PENENTUAN Mg, V, Al DAN Mn DENGAN METODE AAN FASILITAS PNEUMATIK

SEMINAR NASIONAL II SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176

PENENTUAN

Mg, V, Al DAN Mn DENGAN METODE AAN

FASILITAS PNEUMATIK

SUHARDI, MULJONO, BAMBANG IRIANTO.

Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BA TAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101/YKBB Yogyakarta 55281Telp. (0274) 488435

Abstrak

IRADIASI PENDEK SAM PEL AIR SUNGAI CODE MENGGUNAKAN METODA AAN FASILITAS PNEUMATIK. Telah dilakukan analisis logam logam Mg, V, AI, dan Mn, dalam air sungai Code Jogjakarta, dengan metoda analisis aktivasi netron (AAN) fasilitas pneumatik. Sampling dilakukan pada musim penghujan, pengambilan cuplikan di8lokasi yaitu daerah (Mata air Boyong, Sinduharjo, Sardjito, Tukangan, Tungkak, Karangkajen, Ringroad Selatan, dan Pacar Wonokromo). Merujuk syarat baku mutu air golongan C maupun baku mutu golongan B berdasarkan SK Gubenur Kep DIY No 214/kpts/1991, cuplikan dari ke8lokasi sampling belum melampaui konsentrasi maksimum yang diijinkan yaitu : 0,1000 mg/l.

Kata kunci : AAN, penentuan Mg, V, Al

Abstract

SHORT IRRADIATION OF WATER CODE RIVER SAMPLES USING NAA WITH PNEUMATIC FACILITY. The analysis of metals of Mg, V, AI, and Mn, in water and sedimentfrom the Code river has been done using NAA method. The sampling was carried out in rainy season, at the8locations (Mata air Boyong, Sinduharjo, Sardjito, Tukangan, Tungkak, Karangkajen, Ringroad Selatan, and Pacar Wonokromo). Referring to the water quality standard ofCgroup as well as of B group, based on SK Gubenur Kep DIY No 214/kpts/1991 the samples of the8sampling locations are less than MPC (0,1000 mg/l)

Keywords: NAA, determination ofMg, V, Al

PENDAHULUAN

Pencemaran lingkungan terjadi antara lain karena masih kurangnya peraturan yang jelas tentang fungsi dan kegunaan sungai, kurangnya kesadaran masyarakat terhadap pembinaan kelestarian lingkungan perairan sungai sehingga sungai sering dimanfaatkan sebagai tempat pembuangan limbah. Sebelum memasuki kota Yogyakrta, sungai Code melewati areal pertanian subur yang sangat luas dan kemungkinan besar limbah kimia pertanian akan masuk dan mencemari air sungai Code bagian hulu. Setelah memasuki kota Yogyakarta, diprediksi akan terjadi peningkatan jumlah sumber pencemar, antara lain limbah dari rumah sakit, hotel, pabrik penyamakan

kulit, dan sampai limbah domestik yang secara kumulatif dapat berdampak terhadap kualitas lingkungan. Biasanya polutan terbawa melewati aliran sungai dari huIu yang terbawa arus menuju muara dan terkonsentrasi di muara sungai.[1,2]

Sebagai upaya untuk pengendalian dampak lingkungan maka perlu dilaksanakan Program Kali Bersih (Prokasih) yang kegiatannya meliputi upaya pencegahan lingkungan agar tidak tercemar, penanggulangan dan pemulihan lingkungan yang telah tercemar. Dengan mengevaluasi konsentrasi logam pada sampel air sungai Code serta penyebarannya, maka setidaknya dapat diketahui bagaimana kualitas sungai tersebut

Suhardi dkk 237 _{Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BA TAN}

dan eara penanggulangan serta pemulihan wilayah sungai yang telah tereemar.

Analisis aktivasi netron (AAN) adalah suatu metoda analisis unsur-unsur dalam suatu bahan euplikan yang menggunakan hasil radioaktif buatan dari unsur-unsur stabil. Prinsip dasar AAN adalah apabila suatu bahan euplikan yang terdiri dari berbagai unsur kimia dibombardir dengan neutron termal, maka akan terjadi penangkapan neutron oleh unsur-unsur tersebut. Proses pembentukan radioaktif akibat reaksi ini disebut akivasi neutron.[3,4,5]

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan adalah untuk memperoleh informasi rona awal logam dalam air sungai Code Jogjakarta, yang dapat dijadikan sebagai indikator peneemaran kualitas perairan dan ini dilakukan dalam rangka kontrak riset antara IAEA dan PTAPB selama dua tahun, yaitu tahun 2005 dan 2006.

TATA KERJA

Bahan dan Alat

Standar sekunder yang mengandung unsur-unsur (Mg, V, AI, Mn),HN03, air sungai Code dan aquabides. Reaktor Nuklir Kartini, seperangkat sepektrometer gamma, alat-alat gelas, vial polietilen, eawan porselen.

Cara Kerja Sampling

Cuplikan air sungai diambil di tengah dan bagian hilir sepanjang sungai, pada musim penghujan Februari 2005. Air sungai diambil 5 liter kemudian diteteskan 5 mlHN03.

Preparasi

Disaring euplikan air satu liter kemudian dimasukkan dalam eawan porselin lalu dipanaskan dengan bantuan kompor listrik. Air tersebut dipekatkan sampai tinggal 20 ml atau pemekatan 50 kalinya. Dan diambil 1,0 ml dimasukkan dalam vial iradiasi. Standar sekunder dipipet masukan juga dalam vial dan tutup rapat dan dicegah terjadinya keboeoran.

Cuplikan bersama-sama dengan standar sekunder dimasukkan dalam kelongsong iradiasi, kemudian diradiasi di fasilitas irradiasi pneumatik reaktor Kartini, selama 5 menit dengan fiuks netron 1,23.1011n.em-2.s-l• Iradiasi

dilakukan dengan jalan dilakukan satu persatu pada fasilitas pneumatik, waktu tunda clan

Perhitungan hasil analisis dilakukan dengan membandingkan intensitas euplikan dengan intensitas standar menggunakan rumus.

(1)

Keterangan :

We = konsentrasi unsur yang diperhatikan (mg/kg)

Ws = konsentrasi unsur standar (mg/kg) Ce = intensitas eaeah euplikan (eps) Cs = intensitas eaeah standar (eps) HASIL DAN PEMBAHASAN

Kalibrasi Tenaga Dengan Sumber Standar Multi Gamma Eu-152

Pengukuran dan analisis kualitatif dan kuantitatif untuk penentuan radionuklida pada euplikan lingkungan terlebih dahulu dilakukan kalibrasi tenaga agar kestabilan tenaga dapat terjamin ketepatannya. Dengan dilakukan kalibrasi tenaga maka dapat diketahui kelinearan hasil eaeah standar multi gamma Eu-152 dari berbagai puneak tenaga yang ada. Kalibrasi tenaga disajikan dalam grafik pada Gambar 1, persamaan regresi persamaan garis adalah Y = 0,4961X+6,8236 dan R2 = 0,9997. Nilai R2 menunjukkan bahwa nilai nomor salur

terhadap nilai tenaga hampir semua berada pada suatu garis linier. Kalibrasi tenaga ini penting untuk menentukan agar radionuklida yang dianalisis tidak akan tergeser dari tenaga, sehingga ketepatan analisis radionuklida tereapai sesuai dengan yang dihendaki.

15DIJ ,.... :>

!

1ODO 1'\1 PI ~ 500 ~ (J () 500 1000 1500 2000 2500 3000 Nomor Salur

Gambar 1. Kalibrasi Tenaga (keV) Standar Multi Gamma Eu-152

SEMINAR NASIONAL II SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DES EMBER 2006 ISSN 1978-0176

Penentuan Secara Kualitatif

Penentuan unsur secara kualitatif dilakukan dengan menentukan tenaga dari

puncak-puncak spektrum kemudian

mencocokkan dengan tabel isotop, pada urnurnnya isotop mempunyai lebih dari satu

tenaga[6,7] dan dipilih yang mempunyai probabilitas yang paling besar. Pada Tabel 1, disajikan hasil analisis kualitatif ada 5 unsur yang diperhatikan dalam cuplikan lingkungan sungai merupakan proses (n,y) analisis aktivasi netron

Tabell. Analisis KualitatifProses Reaksi (N,y) Analisis Aktivasi Netron

Unsur Tenaga (KeV)ReaksiPobabilitas (%)IsotopUmur para

Mg

26Mg(n, y) 27Mg1014,14,4 jamMg-2733 V

51V(n, y) 52V1434,43,76 mntV-52100 AI

27AI(n, y)28AI1778,92,31 mntAI-28100 Mn

55Mni!1.1l56Mn1810,72,58 mntMn-5620

Penentuan Secara Kuantitatif

Analisis kuantitatif ini dilakukan dengan cara relatif yaitu metoda komparatif unsur-unsur dalam cuplikan dibandingkan dengan unsur-unsur yang ada dalam standar sekunder, dengan menggunakan Persamaan (2). Hasil kuantitatif logam berumur paro pendek (Mg, V,

D.016

0,014

Al dan Mn) yang terdapat dalam air sungai Code pada musim penghujan dapat dilihat pada Tabel 2 dan Gambar 2 dan 3, yang merupakan histogram di berbagai konsentrasi terhadap lokasi sampling (LS dari nomor 1 sampai dengan 8). 0,012 0,012 II) ~ 0 008

l:I

'

c

CI) 0,006 fI) C

o

D,004 ~ D,002 o 0,005 0,005 0,005

Lokasi Sampling

Gambar 2. Kurva Konsentrasi Unsur Kelumit (V Dan Mn) Dalam Sampel Air Sungai Code

0,7 0,6 ~ C> 0,5

E

_ 0,4 0,07

Lokasi Sampling

0,6~

£

0,64 ~095

,

8

0,095 0,095

Gambar 3. Kurva Konsentrasi Unsur Minor (AI Dan Mg) Dalam Sampel Air Sungai Code

Gambar 2 merupakan unsur kelumit yang terdapat dalam air yaitu V dan Mn), sedangkan Gambar 3 merupakan kelumit dan mayor, khusus logam Mg yang terdapat disetiap tempat merupakan unsur minor (>0,1OOmg/l). Pada Gambar 2 dan 3 terlihat jelas bahwa unsur logam yang mempunyai konsentrasi tertingi adalah logam Mg dengan konsentrasi 0,640 mg/liter terdapat di lokasi sampling jembatan Pacar Wonokromo, sedangkan konsentrasi logam Mg diantara kedelapan lokasi sampling adalah berkisar antara (0,180-0,640 mg/liter) semua logam termasuk pada konsentrasi minor karena kansentrasi lebih besar 0,100 mg/I.

Logam Mg ini masih masuk dalam ambang yang dipersyaratan menurut PP No 28 Tahun 2001[8] dan Keputusan Gubenur Kepada

Daerah Istimewa Yogyakarta No:

214/KPTS/1991.[9] Ambang batas logam Mg menurut kedua keputusa tersebut adalah 30

mg/liter, untuk air golongan B yang tidak dapat diminum secara langsung.

Konsentrasi logam terkecil merupakan logam V masing-masing pada musim penghujan adalah 0,001 mg/liter terdapat di daerah awal sampling yaitu daerah mata air Boyong, sedangkan untuk kedelapan lokasi sampling konsentrasinya sekitar (0,001-0,005) mg/liter merupakan unsur kelumit.

Logam Mn yang merupakan unsur kelumit, yang konsentrasinya berkisar antara (0,004-0,015) mg/liter. Logam Mn pada titik ketiga yaitu daerah Sardjito mempunyai konsentrasi tinggi yaitu 0,015 mg/liter dan kemudian turon kembali pada sampling di titik 4 yaitu Tukangan, hal ini bisa terjadi kenaikkan disebabkan buangan limbah dari rumah sakit Sardjito dan kemudian turon disebabkan terjadi endapan ikut ke dalam sedimen. Khusus logam Mn ini masih di bawah ambang persyaratan yang ditentukan menurut PP No 28 Tahun 2001

SEMINAR NASIONAL II SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176

1. FADIAZ SRlKANDI., 1992, Polusi Air dan Udara., Penerbit Kanisius. Yogyakarta.

2. PALAR. H., 1994, Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Rineka Cipta. Jakarta.

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

4. SUKIRNO., SUDARMADJI., 1999, "Aplikasi APN Untuk Menentukan MuItiunsur dalam sediment"., Pro siding PPI, P3TM BATAN., Yogyakarta.

5. ERDTMANN, G., 1976, "Neutron activation

tables", New York. We

TANYAJAWAB

Mohon judul diganti " Analisis Sampel air sungai Code menggunakan metode AAN fasilitas pneumatic"

Pertanyaan :

1. Dari segi judul apakah mau ditekankan proses iradiasi atau analisisnya ?

Saran: 0,75 mg/liter CexWs Cs 3,887 x 1,5 7,774 LAMPIRAN

Contoh perhitungan kuantitatif untuk unsur Mn dalam air

1 liter air sungai dipekatkanj menjadi 20 ml, atau dipekatkan 50 kalinya

Waktu iradiasi 5 menit dan waktu tunda 5 menit Waktu peneaeahan (te) = 5 menit = 300 detik Umur poro (tI/2) Np-Mn-56 = 2,58 menit Net eaeah = 866

epst = eps pada saat peneaeahan epso = eps pada saat reaktor dimatikan epst = Netlte = 866/300 = 2,887 eps Menggunakan Persamaan (1)

epso = epst . eO,693.t 1t1/2 = 2,887 .eO,693. 5/2,58 = 3,887 eps

Dengan eara sepeti di atas didapatkan epso untuk standar

epso standar = 7,774 eps

Konsentrasi U dalam standar sekunder = 1,5 mg/liter

Hasil perhitungan di atas merupakan hasil pemekatan 50 kali, sehingga hasil sebemamya adalah 0,75 mg/liter dibagi 50 menjadi 0,015 mg/liter

WC(l) = 0,015 mg/liter We (2) = 0,019 mg/liter We (3)= 0,011 mg/liter

W rerata = 0,015 ±0,003 mg/liter dan Keputusan Gubenur Kepada Daerah

Istimewa Yogyakarta No: 214/KPTS/1991. Ambang batas logam Mn menurut kedua keputusan tersebut adalah 0,1000 mg/liter, untuk air golongan B maupun C. Logam Al konsentrasi merupakan peralihan antara konsentrasi kelumit ke konsentrasi minor yaitu antara (0,01-0,095) mg/liter.

KESIMPULAN

Dengan menggunakan metoda AAN fasilitas pneumatik telah ditentukan 5 unsur logam (Ti, Mg, V, AI, dan Mn) yang diamati dalam air pada musin penghujan. Semua logam yang terdeteksi masih masuk dalam ambang batas yang dipersyaratan menurut PP No 28 Tahun 2001 dan Keputusan Gubemur Kepada Daerah Istimewa Y ogyakarta No:

214/KPTS/1991. Klmsus logam Mg ambang batas logam yang diijinkan adalah 30 mg/liter, sedangkan logam Mn adalah 0,1000 kg/liter. DAFT AR PUST AKA

6. ANONIM, 2001, "PP No 28 Tahun 2001", Jakarta.

7. ANONIM., 1991, "Keputusan Gubenur Kepada Daerah Istimewa Yogyakarta No: 214/KPTS/1991. Tentang baku mutu lingkungan derah untu wilayah Propinsi DIY", Yogyakarta.

Suhardi dkk 241 _{Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BA TAN}