PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Penelitian Dan Pengembangan Teknologi Maju Vogyakarta, 28 Agustus 2008

Transkripsi

1 PRO SIDING SEMINAR Vogyakarta, 28 Agustus 2008 PENENTUAN RADIONUKLIDA DALAM CUPLIKAN BIOTA PADA PERAIRAN KOTASURABAYA Sutanto, Rosidi, Iswantoro. Suhardi Pusat Tekn%gi Akse/erator dan Proses Bahan - BATAN ABSTRAK PENENTUAN RADIONUKLIDA DALAM CUPLIKAN BIOTA PADA PERAIRAN KOTA SURABA YA Telah dilakukan identifikasi radionuklida yang terkandung dalam cuplikan Iingkungan: biota yang berasal dari sungai dan daerah pesisir pantai menggunakan spektrometer-y dengan semikonduktor Germanium Lithium (Ge(Li)). Cuplikan biota terdiri dari enceng gondok, tanaman bakau, ikan belanak dan ikan gelama. Semua cuplikan /ingkungan diambil dari beberapa lokasi di sungai dan pesisir pantai Surabaya. Cuplikan biota dijadikan bentuk serbuk yang lolos 100 mesh. Kemudian dilakukan pencacahan dengan spektrometer-y semikonduktor Ge(Li) selama detik (2 jam). Analisis kualitatif menunjukkan terdapat enam radionuklida yang terkandung dalam semua cuplikan 214pb;226Ra;20BTI;214Bi;228Ac; 40K. Analisis kuantitatif radionuklida dilakukan secara komparatif, sebagai standar menggunakan Standard Reference Material (SRM) IAEA Radionuc/ides In Marine Sediment sebagai pembanding aktivitas radionuklida yang tercantum pada sertifikat. ABSTRACT DETERMINATION OF RADIONUCLIDES IN BIOTA IN TERITORIAL WATER SURABA YA CITY. Research was conducted to identify of radionuclide in the sediment, biota and water sample using y-spectrometer with Germanium Lithium (Ge(Li)) semiconductor. The biota samples consist of enceng gondok, mangrove crop, fish of belanak and fish of gelama. All has been taken away from some location of coastal area and river from tenitorial water in Surabaya City. Sample of biota made to powder which get away 100 mesh. And then they were counted with spectrometer-y Ge(Li) semiconductor during second (2 hour). Analysis qualitative identify 6 (six) radionuclide which contain in all of environmental samples are 214pb;226Ra;20BTI;214Bi; 228Ac; 40K. Quantitative analysis of radionuclide using comparative method, and standards used Standard Reference Material (SRM) IAEA Radionuclides In Marine Sediment as comparator of radionuclide concentration in certificate. PENDAHULUAN Surabaya sebagai salah satu kota yang merupakan kawasan GERBANG KERTASUSILA (Gresik, Bangkalan, Mojokerto, Surabaya, Sidoarjo, dan Lamongan) yang mengalami pertumbuhan industri yang sangat pesat dengan sebagian besar industri tersebut berada pada sekitar Daerah Aliran Sungai (DAS). Be~dasarkan data yang diperoleh dari PERUM Jasa Tirta I, diketahui bahwa penyebaran industri di sepanjang Sungai Brantas merupakan sungai utama yang digunakan penduduk Surabaya sangatlah padat, diantaranya industri tersebut berada di bagian hulu Kota Mojokerto (21 %), di kiri kanan Sungai Surabaya (41 %), dan di sepanjang Sungai Mas, Wonokromo, dan Porong sebanyak (38 %). Industri tersebut terdiri dari industri kertas, gula, minuman, tekstil, pemroses-an makanan termasuk pengalengan, agro industri, karet, minyak goreng, sabun, baja dan beraneka ragam industri kimia. Dari 56 industri besar diantaranya membuang limbahnya ke Sungai Brantas dan mengalir ke Kota Surabaya sampai ahimya bermuara ke Selat Madura. Hal ini perlu mendapat perhatian lebih dikarenakan banyak industri yang bel urn serius dalarn rnengolah lirnbah yang dihasilkan apalagi industri yang tergolong keeil, rnereka urnurnnya terkendala dengan biaya 316 ISSN Sutanto, dkk

2 .~ (6~r PRO SIDING SEMINAR yang begitu besar sehingga memerlukan perhatian lebih dari pemerintah. Berdasarkan hal tersebut perlu adanya kontrol dan pengawasan yang ketat terhadap kelestarian lingkungan perairan di kawasan Surabaya, salah satu pengkajian yang menjadi penting untuk dilakukan adalah dan aspek radioekologisnya, karena bukan tidak mungkin perusahaan terse but menggunakan teknologi ataupun bahan yang berhubungan dengan bahan radioaktif sebagai komponen untuk mengembangkan usahanya. Jika ini terjadi maka kemungkinan besar limbah yang dibuang mengandung kadar radionuklida yang aktivitasnya tinggi dan dapat meningkatkan kadar radionuklida alamiah yang ada. Secara alamiah, radionuklida alam terdapat di sungai maupun di laut dengan konsentrasi yang rendah dari beberapa jenis radionuklida alamiah tersebut ada yang bersifat reaktif memancarkan radiasi, salah satu contohllya adalah radiasi-y. Radiasi-y merupakan salah satu radiasi yang sangat ditakuti mengingat daya tembusnya yang besar dan dapat mengakibatkan efek biologis yang mematikan. Keberadaan unsur-unsur alamiah terutama ~'ang memancarkan radiasi-y tersebut bersifat non esensial dan dibutuhkan pada proses metabolisme kecil(1). miski dalam jumlah yang sangat Jika terjadi peningkatan akibat adanya penambahan misalnya dari limbah industri akan mengakibatkan radionuklida menyebar dalam lingkungan perairan, dan dalam penyebarannya lebih lanjut akan masuk ke dalam rantai makanan dan sampai kepada manusia. Mengingat sebagian besar penduduk yang bermukim di kawasan sekitar bantaran sungai tersebut memanfaatkan air dan biota (ikan) yang ada maka resiko masuknya radionuklida tersebut ke dalam tubuh menjadi meningkat(1 2). Salah satu cara yang digunakan dalam usaha pemantauan lingkungan atau mendiskripsikan kualitas lingkungan perairan dari aspek radioekologi adalah dengan mangadakan pengukuran dan analisis paparan radioaktivitas lingkungan. Pengukuran ini akan memberikan informasi tentang radionuklida pemancar-y yang terdeteksi dalam cuplikan dan besarnya aktivitas dari masing-masing radionuklida tersebut. Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :Mengetahui Radionuklida alam yang dapat terdeteksi dalam cuplikan biota, hasil sampling di lingkungan perairan Surabaya. Mengetahui besarnya aktivitas tiap-tiap radionuklida alam yang terdeteksi dari cuplikan biota hasil sampling di lingkungan perairan Surabaya. Membandingkan besarnya aktivitas radionukida yang terdeteksi dengan baku mutu yang ada. TAT A KERJA Alat Sarung tangan, Perahu motor,pisau cutter, Nampan, Sepatu bot, Ice box, GPS, ph meter, Kamera digital, Alat Preparasi Cuplikan. Alat tumbuk, Ayakan Karl Kalb 100 smesh, Grinder agath Blender, Timbangan digital Ohauss GT- 410 Germany, Container polyethilen. : Alat Pencacahan Spektrometer gamma dengan detektor Ge(Li). Alat ini memiliki spesifjkasi sebagai berikut: Stabilizer Philips 400V A, Oetektor Ge(Li) Ortec, Power supply Ortec model 4001-A, Spectroscopy amplifier Canberra model 2020, HV power supply Canberra model 3105, Multy channel analyzer: Maestro 92 X spectrum Master, Ortec. Bahan Cuplikan yang diteliti adalah enceng gondok, ikan Belanak, ikan Gelomo yang diambil dari 12 lokasi penelitian yang sudah ditetapkan di perairan Surabaya. Aquades, Es.N2 cairo Sumber standar multi gamma (Eu-152), untuk kalibrasi tenaga dan kalibrasi effisiensi. Cara Kerja I. Pengambilan Cuplikan Proses sampling atau Pengambilan cuplikan biota dilakukan pada 29 maret 2005 sampai dengan 1 April 2005 di 12 lokasi perairan Surabaya yaitu : (I) Kali Surabaya, Sungai Brantas (Lokasi Karang Pilang LKP), (2) Kali Surabaya, Wonokromo (Gunungsari, KWG), (3) Kali Worokrembangan, Kel. Oarmo (Oarmokali, WOO), (4) Kali Wonokromo, Kel. Ngagel (Jagir Wonokromo, NJW), (5) Muara Kali Worokrembangan, Kel. Wonorejo MWW, (6) Pesisir Muara Wonokromo PMW, (7) Muara Kalisari MK, (8) Pesisir Muara Kenjeran (Sukolilo) PMKS, (9) Pesisir Kedung Cowek, Suromadu (Kedinding) PKCK, (10) Muara Kali Kedinding MKK, (II) Muara Kali Morokrembangan, Kalianak MMK, (II) Pesisir Muara Kali Morokrembangan PMM, (12) Semenanjung Pelabuhan Tanjung Perak (Ka dapellv) SPTP. 2. Cara Pengambilan Cuplikan Cuplikan biota diambil berdasarkan titik tempat cuplikan air diambil. Jenis cuplikan biota yang diambil adalah eceng gondok, ikan Belanak dan ikan Glomo dengan berat pengambilan beragam. Cuplikan biota yang telah diperoleh dimasukkan dalam kantong plastik dan disimpan dalam lemari pendingin untuk menghindari kebusukan. Sutanto, dkk. ISSN

3 PROSIDING SEMINAR Cuplikan biota yang telah dimasukkan ke dalam wadah tersebut diberi label yang menerangkan nama lokasi, tanggal dan waktu pengambilan, nomor kode. 3. Preparasi Cuplikan Preparasi cuplikan dilakukan agar cuplikan memenuhi standar dan siap untuk dicacah. Preparasi harus dilakukan dengan teliti dan berhati-hati agar cuplikan tidak terkontaminasi dengan bahan atau peralatan lain selama proses preparasi sebelum dicacah. 4. Preparasi Cuplikan Biota Semua cuplikan yang telah diambil dari ke-12 lokasi dibersihkan dari kotoran yang ada, pada ikan yang dipreparasi adalah dagingnya saja sedangkan tulang, kepala dan kulit ikan dibuang. Karena diasumsikan bahwa hanya daging yang dikonsumsi sehingga perlu diketahui kadar radioaktivitasnya. Cuplikan yang telah bersih tersebut dimasukkan dalam lumpang Stainless Steel dan dituangi nitrogen cair bersuhu sangat rendah, tujuannya adalah agar biota menjadi keras sehingga mudah dihaluskan. Proses penghalusan ini untuk eceng gondok dilakukan dengan cara digerus menggunakan penggerus porselen Grinder Agath sampai menjadi halus dan lolos saringan 100 mesh. Sedangkan untuk menghaluskan daging ikan digunakan blender karena serat ikan sulit untuk digerus. Setelah menjadi serb uk (Jolos saringan 100 mesh) lalu dimasukkan dalam kantong plastik klip. Untuk analisa masing-masing cuplikan biota tersebut ditimbang dan dimasukkan ke dalam container polyethilen yang telah disiapkan, dan sebelumnya sudah diberi label kode dan tanggal sampel (karena berat jenisnya yang kecil maka meskipun wadah sudah penuh tapi berat masingmasing sampel tidak sarna, berat untuk sampel enceng gondok sekitar 40 gram, dan sampel ikan hanya 10 gram karena terbatasnya sampel yang tersedia). 5. Metode Analisis Pengukuran cuplikan harus dilakukan pada kondisi kerja yang sama dengan pada waktu kalibrasi dilakukan. Sebaiknya waktu pencacahan diatur sedemikian hingga didapatkan harga luas puncak yang cukup besar agar analisa dapat dilakukan dengan cukup seksama. Analisa cuplikan dilakukan secara bertahap, yaitu: a. Analisa Kualitatif Analisa kualitatif menjawab pertanyaan radionuklida apa saja yang terkandung dalam cuplikan. Puncak-puncak spektrum-y cuplikan dicatat nomor salurnya dengan menggunakan bantuan petunjuk pada penganalisa salur ganda (cursor atau marker). Kemudian data nomor salur tersebut dimasukkan dalam persamaan garis kalibrasi tenaga, setelah tenaga puncak-puncak spektrum-y ter-sebut didapatkan maka dengan bantuan tabel bisa dicari radionuklida apa saja yang ada dalam cuplikan. Pendugaan kualitatif harus didukung oleh beberapa hal antara lain: Jika radionuklida mempunyai be-berapa puncak maka puncak-puncak tersebut sebagian besar dapat di-tentukan dalam spektrum cuplikan(3). Puncak dengan intensitas mutlak (Y(E)) yang lebih besar akan terlihat lebih jelas. Bisa terjadi puncak-puncak dengan intensitas kecil tak teramati dalam spektrum cuplikan. Untuk cuplikan hasil aktivasi neutron perlu juga dipertimbangkan waktu paro, kelimpahan isotopik dan tam pang serap-an neutron radionuklida-radionuklida yang diduga. Hasil kalibrasi tentu saja tidak dapat 100% tepat sehingga dalam men-cocokkan dengan daftar tenaga dari tabel, dapat diambil radionuklida-radionuklida yang mempunyai simpang-an tenaga ±l key dari data pengukuran. b. Analisa Kuantitatif Analisa kuantitatif akan menjawab pertanyaan berapa banyak radionuklida tertentu berada dalam cuplikan. Jika suatu radionuklida mempunyai banyak puncak maka puncak yang dipilih untuk analisa kuantitatif biasanya mengikuti pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : Dipilih puncak dengan tenaga yang paling besar. Hal ini mengingat makin besar tenaga yang dipilih, makin kecil sumbangan latar compton dari radionuklida-radionuklida lain yang mempunyai tenaga lebih besar. lntensitas puncak yang cukup besar. Tidak ada penimbrungan puncak-puncak lain yang tidak dapat dipisah-kan dengan baik dari puncak yang dipilih. Setelah puncak yang akan dipakai dipilih, maka dapat dicari harga intensitas mutiaknya, (Y(E)) dengan bantuan tabel. Tujuan akhir perhitungan analisa kuantitatif adalah menghitung harga dps melalui persamaan(4.5) (1) 318 ISSN Sutanto, dkk

4 PRO SIDING SEMINAR Cps (E) merupakan laju pencacahan dapat dilihat pada Gambar I, Tabel I pada cuplikan yang didapatkan dari persamaan lampiran, yang merupakan perbandingan histogram cps (Count Per Second) : konsentrasi radioaktivitas jenis untuk radionuklida Cacah cuplikan- BG Pb-212, Pb-214, 1'1-208, Bi-2I4 dan Ac-228, di cps=--~--- (2) t dalam enceng gondok. Untuk cuplikan biota belum ada baku mutu yang dapat dijadikan pedoman atau dengan : pembanding sehingga tidak dapat diketahui apakah t = waktu cacah (detik) = 7200 detik nilai yang telah didapatkan berada di bawah atau BG = cacah back ground sudah melebihi ambang. Kemudian dari hasil perhitungan dps terse but kita dapat mengetahui besarnya aktivitas Tabel 1. Kandungan radionuklida dan radioaktivitas jenis dari radionuklida yang terkandung dalam jenis dalam sampel enceng gondok cuplikan dengan menggunakan persamaan : perairan Surabaya Aktivitas Jenis Radionuklida (Bqlkg) 79,82 87,08 29, , , , , , ,20 Ac 13,46 16,52 14,42 46,80 13,24 39,91 10,37 18,25 85,63 16,45 Bi214 13,26 13,21 Pb TI208 11,31 tth 9,71 8,98 6,99 9,37 7,09 K ,75 32,85 48,78 58,07 58,57 50, AktivitasJenis(Bq/kg)= Dps ±ralat (3) Lokasi 1. 5.MWW 2.KWG 4.NJW LKP MK MKK w Pb 214 HASIL DAN PEMBAHASAN Pengidentifikasian Radionuklida Tenaga yang merupakan karakteristik dari masing-masing radionuklida termasuk radionuklida pemancar-y dapat terdeteksi atau terlihat di layar dalam peralatan spektrometer-y, namun karena setiap radionuklida tersebut memiliki isotop dengan tenaga berbeda maka dalam pendeteksiannya hanya berpegang pada nilai tenaga yang terdeteksi dan terlihat di layar tersebut. Oalam layar spektrometer gamma dari grafik hubungan antara nomor salur (x) dengan tenaga (y) dapat diketahui isotop atau tenaga yang terkandung dalam cuplikan, karena jika dalam layar terlihat suatu puncak yang tinggi dari tenaga tertentu maka kandungan isotop yang memiliki tenaga itu dalam cuplikan juga tinggi. Oari hasil cacahan diperoleh tenaga sebagai berikut: Hasil perhitungan aktivitas jenis radionuklida alam pemancar-y pada cuplikan biota jenis enceng gondok pada lokasi (1) Sungai Brantas (Lokasi Karang Pilang, LKP), (2) Kali Surabaya, Wonokromo (Gunungsari, KWG), (4) Kali Wonokromo, Kel. Ngagel (Jagir Wonokromo, NJW), (5) Muara Kali Worokrembangan, KeI. Wonorejo (MWW), (7) Muara Kalisari (MK), (10) Muara Kali Kedinding (MKK), dapat dilihat pada Tabel I pada lampiran dan Gambar 1 dan 2. Pada tabel tersebut terlihat radionuklida yang teridentifikasi mempunyai konsentrasi radioaktivitas jenis yang berbeda-beda dan untuk radionuklidajenis Bi-214 pada daerah LKP, MWW dan MK radioaktivitas jenis yang terhitung dibawah batas deteksi alatnya atau dibawah latar belakan cuplikan. Dari keseluruhan perhitungan K-40 memiliki nilai yang tinggi karena K-40 merupakan salah satu radionuklida primordial dan dapat masuk ke organisme melalui rantai makanan sebagai radionuklida esensial. Untuk lebih jelas dan sederhana hasil analisis hasil radioaktivitas jenis 100,1 0 Pb-212 il 8i Pb-214 II Ac-228 8T1208 I LKP KV\G ~!linn MK MKK Lokasi u;p!(v~g NJW IINW 1.1V 1.1,,-,- lok III Sampling Gambar 1. Perbandingan histogram radioaktivitas jenis dalam sampel enceng gondok perairan Surabaya untuk radionuklida jenis Pb-2I2, Pb-214, 1'1-208, Bi-2I4 dan Ac-228 SampIIng Gambar 2. Perbandingan histogram radioaktivitas jenis dalam sampel enceng gondok perairan Surabaya untuk radionuklida jenis K-40 Dari kelima radionuklida yaitu Pb-212, Pb 214, 1'1-208, Bi-214 dan Ac-228 dalam enceng gondok terlihat sangat jelas perbandingan histogram pada Gambar ], Radionuklida Ac-228 mempunyai konsentrasi radioaktivitas jenis paling tinggi, terutama pada daerah Muara Kalisari (MK). Bila Sutanto, dkk. ISSN

5 PRO SIDING SEMINAR dilihat secara keseluruhan yang terkandung dalam enceng gondok maka radionuklida K-40 yang mempunyai radioaktivitas jenis yang terbesar ini dapat dilihat pada Gambar 2 dan atau Tabel I yaitu sebesar J 6.PMW SPTP 555,20 PMKS Bq/kg pada daerah (5) Muara Kali Worokrembangan, Kel. Wonorejo (MWW). Radionuklida yang terdapat pada Kali Wonokromo, Kel. Ngagel (Jagir Wonokromo, NJW) merupakan konsentrasi terkecil walaupun tidak mencolok dibandingkan dengan lokasi lainnya. Radionuklida K-40 yang terdapat dalam enceng gondok maupun dalan ikan belum ada batas baku mutunya. Walaupun belum ada batas baku mutu yang terdapat diperkirakan radinuklida yang terdapat pada biota baik itu ikan maupun ikan diperkirakan radioaktivitas latar. Hasil perhitungan aktivitas Jems radionuklida alam pemancar-y dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4 dan Tabel 2 pada lampiran, untuk cuplikan biota jenis jenis ikan Glomo pada lokasi (6) Pesisir Muara Wonokromo PMW, jenis ikan Blanak dan Glomo pada lokasi (8) Pesisir Muara Kenjeran (Sukolilo) PMKS, Jenis ikan Blanak pada lokasi (12) Semenanjung Pelabuhan Tanjung Perak (Ka dapellv) SPTP. - 2S ' _ ~ -co 20[ ; o!!: III C' 15 ~f~-}pb~14 ::.: 5,', ~ 5!! 10t]lr'. r.\1; o '0 "'. ~~;~I~~.~~~~{=- PMW PMKS PMKS SPTP (glomo) (bll!nak) (gelomo) (blanak) Lokas! Sampling dan Janis Ikan Gambar 3: Perbandingan histogram radioaktivitas jenis dalam sampel ikan Glamo dan Blanak perairan Surabaya untuk radionuklida jenis Pb-214, TI-208, Bi 214 dan Ac-228 PMW PMKS PMKS SPTP (gioloo) (blanak) (gloma) (bianakj lokasl Sampling dan Janis Ikan Gambar 4: Perbandingan histogram radioaktivitas jenis dalam sampel ikan Blamo dan Blanak perairan Surabaya untuk radionuklidajenis Pb-212 dan K-40 Pb 214 Tabel 2. Kandungan radionuklida dan radioaktivitas jenis dalamsampel biota jenis ikan Blomo dan Blanak perairan Surabaya. Aktivitas Jenis Radionuklida (Bq/kg) 13,06 10,16 34,83 Ac 635,77 7,06 Bi214 7,48tth 649,01 549,67 562,92 6,88 15,85 4,71 TI208 8,37 Pb K40 14, ,60 142,70 143,99 145,28 149, Lokasi KESIMPULAN Dari data yang terukur, dapat disimpulkan beberapa hal : 1. Jenis Radionuklida yang terdeteksi ada Pb-214, Pb-212, TI-208, Bi-214, Ac-228 dan K Dalam enceng gondok radioaktivitas jenis terkecil adalah tidak terdeteksi atau dibawah batas deteksi alat yaitu radionuklida B1-214 sampai dengan 1555,20 Bq/kg merupakan radionuklida K Radionuklida yang terkandung dalam ikan Blomo dan Blanak yang tertinggi adalah K-40 dengan aktivitasjenis 649,01 Bq/kg. PUSTAKA PUSTAKA I. IAEA. Measurement of Radionuc1ides in Food and The Environment., A Guide Book., Tech Rep Ser No 295, IAEA, Vienna HISW ARA, E. Analysis Technique of Environment Radioactivity Samples. BATAN JAERI Training course on Radiation Measurement and Nuclear Spectroscopy. Jakarta ERDTMANN, G., AND SOYKA. E. The Gamma Rays of the Radionuc1ides., New York SUSETYO. W. Spektrometri Gamma Dan Penerapannya Dalam Analisis Pengaktifan Neutron., Gadjah Mada University Press SUKIRNO. AGUS. T., MUZAKKY., "Identifikasi Radioaktivitas Pemancar Gamma di Daerah Pantai Lemahabang Muria Dengan Spektrometri Gamma". Prosiding., PPI P3TM BATAN, Yogyakarta(2003) TANYA JAWAB Sukosrono ~ Kenapa yang dipilih biota untuk dianalisis? Sutanto W. W. ~ Karena biota adalah sangat mudah untuk menangkap pencemaran-pencemaran yang 320 ISSN Sutanto, dkk

6 PROSIDING SEMINAR diakibalkan o/eh pencemaran induslri, rumah sakil Ianpencemaran rumah langga. Wijiyono ~ Mengapa dipilih penentuan radionuklida, berikan alasannya? Sutanto W. W. ~ Unluk mengelahui radionuklida a/am yang dapal terdeleksi da/am cuplikan biola di perairan Surabaya. Sutanto, dkk, ISSN