = 0,311 Aexc = AIO' -A supp

A_=I.:A,.,.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

30 -0; 25

~

@.. 20 .c Q.

~ 15

N 10 5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Kedalaman (cm) ,,-,

Gambar 1. Akti\'itas 2/oPb total dalam sedimen

Cirebon vs kedalaman.

dimana

t = umurendapan

Ao = akumulasi total exce~;s 210Pb dari lapisan endapan dari alas sampai bawah

A. = selisih antara Ao dan Acum pada Lapis x

x = jumlah lapis

Ae.c = aktivitas excess 210Pb

--Prosldlng Pel1emuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

Sumining,

dkk.

_{ISSN 0216-3128}

225

Ukuran butiran sangat berpengaruh pada basil pengukuran aktivitas 210Pb per kilogram endapan, clan tidak terdistribusi secara merata dalam suspensi atau sedimen. Kondisi ini terdapat pada kedalaman 12 -14 cm (Tabel 1 clan Gambar 1) dimana sedimen terdiri dari sebagian besar butiran-butiran pasir yang kurang menyerap 21Opb maka aktivitas 210Pb terendah sarna denRan supproted loPb. Sebaliknya pengkayaan 21 Pb dapat terjadi dalam fraksi organik hal ini kemungkinan terjadi pada kedalaman 4-6 cm (Gambar 1) karena pada kedalaman ini aktivitas excess 21Opb lebih tinggi hampir sarna dengan pada lapisan terbaru atau teratas. Pada lapis ketujuh yaitu kedalaman 12 -14 cm aktivitas 21Opb paling rendah (Gambar I) karena kondisi endapan pada lapis terse but berbentuk pasir sehingga kurang

menyerap 21Opb. Supported 2/0Pb yaitu yang berasal dari

tanah dihitung dari rata-rata harga aktivitas 21Opb raata-rata dari kedalaman mulai 18 cm kebawah adalah = 16,22 Bq/kg 21Opb terukur stabil ini berasal dari tanah dan terjadi kesetimban§an radioaktif dengan 226Ra. Pada Tabel 1 excess 2/ Pb dihitung dari total 210Pb setiap lapis dikurangi dengan 16,22 Bq/kg misalnya pada lapis 0 -2 cm excess 2/0Pb adalah (27,43 -26,22) Bq/kg = 11,21 Bq/kg

Excess 2/0Pb kumulatif (Acum) dihitung dengan menjumlah excess 2/0Pb sepanjang kedalaman endapan , sedangkan jumlah total excess 2/0Pb (Ao) diperoleh dari jumlah total excess 2/0Pb dari lapis teratas sampai diatas baseline. Persamaan (1) dan (3) digunakan untuk mendapatkan t saat terjadi pengendapan diatas baseline

Tabel2. Hasil perhitungan akumulasi excess 2/0Pb. beda An dengan Acum Excess2/0Pb (Ax =Bq/m1. estimasi umur .perkiraan tahun terbentuknya endapan. beda waktu terjadi endapan antar lapis dibawahnva. dan fluks massa oenl!endapan sedimen oari pantai Cirebon.

Kedalaman

(cm)

Acum Excess 210Pb (Bq/m1

Estimasi

tahun Fluks

massa

(Ba/m2tht

0-2

110,949

Ao-Acum

Excess21Op (Ax =Bq/m1

288,846

Estimasi

Umur

(tahun)

10,45

1989 Beda waktu

~

10,5

0,94

2-4

153,574

246,221

15,59

1984 5

_,49

4-6

216,268

183,527

25,04

1974

_9,5

_0,68

6-8

_258,497

_141,298

_33,44

1966

_8,5

_1,24

8-10

320,578

79.217

52,05

1947

_18,5

_0,56

10 -12

362,617

37,178

76,37

1923

24,5

4,45

12-14

_4,45

14-16

379,017

20,778

95,08

1904 19

0,43

399,795 (Ao)

0 16-18

Gambar 1 maupun Gambar 2 tidak menunjukkan aktivitas 210Pb fungsi kedalaman (lapis) sedimen, tetapi menunjukkan kondisi daD sejarah terbentuknya setiap lapis (setiap ketebalan 2cm), dimana masing-masing lapis dapat tidak saling terkait

Seperti telah dijelaskan diatas bahwa pacta lapis ketujuh yaitu kedalaman 12 -14 cm (Gambar 1) aktivitas 21Opb paling rendah karena kondisi endapan pacta lapis tersebut berbentuk pasir maka data aktivitas pada ketebalan 12 -14 cm ini tidak dapat digunakan untuk menginterpretasi

umur endapann. Hal ini menunjukkan bahwa metode ini hanya untuk sedimen dengan butiran-butiran yang halus tidak dapat digunakan untuk sampel endapan yang kasar. Gambar 2 membuktikan hat tersebut dimana tluks massa pada lapis 12 = 14 cm ini sangat melonjak , tidak dapat digunakan untuk menginterpretasikan kecepatan sedimentasiatau tluks massa .

Kecepatan pengendapan telah dapat diestimasi dari profit aktivitas 210Pb terhadap .kedalaman sedimen. Gangguan karena biota dan karena kegiatan manusia merupakan proses yang

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah P'enelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN '(ogyakarta, 27 Junl2002

analog dengan proses difusi yaitu pencampuran. Kadang-kadang pencampuran yang terjadi karena ~angguan ini tidak mempunyai efek pacta aktivitas

IOpb sehingga masih dapat ditetapkan tanggal terjadinya sedimen secara absolut. Apabila ada pencampuran sedimen e:stimasi kecepatan pengendapan tidak mungkin dilakukan untuk itu penggunaan 210Pb untuk penentuan kecepatan pengendapan sedimen cocok untuk digunakan di daerah yang tidak banyak: gangguan seperti gelombang, angin,. pasang surut, transportasi laut dll.

diestimasi karena sampel ban yak mengandung pasir ( fluks massa terhitung 4,5 kgm2th-l) pada sa~t itu mungkin terjadi gangguan seperti gangguan kegiatan manusia, angin atau sering terjadi gelombang yang relatif kuat.

Metode penentuan 21Opb adalah yang paling andal untuk daerah yang tidak teerganggu dan cocok untuk mempelajari pengaruh antropoganik dan sejarah polusi saat ini.

KESIMPULAN

:c:-~

~

~

(\I

'"

:a

~

'"

~ ~

u:

Kecepatan pengendapan di pantai Cirebon dapat dihitung dengan menggunakan tracer 2!Opb. Metode ini cocok untuk mengukur pengendapan di daerah yang diam sehingga butiran-butiran yang terbentuk halus clan endapan tidak terganggu oleh kondisi lingkungan atau kegiatan manusia seperti transportasi dll. Dari perhitungan dapat diketahui bahwa rata-rata supported 2/0Pb sebesar 16,22 Bq/Kg.

Kecepatan pengendapan terendah adalah saat terjadi pengendapan sedimen dengan kedalaman 8 -10 cm yaitu 0,43 kgm2thO. clan yang tercerat adalah pada kedalaman 2 -4 cm yaitu 1,49 kgm thO! , sedangkan pada kedalaman 12 -14 cm tidak dapat diestimasi karena sampel banyak mengandung pasir (fluks massa terhitung 4,5 kgm2thO!) pada saat itu mungkin terjadi gangguan seperti transportasi laut, angin atau sering terjadi gelombang yang relatif kuat.

2 4 6 8 10 12 KI3dalaman (cm)

14 16 18

Gambar 2. Fluks nlassa sedimentasi

pada setiap

2cm ketebalan sedimen di pantai

Cirebon

Kesalahan perhitungan dapat terjadi apabila lapis teratas hilang selama pengedukan menyebabkan konsentrasi awal tidak dapat dihitung dengan baik dan perhitungan selanjutnya akan terpengaruh, oleh kaJ~ena itu pengambilan sampel disarankan menggunakan langsung PVC atau diambil lebih dahulu dengan pengeruk (dredger) ukuran besar yang dapat mengambil sedimen sedalam 60 cm, baru kemudian diambil dengan PVC. Tidak disarankan men!~ambil sampel dengan pengeruk kecil karena lapisan-lapisan sedimen akan tercampur. Dari butiran sedimen yang banyak mengandung pasir dapat menunjukkan bahwa saat terbentuknya endapan serilllg terjadi gelombang dan angin kuat.

Dari data-data yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 2 menunjukkan bahwa tluktuasi kecepatan pengendapan Iterendah adalah saat terjadi pengendapan sedimelll kedalaman 8 -10 cm yaitu antara 0,43 kgm2th-t da.n yang tercepat adalah pada kedalaman 2 -4 cm yaitu 1,49 kgm2th-1

sedangkan pada kedalaman 12 -14 cm tidak dapat

DAFfARPUSTAKA

1. RON SZYMZACK., 21Opb As a Tracer for Sediment Transport and Deposition in the

Dutch German Waddensea, Proceeding

KNGMG, Symposium Coastal Lowlands, Geology and Geotechnology.( 1989)

2. BERGER G.W, EISMA, D and VAN

BENNEKOM, A.J., 21OPb Derived

Sedimentation Rate in the Vlieter, A Recently Filled in Tidal Channel in The Wadden Sea. Netherlands Journal of Sea Research 21(4)(1987).

3. SANCHEZ-CABEZA, J.A., Sediment Core Profiles and Accumulation Rates, Universitat Autonoma de Barcelona (2000).

4. CRAIB, J.S. A Sampler For Taking Short Undisturbed Marine Cores Sediment~ (1999).

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl2002

TANYAJAWAB

.Sampel

sedimen dikeringkan. digerus.

dihomogenisasi langsung dicacah tanpa

pemisahan

radiokimia.

Elizabeth S.

..Bagaimana kalau daerah yang diukur bukan merupakan daerah diam, apakah metode ini masih spesifik untuk dipakai.

Heny Suseno

~ 233Pb yang masuk ke dalam laut daTi udara kemudian terendapkan membentuk layer-laler teratur apakah sudah dikoreksi dengan 21 Pb yang terkandung di dalam air laut.

~ Apakah

pengukuran 219pb menggunakan

prosedur radiokimia.

Sumining

.Kalau

daerah yang diukur bukan

merupakan daerah diam misalnya angin gelombangnya besar maka lapis-lapis sedimen akan tercampur sehingga perbedaan unsur 2/0Pb antara lapis-lapis tersebut tidak dapat dihitung, dan kecepatan sedimentasi tidak dapat diprediksi.

Sumining

.2/0Pb turun ke endapan dibawa oleh partikel-partikel, sehingga apabila sudah sampai di bawah berarti sudah menjadi sedimen. Untuk 2/oPb yang terendapkan tidak dikoreksi dengan yang ada daLam air Laut, tetapi dengan yang berasal dari bawah tanah.

Prosldlng Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelltlan Cesar IImu Pengetahuan den Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002