M. Yazid. dkk ISSN 0216-3128
247
ANALISIS RADON-222 DI DALAM AIR LINGKUNGAN DENGAN PENCACAH SINTILATOR CAIR
M Yazid .Sutrisno, Wijiyono, Agus Sulistiyono
P3TM-BATAN. JI. Babarsari Kolak Pas 1008. Yogyakarta 55010
ABSTRAK
ANAUSIS RADON-222 DI DALAM AIR UNGKUNGAN DENGAN PENCACAH SINTILATOR CAIR. Telah dilakukan analisis Radon-222 dalam air lingkungan antara lain air minum, air sumur, air sungai dan air tanah. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari metode analisis di samping untuk pemantauan tingkat radioaktivitas air lingkungan den pengawasan kemungkinan adanya potensi radiasi internal bagi masyarakat. Pengukuran kandungan Radon-222 yang terlarut di da/am toluene dilakukan setelah terjadi kesetimbangan selama 21 hari. Pencacahan dilakukan dengan rnenggunakan LSC Packard TR 2770/SL. Dari hasil percobaan metode analisis ini didapatkan efisiensi 80,21 -99,71 %, dengan betas deteksi minimum 1,35 Bq/L, ditinjau dari segi efisiensinya rnetode inl cukup baik namun memerlukan waktu af1alisis yang cukup lama. Hasil ana/isis den perl1itungan kadar Rn-222 di deIsm air sumur berl<isar enters tidak terdeteksi (ttd) -8,03 Bq/L, air tanah t1d -4,11 Bq/L' air sungai tidak terdeteksi, sedangkan untuk air minum berl<isar enters 8,26 -11,5 BqlL.
ABSTRACT
ANALYSIS OF Rn-222 WATER CONTENTS OF THE ENVIRONMENTAL. WATERS BY- USING LIQUID SCINTILLA TION COUNTER. Rn-222 water contents of drinking water, well water; river water and ground water samples has been analyzed. This investigation has been carried out for monitoring radioactivity level of environment water,besides it is useful for controlling the possible intemal radiation hazards to the people and the environment. The measurement of the soluble Rn-222 in the toluene has been done after equilibrium state about 21 days using Packard TR- 2700ITR Liquid Scintillation Counter respectively. The detection.
limit of this method is 1.35 Bq/l with 80.21 eficiency. From measurement and calculation, the Rn-222 concentration in well water samples are various below the detection limit until 8.03 BqlL, graound water below the detection limit until 4.11 BqIL, all of river water samples are below the detection limit and the drinking water is 8.26 -11.5 BqlL.
PENDAHULUAN
dari aspek proteksi radiasi, namun demikian metoda ini dapat digunakan untuk mendeteksi secara tidak langsung kadar radium-226 di dalam air tersebut.Radium-226 dengan waktu paro 1602 tahun merupakan radionuklida alami yang berasal dari deret uranium, dalam proses peluruhannya menjadi gas radon-222 dengan emisi utama partikel alfa dengan tenaga 4.602 MeV sebanyak 5 % dan 4.785 MeV sebesar 94,5 %. Skema peluruhan Ra- 226 menjadi Rn-222 selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 1. Beberapa industri non nuklir yang didalam hasil prosesnya mengandung Ra-226 antara lain industri pupuk fosfat, timah, minyak clan gas, semen, PL TV clan bouksit. (2)
Di dalam air terdapat dua macam radioisotop radium yaitu radium-224 dengan waktu paro 3,8 hari clan radium-226 dengan wak~u paro 1620 tahun, sehingga setelah 21 hari akan terjadi D a~ioaktivitas air lingkungan ,antara lain
.I\..dlsebabkan oleh kandungan radium beserta hasilluruhannya diantaranya gas radon yang berasal dari pelarutan batuan dan lapisan tanah yang dilalui aliran air tersebut. Oi sekitar sumber air, gas radon dibawa ke perrnukaan terutama oleh adanya aliran air dan konveksi suhu yang kecepatannya tergantung pada kondisi lingkungan setempat serta perrneabilitas lapisan batuan yang dilaluinya (I)
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kadar radon-222 yang terkandung di dalam beberapa jenis air lingkungan dalam rangka pemantauan radioaktivitas lingkungan serta pengawasan kemungkinan bahaya radiasi intema bagi masyarakat yang memanfaatkannya.
Radon-222 di dalam air bukanlah merupakan suatu radionuklida yang penting ditinjau
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta. 25 -26 Juli 2000
248 ISSN 0216-3128 M. Yazid. dkk
keseimbangan antara radium dan anak luruhnya radon.
b. Semua sam pel air di ambil dari kawasan kola Yogyakarta sampai dengan radius 10 km.
c. Cuplikan diambil sebanyak 2 liter ditampung dalam jirigen plastik.
lZJ4u - I 05Y
Uranium (Z = 92)
Protectium (Z =91)
Preparasi larutan sintilasi (3)
Dibuat larutan sintilasi dengan cara melarutkan 4 gram PPO dan 0,4 gram POPOP ke dalam 1 liter toluene
Thorium (Z = 90)
I226Ra
Polonium
..17 = 84)
---1:-
Radium (Z = 88)
Radon (Z = 86)
Preparasi sumter standar
a. Untuk keperluan perhitungan efisiensi maka tcrlebih dahulu dibuat larutan standar Ra-22G dalam 0,5 ml HCl dengan aktivitas spcsifik
229,91 Bg/l .
b. Ditimbang 5,0522 gram larutan tersebut , kemudian diencerkan dengan 100 ml HCI 0,5 M.
schingga diperoleh tarutao dcngan aktivitas spcsifik 11,6156 Bg/ml.
c. Diambil 10 ml larutan slandar dimasukkan ke dalam botol dengan volume yang telah diukur, ditambahkan air suling I liter dan to.Juene 100 ml, sehingga aktivitas Ra-226 dalam larutan menjadi 116,156 Bg., yang akan diperlakukan sarna dengan sampel yang akan diukur.
Bismut (Z~ 83)
IPlumbum
i(Z ~ 82)
Gambar 1. Deret peluruhan U-238
Beberapa metode pengukuran yang dapat dilakukan antara lain menggunakan spektrometri gamma maupun liquid scintillation counter. Bahan sintilator cair yang digunakan diantaranya adalah toluene, xylene ataupun larutan organik lainnya, karena daya larut radon-222 di dalam pelarut organik lebih baik dibandingkan dengan pelarut air.
(3.41
TATA KERJA Bahan
Cuplikan air lingkungan, as am khlorida.
toluene, Radium-226 standar dari Amersham 2,5- Diphenyloxazole (PPO), 1,4-Di-2-(5-Phenyl- oxazyne)-benzyne (PO POP), air suling, asam nitrat 0,1 N.
Preparasi cuplikan (4,5)
a. Dipersiapkan beberapa botol bersih yang telah dibilas menggunakan asam nitrat 0, I N, volume setiap botol diukur dengan teliti.
b. Untuk masing-masing jenis cuplikan air dibuat 2 macam perlakuan yaitu tanpa penyaringan dan yang lainnya dengan perlakuan penyaringan terlebih dahulu.
c. Untuk setiap cuplikan air diambil sebanyak I liter dimasukkan ke dalam masing-masing botol ditambahkan sintilator sebanyak 100 mi.
d. Botol ditutup rapat dan disimpan didalam suhu
10°C selama 21 hari. '.
e. Setelah 21 hari, cuplikan digojog selama 1 menit, sehingga terjadi pemisahan antara rasa organik dan rasa air.
f. Saat terjadinya pemisahan tersebut, waktu dicatat clan dilakukan pengukuran suhu cuplikan.
g. Diambil sebanyak 20 ml rasa organik dari setiap cuplikan, dimasukkan ke dalam vial gelas.
h. Dilakukan pencacahan menggunakan liquid scintillation counter Packard TR 2700/8L.
Alat
80tol sampel volume 2 liter, peralatan gelas, Liquid Scintillation Counter Packard TR- 2700/SL, termometer, gelas vial 20 mi.
Perhitungan aktivitas Rn-222 (5)
I. Dalam kurun waktu 21 hari dalam botol tertutup tersebut akan terjadi kesetimbangan antara Rn- 222 yang terlarut dalam air. udara dan toluene.
2. Aktivitas total radon mula-mula (RN) dapat dilakukan perhitungan dengan rumus
RN = Cw.Vw + CT.VT + CA. VA (1)
Cara kerja
Pengambilan cuplikan
a. Pengambilan cuplikan air dibedakan menu rut asalnya yaitu air tanah, air minum daD air sumur.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan T eknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000
M. Yazid, dkk
ISSN 0216-3128 249
(5)
(6)
dimanaf = 1 -exp (-0.693.t /3.82) = faktor koreksi luruh radon
t = waktu antara separasi radon hingga per- tengahan pengukuran standar
Rc-Rb =Cr adalah cacah Rn-222 terlarut dalam toluene dikoreksi cacah latar
A ~ aktivitas Ra-226 standar
Batas deteksi minimum
Dilakukan perhitungan batas deteksi minimum dengan menggunakan rumus :
dimana CW,CT., CA adalah aktivitas radon dalam air, toluene clan udara, Vw, VT, .V A adalah volume air, toluene clan udara. Sedangkan partisi radon diantara udara clan toluene didefinisikan rnenurut koefisien absorpsi Oswald:
Dr = Cr/CA -+ CA = Crl Dr (2)
Adapun partisi radon diantara udara clan air didefinisikan :
Dw = Cw/w -+ Cw = Dw.w (3)
Sedangkan aktivitas radon dalam air dapat dihitung dengan rumus :
RN = Cr (Dw.Vw/Dr + Vr +VA /Dr) (4) dimana, RN = aktivitas Rn-222 mula-mula dalam air yang besamya sarna dengan Co.
Co = aktivitas Ra-226 setelah terjadi kesetirnbangan Dw clan DT harganya dapat diperoleh dati grafik
pada gambar 2 clan 3 BDM = 4,66 {Bits + tb)}1/2
ExVx60 (7)
Dw=9,12/(17+t)
3 0
dimana :
B = cacah /alar do/am CPM I.. = waklu cacah cup/ikon 16 = wak/u cacah /alar E = eflsiensi
II = volume cup/ikon
0
HASIL DAN PEMBAHASAN
2 4 6 8 10121416182022242628303234 Temperatur, C
Gambar 2. Grafik Kelarutan Radon di dalam Air
Dt=18.362.e(-O,O182t)
15 0
10
5 10 15 20 25 30 35 40 Temperatur, C
Gambar 3. Grafik Koefisie/1 Distribusi Radon di Dalam Toluene
Pengukuran aktivitas radon dalam toluene dilakukan pencacahan masing-masing cuplikan dengan koreksi tcrjadinya peluruhan selama pencacahan dan suhu pada saal dilakukan separasi.
Setelah dilakukan pencacahan cuplikan standar maupun pencacahan latar dan di\akukan perhitungan menggunakan rumus (6) maka didapatkan harga efisiensi pencacahan seperti terlihat pada Tabe\ I. Efisiensi pencacahan yang didapatkan temyata cukup tinggi yang berkisar an tara 80,2\.99,7\ %
Selain itu, dengan menggunakan rumus (7) maka dapat dilakukan perhitungan batas deteksi minimum dari sistem pencacah seperti tertera pada tabel I, yang temyata relatif rendah pula yang berkisar an tara 1,35 .1,95 Bq/liter; hal ini menunjukkan bahwa sistem pencacah yang digunakan masih cukup baik an tara lain. karenamenggunakan sistem standar interna.(4) .
Tabell. Hasil perhitungan efisiensi pencacahan dan batas deteksi minimum
-- -KanallEftsiensi (%)
~,OOO I 99,11_-
minimum (bQ/lU~l 1,95
96..~I
!JM-.:1.000 I
Sedangkan data hasil pcngukuran radio- aktivitas Rn-222 dalam air di kawasan Yogyakarta selengkapnya dapat dilihat pad a Tabel 2. Oisini Efisicnsi Pcncacahan
Efisiensi pencacahan dapat dihitung menggunakan rumus :
Prosiding Pertemuan den Presentasi IImiah Penelitian Oasar IImu Pengetahuan den Teknologi Nuklir P3TM.BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000
0,6 0.5 0,4 0,3 0,2 0,1
larut sebesar 4 Bq/L, sedangkan yang tidak larut 1 x 104 Bq/L.' Menurut peraturan perundang-undangan terse but temyata kandungan Ra-226 di dalam air untuk kawasan tersebut masih memenuhi syarat standar kualitas air.
Beberapa jenis industri non nuklir yang di dalam hasil prosesnya terkandung radionuklida alam dalam hal ini termasuk Ra-226 yang sangat berpotensi untuk menimbulkan dampak radiologi terhadap lingkungan seperti terlihat pada Tabel 3.(2) Tabel3. lndustri "non nuklir" yang dapat
mengakibatkan dampak radiologi terhadap lingkungan
dapat dilihat bahwa kandungan Rn-222 di dalam berbagai jenis air lingkungan yang meliputi air sumur, air tanah maupun air sungai temyata sebagian besar berada dibawah batas deteksi; hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi Rn-222 yang terlarut di dalam air sangat kecil. Hal ini dapat disebabkan karena kandungan Rn-222 di udara sekitamya memang relatif kecil atau adanya beberapa faktor lingkungan yang kurang mendukung kelarutannya, misalnya suhu udara, tiupan angin dan luas permukaan dari perairannya, karena seperti kita ketahui bersama bahwa kelarutan Rn-222 di dalam air dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan tersebut. (5).
Pencacahan cuplikan dilakukan sebanyak 3 kali, namun karena sistem peralatan yang dipakai sudah terprogram secara otomatis maka yang ditampilkan adalah basil reratanya setelah dikurangi latar. Dari data Tabel 2 dapat dilihat bahwa aktivitas air minum berkisar antara 3,26 ~ 11,5 Bq/L yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan jenis air lainnya, karena air tcrsebut berasal dari lingkungan dengan kandungan batuan yang sangat berbeda yaitu berasal langsung dari pegunungan Kaliurang yang dialirkan melalui pipa, sedangkan yang lainnya berasal dari lingkungan setempat.
Tabel 2. Data Pengukuran radioaktivitas Rn-222 dalam air
Kelerangan :
x = ada pencemaran .: lidak ada pencemaran
Jika dilihat berbagai jenis industri non nuklir seperti terlihat pacta Tabel 3 dan ~ tidak terdapat di kawasan Yogyakarta dan sekitamya, maka menjadi layak jika kadar Rn-222 di kawasan tersebut sangat kecil; karena tidak acta kontribusi Jika dilihat dari proses preparasi cuplikan
yaitu dengan filtrasi clan tanpa filtrasi temyata dengan dilakukannya penyaringan maka relatif akan mengurangi kadar radionuklida yang terukur; hal ini mungkin disebabkan karena radionuklida yang mempunyai demensi fisis relatif lebih besar tidak lolos melalui filter yang digunakan.
Menurut Keputusan Kepala BAPETEN No.O2/Ka.BAPETENN-99 tentang Baku Tingkat Radioaktivitas di Lingkungan kadar tertinggi yang diijinkan untuk Rn-222 di dalam air tidak ada, tetapi untuk induknya yaitu Ra-226 di dalam air, yang
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000
Sedangkan kadar radionuklida alam yang terkandung di dalam hasil Eroses industri ~ersebut seperti terlihat pada Tabel 4( ) .
M. Yazid. dkk ISSN 0216-3128
251
radionuklida dari kegiatan industri; sumber satu- satunya hanya berasal dari kandungan pad a batuan setempat.
KESIMPULAN
.
yang sangat lama), apakah tidak ada treatment tambahan untuk mempercepat waktu
kesetimbangan ?
M. Yazid
<t- Metode ini hanya salah satu metode alternatif diantara banyak metode yang ado.
I. Kandungan radon-222 di dalam air lingkungan untuk kawasan Yogyakarta yaitu air sumur berkisar an tara tidak terdeteksi (ttd) -8,03 Bq/L, air tanah ttd -4, II I3q/L, scdangkan untuk air minum berkisar an tara 8,26 -11,5 Bq/L.
2. Batas deteksi minimum dari metode ini 1,35 Bq/L dan efisiensinya sebesar 80,21 -99,71 %.
3. Radioaktivitas radionuklida tersebut di atas ternyata masih di bawah batas tertinggi yang diperkenankan menurut Keputusan Dirjen BATAN No.293/DJ\VII\1995 tentang Baku Tingkat Radioaktivitas di Lingkungan.
DAFTAR PUSTAKA
A.Fauzy
~ Untuk satu percobaan (misalkan air sumur), bapak lakukan berapa kali ulangan ?
~ Kenapa sctiap pengambilan air lingkungan harus 2 1 ? Bisa nggak kurang dari itu ?
~ Bagaimana bapak mcmetakan air lingkungan di
Yogyakarta? ".
~ Apakah dapat terjadi kesimpulan yang lebih buruk antara air minum dengan air sungai ? M. Yazid
<i- 3 (tiga) kali ulangan
<i- 2 liter n1erupakan volume yang optimal.
<i- Sesuai dengan lokasi pemantauan lingkungan untuk kawasan Reaktor Kartini yang suduh ditetapkan.
<i- Bisa, karena di lingkungan tidak ado yang tetap.
1. YOSHIO HOMMA. et al., "Comparison of a Modified Counting Method for Tracing Method
for Detennination of Rn-222 by LSC", International Conference on Advance in Liquid Scintillation Spectroscopy (1992)
2. BUNA WAS dan PUJADI., "Industri dan Pencemaran Radionuklida di Lingkungan", Bueletin ALARA Vol2 No.2 Desember (1998) 3. SALONEN,L., "Measurement of Low Level of
Rn-222 in Water with Difference Commercial LSC and P.S Analysis", International Conference on Advance in Liquid Scintillation Spectroscopy (1992)
4. SPAULDING, J.D et al ., "Detennination of Rn- 222 in Drinking Water Using An Alpha/l3cta LSC", International Conference on Advance in Liquid Scintillation Spectroscopy (1992) 5. MUKARAMI, Y et al ., "Simultaneous
Determination Method of Rn-222 and Ra-226 by a Toluene Extraction LSC", Journal of Radioanalytical Chemistry, Vol 52 No.2, p. 275- 283 (1981)
TANYA JAWAB
Sukirno
~ Apakah cuplikan air yang diambil semua mengandung Ra-222 ? Kira-kira dari mana radon tersebut ?
~ Dan sampling dilakukan berapa kali, untuk dapat disimpulkan aimya mengandung radon?
M. Yazid
..c.. Tidak semuanya
..c.. Sampling dilakukan 3 (tiga) kali Kris Trl Basuki
~ Bagaimana fenomena Ra-222, air minum > airsumur> air tanah ? .
~ Bagaimana hubungan industri non nuklir terhadap judul and a ?
M. Yazid
..c.. Hasil pengukuran menunjukkan begitu.
..c.. Metoda ini dapat untuk menghitung dampak radiologi dari industri non nuklir".
19n. Djoko S.
~ Mengapa anda bisa memprediksi waktu kesetimbangan Ra-222 dengan medianya = 21 hari?
~ Bagaimana anda bisa yak in bahwa 21 hari tersebut merupakan waktu kesetimbangan, apa indikatomya ?
M. Yazid
..c.. Secara teoritis begitu.
Akyunul J.
» Mohon dijelaskan pada pengukuran Radon-222 yang terlarut dalam toluena dilakukan setelah terjadi kesetimbangan selama 21 hari (waktu
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000
