PENENTUAN FAKTOR TRANSFER RADIOAKTIVITAS DARI TANAH KE TUMBUHAN DI DAERAH PEMANTAUAN REAKTOR KARTINI

Transkripsi

1 Agus S., dkk. ISSN PENENTUAN FAKTOR TRANSFER RADIOAKTIVITAS DARI TANAH KE TUMBUHAN DI DAERAH PEMANTAUAN REAKTOR KARTINI Agus S., Muryono, H Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan-BATAN ABSTRAK PENENTUAN FAKTOR TRANSFER RADIOAKTIVITAS DARI TANAH KE TUMBUHAN DI DAERAH PEMANTAUAN REAKTOR KARTINI. Penentuanfaktor transfer radioaktivitas k tlllllbuhan rumput telah dilakukan di daerah pemantauan reaktor Kartini. KOn/aminasi pada permukaan tanah oleh jatuhan debu radioaktif di bumi telah puluhan tahun terjadi. Akibatnya banyak radionuk/ida yang terdeposit di dalam tanah dan masuk k rantai makanan dan jaring-jaring makanan, akhirnya akan sampai pada manllsia. Di sekitar reaktor Kartini dilakllkan pemantauan radioaktivitas Iingkungan secara rutin untuk mengetahui ada tidaknya peningkatan radioaktivitas di Iingkungan. Tanah dan rumput merupakan spesimen Iingkllngan yang dipantau dan dari data radioaktivitas yang diperoleh dapat dihitung nilaifaktor transfer dari tanah k tllmbllhal1. Faktor transfer berg/lna untllk membantu evaluasi peningkatan radioaktivitas Iingkungan. Dari 16 lokasi titik sampling dik lompokkan merijadi 4 k lompok pemantauan yaitu k lompok utara, timur, selatan dan barat dari reaktor Kartini. Pada setiap titik lokasi sampling diambil sampel tanah dan rumput. Sampel tanah dihaluskan dan diayak dengan ayakan 100 mesh. Sedangkan sampel rumput ditimbang berat segarnya sekitar /00 g, diarangkan dan diabukan. Sampel tanah dan sampel rumput dicacah dengan alat cacah LBC-GM selama 30 menil. Diperoleh data radioaktivitas tanah dan rumput yang masing-masing besarnya an/ara 0,35-0,71 Bq/g dan 2,45-6,78 Bq/g. Selain itu, diperoleh nilai faktor transfer radioaktivitas k tumbuhan rumput yang masing-masing besarnya 0,070-0,084 untuk radioaktiviras terendah dan O,093-0,09611ntuk radioaktivitas yang tertinggi. ABSTRACT TRANSFER FACTOR OF RADIOACTIVITY IN SOIL-PLANTS RELATIONSHIP IN KARTINI REACTOR MONITORING AREA. The Transfer Factor (ff) of radioactivity in soil-plants relationship in Kartini reactor monitoring area was investigated. The surface of the soil have been contaminated by radioactive fall out in tens years. Finally, there are many radiol1uclides were deposited in the soil. Radioactivity from soil radionue/ides come into the plants and entered to food chain and food net and finally reach to human. The radioactivity monitoring in the surrounding of Kartini reactor area to know the fluctuation of environment radioactivity. Soil and plants are environment specimens for radioactivity environment monitoring. Radioactive data monitoring of soil and plants sample can used for transfer factor calclliation. Transfer factor was used for evaluation of increasing and fluctuation of environment radioactivity. From 16 point location were grouped for 4 groups of monitoring radioactivity. There were, group of north area, group of east area, group of south area and group of west area. Soil and plants samples were collected from each point location. Soil samples were grinded and filtered by /00 mesh of filter fine. Plants sample were cleaned and weighed aproximately /00 g. and then were carbonized and burned in the furnace. The radioactivity of soil and plants were detected by LBC-GM as long as 30 minutes. It was found that the radioactivity of soil and plant sample was 0,35-0,71 Bq/g and 2,45-6,78 Bq/g. Meanwhile, the transfer factor value of soil-plant relationship was 0,070-0,084 for lowest radioactivity, and O,093-0,096for highest radioactivity. PENDAHULUAN Kontaminasi oleh jatuhanpaddebu a permukaan radioaktif tanah telah di bumi puluhan ini tahun terjadi. Banyak jenis radionuklida yang terdeposit di dalam tanah dan menjadi bagian dari tanah itu sendiri, sehingga bila dilakukan pemantauan radioaktivitas akan menunjukkan adanya tingkat radioaktivitas tertentu. Sebagai sumber kontaminasi utama, adalah debu radioaktif jatuhan berasal dari hasil samping dari percobaan senjata nuklir yang dilakukan oleh beberapa negara tertentu seperti Amerika, Perancis, China, Korea utara dan lain-lain. Beberapa kasus kecelakaan nuklir seperti kecelakaan nuklir di Long Island Amerika, atau kecelakaan reaktor Chemobyl di Eropa Timur, juga ikut andil dalam meningkatkan debu radioaktif jatuhan, baik secara kuantitatif maupun kualitatif. Kontaminasi lingkungan oleh debu radioaktif jatuhan dapat terjadi langsung ke dalam badan air atau tanah, atau melalui proses Prosldlng PPI PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan BATAN

2 64 ISSN AglIs S., dkk. penyerapan oleh sistem perakaran dan masuk ke dalam tubuh tumbuhan. (1,2). Di dalam tubuh tumbuhan, sumber radioaktif akan didistribusikan ke seluruh organ tumbuhan seperti akar, batang daun, bunga dan buah. Radioaktivitas yang timbul sebagai akibat dari deposit radionuklida di dalam tanah akan didistribusikan ke dalam komponen lingkungan yang lain seperti tumbuhan dan biota, melalui proses alamiah yang berlangsung dari waktu ke waktu. Akhimya radioaktivitas dari lingkungan akan sampai kepada manusia dan dapat menimbulkan resiko kesehatan bahkan sampai kematian. Jalur sumber radioaktif ke manusia melalui tumbuhan dan hewan disajikan pad a gambar I. (3) Radionuklida sampellingkungan seperti air, tanah dan rumput, Hal ini bertujuan untuk mendeteksi ada tidaknya peningkatan radioaktivitas lingkungan. dari waktu ke waktu (5). Adanya tingkat radioaktivitas tertentu dalam setiap komponen lingkungan, memberikan bukti bahwa telah terjadi transfer radioaktivitas dari masing-masing komponen lingkungan. Perbedaan sifat fisis, khemis dan karakter biologis dari beberapa jenis komponen lingkungan akan memberikan pengaruh terhadap transfer radioaktivitas yang terjadi. Faktor transfer radioaktivitas adalah angka yang menunjukkan perbandingan an tara tingkat radioaktivitas tertentu di dalam tumbuhan dengan tingkat radioaktivitas yang ada di dalam tanah. Nilai faktor transfer akan memberikan informasi adanya transfer radioaktivitas ke dalam tubuh tumbuhan melalui proses absorbsi di dalam sistim perakaran tumbuhan. Selain itujuga sebagai bahan evaluasi resiko manusia terhadap radioaktivitas lingkungan yang masuk ke dalam tubuh lewat bahan makanan nabati(6.7). Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk mendapatkan nilai faktor transfer radioaktivitas dari sampel tanah ke tumbuhan di lingkungan reaktor Kartini. Gambar I. Jalur lintasan sumber radioaktif melalui tanah Proses transfer radioaktivitas dari sumber kontaminan ke seluruh komponen lingkungan memerlukan proses khusus yang bersifat alamiah dan berbeda untuk masing-masing jenis komponen lingkungan. Transfer radioaktivitas ke tumbuhan merupakan jenis transfer yang dekat dengan kepentingan manusia sehingga perlu dipelajari, sebab di dalam rantai makanan dan jaring-jaring makanan manusia menggunakan tumbuhan sebagai makanan dan dapat memberikan risiko terhadap kesehatan (4). Reaktor Kartini dengan daya 100 kwh mempunyai emisi radionuklida dalam jumlah tertentu dan relatif kecil, sehingga diduga sebagian besar kontaminasi radioaktif berasal dari debu jatuhan radioaktif, atau dari radionuklida alam. Sumber radioaktif alam antara lain sinar kosmis dan radionuklida primordial yang terdiri dari K-40, Rb-87, deret U-238 ( U-238, U-234, Th-230, Ra 226, Rn-222, Pb-21 0, Po-210, Po-214), deret Th 232 (TH-232, Ra-228, Ra-224, Rn-220, TI-208).(I) Di sekitar reaktor Kartini seeara rutin dilakukan pemantauan radioaktivitas lingkungan, dengan mengukur radioaktivitas yang ada dalam BAHAN DAN TATAKER.JA Pengumpulan cuplikan Lokasi sampling mengaeu pad a peta lokasi baku yang dibuat oleh Bidang K2 dengan beberapa masukan dari BAPETEN. Sam pel tanah dan tumbuhan dikumpulkan dari 16 titik lokasi pemantauan di sekitar reaktor Kartini. Sampel tanah diambil pad a kedalaman 0-30 em sebanyak 0,5 kg. Pada lokasi yang sarna diambil beberapa tumbuhan rumput, masing-masing sebanyak 0,5 kg. Sampel yang diperoleh dibawa ke laboratorium Penelitian ini dilakukan pada musim kemarau tahun 2003 yaitu antara bulan Mei sampai Oktober. Prcparasi cuplikan dan pcncacahan Cuplikan tumbuhan dieuei bcrsih, ditiriskan. dipotomg-potomg keeil dan ditimbang berat segarnya dengan menggunakan timbangan analitik. Kemudian sam pel dibuat arang pad a hot plate. Setelah menjadi arang, sam pel kemudian diabukan di dalam furnace dengan suhu pengabuan 450 C selama 5 jam, sampai terbentuk abu yang berwarna keputihan. Sampel tanah dibersihkan dari sisa-sisa akar, batu dan kerikil. Kemudian dihaluskan dan diayak dengan ayakan 100 mesh. Abu tumbuhan dan sampel tanah masing-masing ditimbang I g, Prosiding PPI - PDIPTN 2005 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

3 Agus S., dkk. ISSN dimasukkan ke dalam cawan plancet dan dicacah dengan alat Low Background Counter -Geiger Muller selama 30 menit dengan dilakukan ulangan sebanyak 3 kali. Perhitungan a. Total radioaktivitas gross beta dalam sampel tanah atau tumbuhan dapat dihitung dengan rumus: (4) C.1 00 RT=--mBq/ E.W dimana : RT = Radioaktivitas Total C = Jumlah cacah per menit g E = Efisiensi dari detektor (%) W = berat sampel. b. Penentuan nilai faktor transfer Nilai faktor transfer dihitung menurut formula TSUKADA dkk. (7) sebagai berikut : FT = Radioaktivitas. grossp. da/am. tumbuhan. (Bq I g. berat. segar) Radioaktivitas. grossp. da/am 12.n ah. (Bq I g. berat ker ing) HASIL DAN PEMBAHASAN Lokasi pengambilan cuplikan sebanyak 16 titik di daerah pemantauan sekitar reaktor Kartini disajikan pada Gambar 2. Kecamatan Mlati Kecamatan Ngagl~k iu Ke Magelang ~ Rei Ker ecamatan Berbah Ke Wonosari Skala 1: Gambar 2. Lokasi pengambilan sam pel pad a 16 titik lokasi di sebelah utara, timur, selatan dan barat daerah pemantauan sekitar reaktor Kartini. * = Titik lokasi sampling. Hasil pemantauan radioaktivitas gross beta pada 16 titik lokasi dikelompokkan menjadi 4 bagian yaitu kelompok utara dengan 4 titik lokasi, kelompok timur dengan 4 titik lokasi, kelompok selatan dengan 4 titik lokasi dan kelompok barat dengan 4 titik lokasi. Data faktor transfer radioaktivitas ke rumput pada kelompok utara reaktor Kartini disajikan pada Tabel 1. Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 10 Jull 2006 BATAN

4 66 ISSN Agus S., dkk. Dar; Tabel I dapat dilihat bahwa di lokasi kelompok sebelah utara daerah pemantauan reaktor Kartini rerata radioaktivitas tanah yang terendah adalah 0,44 Bq/g. Sedangkan rerata radioaktivitas tanah yang tertinggi adalah 0,69 Bq/g. Rerata radioaktivitas rumput yang terendah adalah 3,21 Bq/g. dan rerata radioaktivitas rumput yang tertinggi adalah 6,43 Bq/g. Dari data tersebut diperoleh nitai faktor transfer radioaktivitas dari tanah ke tumbuhan rumput yang besamya 0,07 untuk radioaktivitas terendah dan 0,09 untuk radioaktivitas tertinggi. Tabel 1. Data faktor transfer radioaktivitas ke rum put pad a lokasi kelompok utara reaktor Kartini pada musim kemarau 2003 Radioaktivitas... Agust.Okt. ;.:Jun;.Jun 0,44 0,73 0,64 6,88 3,33 2,61 0,50 0,39 0,41 0,520,44 0,71 0,09 0,08 0,110,09 6,17 6,96 5,59 7,146,43 0,07 0,050,07 3,78 0,650,69 2,73,21,Agust. 2,97 Sept.' Jut. Jul.'... Rerata "...,Mei 3,85 0,40 0,70 0,08 5,82 0,09 Mei' Dataradioaktivitas radioaktivitastanah tanah dan rumputpada Radioaktivitas bulan Rerata Tabel 2. Data faktor transfer radioaktivitas ke rumput pad a lokasi kelompok timur reaktor Kartini pada musim kemarau 2003 Radioaktivitas Agust. Jun. 0,08 4,35 0,11 6,43 0,43 0,40 0,490,43 0,09 0,060,08 0,77 0,71 0,62 0,730,71 3,77 3,94 3,43 2,883,57 0,12 0,10 0,070,09 5,62 8,66 5,256,69 Jut. Jul. Okt. Sept. Rerata 3,07 0,44 0,79 0,07 Mei 0,09 7,5 ',. Dataradioaktivitastanah tanah dan rum Radioaktivitas put pada bulan Data faktor transfer radioaktivitas ke rumput pad a kelompok timur reaktor Kartini disajikan pada Tabel 2. Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa di lokasi kelompok sebelah timur daerah pemantauan reaktor Kartini rerata radioaktivitas tanah yang terendah adalah 0,43 Bq/g. Sedangkan rerata radioaktivitas tanah yang tertinggi adalah 0,71 Bq/g. Rerata radioaktivitas rumput yang terendah adalah 3,57 Bq/g. dan rerata radioaktivitas rumput yang tertinggi adalah 6,69 Bq/g. Dari data tersebut diperoleh nitai faktor transfer radioaktivitas ke tumbuhan rumput yang besamya 0,08 untuk radioaktivitas terendah dan 0,09 untuk radioaktivitas tertinggi. Data faktor transfer radioaktivitas ke rum put pad a kelompok selatan reaktor Kartini disajikan pad a Tabel 3. Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa di lokasi kelompok sebelah selatan daerah pemantauan reaktor Kartini rerata radioaktivitas tanah yang terendah adalah 0,35 Bq/g. Sedangkan rerata radioaktivitas tanah yang tertinggi adalah 0,71 Bq/g. Rerata radioaktivitas rumput yang terendah adalah 2,45 Bq/g. dan rerata radioaktivitas rumput yang tertinggi adalah 6,68 Bq/g. Dari data tersebut diperoleh nitai faktor transfer radioaktivitas ke tumbuhan rum put yang besamya 0,07 untuk radioaktivitas terendah dan 0,09 untuk radioaktivitas tertinggi. Data faktor transfer radioaktivitas ke rum put pada kelompok barat reaktor Kartini disajikan pada Tabel 4. Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa di lokasi kelompok sebelah barat daerah pemantauan reaktor Kartini rerata radioaktivitas tanah yang terendah adalah 0,44 Bq/g. Sedangkan rerata radioaktivitas tanah yang tertinggi adalah 0,72 Bq/g. Rerata radioaktivitas rumput yang terendah adalah 3,15 Bq/g. dan rerata radioaktivitas rumput yang tertinggi adalah 6,78 Bq/g. Dari data tersebut diperoleh nilai faktor transfer radioaktivitas ke tumbuhan rumput yang besamya 0,07 untuk radioaktivitas terendah dan 0,09 untuk radioaktivitas tertinggi. Prosiding PPI - PDIPTN 2005 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

5 Agus S., dkk. ISSN Tabel3. Data faktor transfer radioaktivitas ke rum put pada lokasi kelompok selatan reaktor Kartini pada musim kemarau 2003 Radioaktivitas Agust. 0,0768 0,0291 3,27 4,65 Jun. 0,74 6,67 0,1021 0,37 0,35 2,46 0,69 7,79 0,73 Jut Jul. 1,08 1,40 0,70 7,32 6,59 0,09 0,32 0,40 0,0585 2,34 Okt. Sept. 0,04 Rerata 0,71 6,68 0,09 2,45 0,35 0,07 0,115 4,14 0,72 7,05 0,09 0,36 Mei Data Data radioaktivitas tanah danradioaktivitas rumput pada bulan bulan Tabel 4. Data faktor transfer radioaktivitas ke rumput pada lokasi kelompok barat reaktor Kartini pada musim kemarau 2003 Radioaktivitas Agust. Jun. 3,27 0,09 0,08 0,11 0,10,09 7,20 5,65 7,41 6,56,78 0,76 0,67 2,99 4,50 3,473,15 0,06 0,47 0,41 0,40 5,67 0,74 0,680,72 0,04 0,070,07 0,45 0,480,44 Jul. Okt. 1,68 Sept. Rerata 3,01 0,11 8,20 0,73 0,42 Mei 0,07 Data radioaktivitas tanah dan rumput Radioaktivitas pada a bulan Tabel 5. Data nilai faktor transfer radioaktivitas ke tanaman ketela pohon di Semenanjung Muria. Sam pel dan Ujungwatu nilai 3,07 0,36 Lemahabang 2,93 0,32 IGrenggengan 0,08 2,12 0,27 0,10 3,90 0,40 0,09 3,22 0,35 Rerata Kalisat Radioaktivitas 4,09 0,10 0,41 pada beberapa lokasi di Semenanjung Radioaktivitas Muria (Bq/g) Blauran Data hasil penentuan nilai faktor transfer radioaktivitas ke tanaman ketela pohon di beberapa dusun di Semenjanjung Muria disajikan pada Tabel 5. (8) Data nilai faktor transfer radioaktivitas dari tanah ke tanaman ketela pohon di Semenanjung Muria bervariasi antara 0,08-0,10. Dibandingkan dengan data faktor transfer radioaktivitas ke tumbuhan rumput yang diperoleh penulis sebesar 0,070-0,096, data tersebut tidak jauh berbeda. Hal ini memberikan informasi bahwa di daerah pemantauan reaktor Kartini tidak menunjukkan data radioaktivitas yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan daerah Semenanjung Muria yang notabene lokasinya jauh dari instalasi nuklir. Selain itu, tingkat radioaktivitas yang ada pad a sampel tanah dan tumbuhan hampir seluruhnya berasal dari debu radioaktif jatuhan. Nilai faktor transfer radioaktivitas ke tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor Iingkungan seperti ph tanah, jenis tanah, lokasi tanah, dan musim. Selain itu, faktor genetis dari masing-masing jenis tumbuhan juga ikut berpengaruh. Misalnya karakter dari sistem perakaran yang mampu merespon radioaktivitas Iingkungan, baik yang berasal dari debu radioaktif jatuhan maupun yang berasal dari radioaktivitas alam. Proses faktor transfer akan didahului oleh proses penyerapan radioaktivitas di dalam sistem perakaran tumbuhan.(9) Prosiding PPI PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan BATAN

6 68 ISSN AgU.f S., dkk. Proses penyerapan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman dapat melalui proses di dalam tanah atau melalui proses di permukaan daun. Sudah barang tentu keduanya akan memberikan nilai faktor transfer yang berbeda. Transfer radioaktivitas ke berbagai jenis tumbuhan telah dipelajari oleh beberapa peneliti terdahulu (4,6,7,9). Nilai faktor transfer radioaktivitas ke tanaman padi, terutama ke buah padi telah diteliti dan diperoleh nilai faktor transfer yang besarnya bervariasi antara 0,0092-0,0113 (10). KESIMPULAN I. Data radioaktivitas sampel tanah dan rumput untuk kelompok utara, timur, selatan dan barat masing-masing adalah 0,44-0,69 Bq/g, "0,43 0,71 Bq/g, 0,35-0,71 Bq/g, dan 0,43-0,62 Bq/g untuk sam pel tanah dan 3,21-6,43 Bq/g, 3,57 6,69 Bq/g, 2,45-6,68 Bq/g, dan 3,15-6,78 Bq/g untuk sampel trumput. 2. Nilai faktor transfer radioaktivitas ke tumbuhan rum put untuk kelompok utara, timur, selatan dan barat masing-masing adalah 0,074 0,092, 0,084-0,095, 0,070-0,094, dan 0,071 0, Rerata nilai faktor transfer radioaktivitas dari tanah ke tumbuhan rum put di daerah pemantauan reaktor Kartini pada musim kemarau 2003 masing-masing adalah 0,070-0,084 untuk radioaktivitas terendah dan 0,093-0,096 untuk radioaktivitas tertinggi. UCAP AN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Sdr. Wijiyono SP, Sutrisno, Artiningsih dan Sri Wahyuningsih yang telah membantu dalam pengumpulan dan preparasi cuplikan. DAFT AR PUST AKA I. ARKROG, A.] 979. Environmental studies on radioecological sensitivity and variability with special emphasis on the fallout nuclides 90Sr, 137Cs. Thesis Ris~-R-437. Roskilde. Denmark Ris<j>National Laboratory. 2. IAEA, 1982, Generic Models And Parameters For Assessing The "Environmental Transfer Of Radionuclides From Routine Release Procedures and data. Safety Series No.57. IAEA, Vienna. 3. THA YIB. MOCH. H., Radionuklida Pencemaran dan Ekologinya, Erlangga Jkt KOPP, P. OSTLING, 0., BURKART, W "Transfer of Radionuclides to Food Plants: Root Versus Foliar Uptake"; Methods for Assesing the Reability of Transfer Model Predictions. Proc. Work Athens. 5. SURATMAN Pengukuran radioaktivitas beta. Prosiding Seminar PPI PPNY BATAN Yogyakarta HORAK, 0., K. MUCK, M.H. GERZABEK Cs-137 Soil to Plant Transfer Factors Derived from Pot Experiments and Field Studies.lAEA, Vienna p TSUKADA, H., T.WATABE Dependence of soil to plant transfer factors of elements on their concentrations in soil. Nuclear Cross-over Research. International Workshop Proceedings, Improvement of Environmental Transfer Models and Parameters. International Workshop held February 5-6, 1996, Tokyo Japan. p, MURYONO, H., SUSANNA, T.S Penentuan Nilai TF Undur Logam Berat dan Radioaktivitas Gross Beta dari Tanah ke Tanaman Ketela Pohon di Semenanjung Muria. Prosiding Seminar Nasional Jasakiai. Yogyakarta, Maret 200 I. 9. ANDERSEN, AJ Investigation on the Plant Uptake of Fission Product from Contaminated Soil. I. Influence of Plant Species and Soil Types on the Uptake of Radioaktive Sr and Cs. Riso. Rep. No.170. Agricultural Research Department, Danish Atomic Energy Commission, Riso(I987) 10. KOMAMURA,M., A.TSUMURA, K. KODA IRA, K.YUITA, S.YAMASAKI Transfer factors of radionuclides from paddy soils to polished rice. Nuclear Cross-over Research. International Workshop Proceedings. Improvement of Environmental Transfer Models and Parameters. International Workshop held February 5-6, 1996, Tokyo Japan. Prosiding PPI - PDIPTN 2005 Pustek Akselerator dan Proses Bahan BATAN