ANALISIS LIMBAH RADIOAKTIF CAIR DAN SEMI CAIR Mardini, Ayi Muziyawati, Darmawan Aji Pusat Teknologi Limbah Radioaktif ABSTRAK ANALISIS LIMBAH RADIOAKTIF CAIR DAN SEMI CAIR. Telah dilakukan analisis limbah radioaktif cair dan semi cair selama tahun 2005 (Januari Desember), baik untuk tindak lanjut pengolahan atau untuk tindak lanjut pembuangan. Jumlah sampel yang dianalisis pada tahun 2005, limbah mentah ada 2 (dua) sampel, limbah campuran 1 (satu) sampel dan untuk resin bekas 1 (satu) sampel. Untuk limbah mentah aktivitas 6,23 x10-5 µci/cc dan 6,29 x 10 5 µci/cc dengan kandungan radionuklida Cs-137 dan Co-60 dengan demikian limbah tersebut dapat diolah dengan proses evaporasi, limbah campuran aktivitasnya 2,28 x 10-3 µci/cc dengan kandungan radionuklida Cs-137, Co-60, Mn-54, Zn-65, resin bekas aktivitas 5,51 x 10-5 µci/cc kandungan radionuklida Co-60, Cs-137, dengan demikian limbah campuran dan resin bekas dapat diolah dengan proses sementasi. ABSTRACT ANALISYS OF LIQUID AND SEMI-LIQUID RADIOACTIVE WASTE. Analysis of liquid and semi-liquid radioactive waste has been done during the year of 2005 (January up to December), either for further treatment or further release. The number of sample analyzed in the year 2005 was 2 (two) samples for raw waste, 1 (one) sample for mix waste and 1 (one) sample for spent resin. The activity of raw waste were 6,23 x10-5 µci/cc and 6,29 x 10 5 µci/cc with radionuclides content of Cs-137 and Co-60, and waste can be treated by evaporation method. Activity of mix waste was 2,28 x 10 3 µci/cc with radionuclides content of Co-60, Mn- 54, Zn-65, Cs-137, Activity of spent resin 5,51 x 10 4 µci/cc, Mix waste and spent resin can be treated by cementation method. PENDAHULUAN Dengan semakin majunya ilmu pengetahuan dan teknologi maka pemakaian teknologi nuklir terus ditingkatkan baik untuk penelitian maupun penerapannya dalam bidang kedokteran, biologi, pertanian, industri dan energi. Seperti halnya semua industri yang lain, akibat pengoperasian industri nuklir akan menimbulkan limbah. Namun menurut statistik, jumlah limbah yang dihasilkan oleh industri nuklir masih relatif kecil. Limbah radioaktif adalah zat radioakltif yang tidak terpakai dan bahan bekas serta peralatan yang telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena operasi nuklir dan tidak dapat dipergunakan lagi. Bahan bekas tersebut dapat berupa gas, cairan maupun padat. Meskipun jumlahnya relatif kecil limbah tersebut harus dikelola secara baik agar tidak memberikan dampak negatif terhadap manusia dan lingkungan.
Perlu dikembangkan tehnik pengolahan limbah radioaktif yang benar mulai dari pengumpulan dan pengelompokan limbah, pengangkutan ke instalasi pengolahan, monitoring sebelum pengolahan, pada waktu pengolahan, monitoring limbah yang sudah diolah sebelum dibuang, penyimpanan sementara sampai pada monitoring lingkungan lokasi penyimpanan lestari sehingga pengaruhnya terhadap manusia dan lingkungan sekitar dapat ditekan sekecil-kecilnya dan tidak melebihi batas ambang yang telah ditentukan. Banyak cara telah dipakai untuk memproses limbah radioaktif cair guna mereduksi volume sebelum dipadatkan. Proses yang dimaksud diantaranya pengolahan secara kimia, evaporasi, penukar ion, biologi, kalsinasi dan silodifikasi. Pada pengoperasian evaporator ada banyak masalah yang harus diatasi, salah satunya adalah pembentukan buih. Terjadinya buih ini disebabkan limbah yang diolah mengandung koloid, zat aktif permukaan seperti deterjen, sabun, zat padat halus sebagai suspensi, dll. Terjadinya buih pada proses evaporasi akan menyebabkan kenaikan jumlah cairan yang lepas bersama uap dan lebih buruk lagi apabila terjadi carry over zat radioaktif ke destilat sehingga menurunkan harga Faktor Dekontaminasi (FD). Proses carry over pada proses evaporasi adalah proses terikutnya unsur-unsur radioaktif dan atau garam-garam kimia kedalam butiran uap basah sehingga destilat terkontaminasi oleh unsur-unsur radioaktif dan atau garamgaram kimia. Adanya proses carry over yang berlebihan menyebabkan kegagalan proses evaporasi karena efisiensi pemisahan menurun. Untuk mencegah dan menekan terbentuknya buih dapat dilakukan diantaranya dengan penambahan zat pemecah buih. Limbah radioaktif yang mengandung detergen biasanya berasal dari cucian pakaian dan perlengkapan kerja radiasi di instalasi nuklir. Pakaian dan perlengkapan kerja yang dimaksud bisa berupa masker gas, pakaian, sarung tangan, topi, shoecover dll yang apabila kotor dan terkontaminasi harus didekontaminasi dengan menggunakan sabun atau detergen atau bahan pedekontaminasi yang lain. Dalam menentukan cara pengolahan limbah radioaktif perlu diingat bahwa radioaktif tidak dapat dirusak atau dihancurkan oleh proses apapun, proses pengolahan ini hanya bertujuan untuk memperkecil jumlah volume limbah radioaktif serta mengungkung aktivitas limbah radioaktif tersebut dengan cara sebaik mungkin. Salah satu tugas pokok Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR) adalah mengolah limbah radioaktif yang ditimbulkan oleh aktivitas instalasi nuklir yang ada di Kawasan Puspiptek Serpong, maupun yang berada di luar kawasan tersebut. Secara umum limbah radioaktif yang diolah di PTLR terdiri dari limbah radioaktif cair dan limbah radioaktif padat. Limbah tersebut diolah menggunakan berbagai macam 417
metode tergantung aktivitas dan karakteristik limbahnya. Saat ini di PTLR terdapat dua metode pengolahan limbah radioaktif cair yaitu pengolahan secara evaporasi dan pengolahan secara kimia (chemical treatment). Pengolahan limbah dengan metode evaporasi biasanya diperuntukkan bagi limbah radioaktif cair yang memiliki karakteristik tertentu, diantaranya : Aktivitas jenis tidak melebihi dari 2.10-2 Ci/m 3. ph limbah harus berada dalam daerah netral yaitu 7. Kandungan ekstrak kering tidak melebihi 5 g/l. Tidak terdapat senyawa organik yang mudah meledak, misalnya tributil fosfat. Limbah radioaktif cair dan semi cair aktivitas rendah dan sedang yang akan diolah secara evaporasi dan sementasi sebelum diproses harus dilakukan analisis terlebih dahulu. Demikian pula untuk limbah radioaktif yang berasal dari luar PTLR yang akan dimasukkan ke dalam tangki-tangki penampungan limbah radioaktif. Analisis ini penting untuk mengontrol kondisi limbah, pemilihan alat proses dan juga untuk menghindari kemungkinan adanya bahan-bahan berbahaya yang masuk dalam tangki penampungan. Analisis yang dilakukan terhadap limbah yang masuk dan yang akan diproses dengan metode evaporasi dan sementasi adalah konduktivitas, ph, kadar ekstrak kering, kandungan radionuklida, aktivitas total, bahan-bahan organik, buih, kandungan kation-kation seperti Ca 2+, Mg 2+, Cl -, SO 2-4. Dalam melakukan analisis limbah cair dan semi cair yang akan diproses, kegiatan analisis proses skala laboratorium juga diperlukan untuk meyakinkan bahwa semua hasil analisis laboratorium tidak membahayakan pada proses pengolahan limbah. TATA KERJA BAHAN DAN ALAT Bahan : Limbah yang akan dianalisis. Bahan kimia pereaksi (NaOH, HCl, anti buih, HNO 3, dll.). Alat : Peralatan gelas laboratorium. Peralatan analisis radionuklida (MCA, LSC). Alat ph meter, konduktometer. Peralatan destilasi, dll. 418
CARA KERJA Ambil sampel limbah yang berasal dari tangki limbah mentah (R2201A, R2201B, R2201C, R2201D), tangki konsentrat, atau tangki resin bekas masing-masing sebanyak 500 ml. Cacah dengan alat MCA untuk mengetahui aktivitas dan kandungan radionuklida yang terkandung dalam sampel Sampel dicek konduktivitasnya dengan alat konduktometer. Untuk mengetahui keasaman sampel, cek dengan alat ph meter. Untuk mengetahui kadar ekstrak kering, pipet sampel sebanyak 25 ml, kemudian keringkan, setelah kering dinginkan kemudian timbang, akan diketahui kandungan ekstrak keringnya. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari data hasil analisis seperti terlampir, selama tahun 2005 (Januari s/d Desember) telah dilakukan analisis sampel limbah mentah sebanyak 2 (dua) sampel, limbah campuran sebanyak 1 (satu) sampel dan resin bekas sebanyak 1 (satu) sampel, Aktivitas limbah mentah 6,23 x 10-5 Ci/cc dan 6,29 x 10 5 Ci/cc dengan kandungan radionuklida Cs-137 dan Co-60, kandungan ekstrak kering rata-rata 0.821g/l, ph rata-rata 5,25 dan konduktivitas 138,89 µs/cm dan 139,31 µs/cm. Untuk resin bekas aktivitasnya 5,51 x 10-5 Ci/cc dengan kandungan radionuklida Co-60, Cs- 137, ph = 9,57 dan konduktivitas 29,4 µs/cm, sedangkan untuk limbah campuran aktivitasnya 2,28 x10-3 Ci/c dengan kandungan radionuklida Cs-137, Co-60, Mn-54, dan Zn-65, ph = 4,30.. Dari hasil analisis tersebut, untuk limbah mentah diolah secara evaporasi, dan limbah perlu dinetralkan terlebih dahulu sebelum diproses. Untuk limbah resin bekas dan limbah campuran diolah dengan cara sementasi dalam shell beton 950 liter, KESIMPULAN 1. Selama tahun 2005 telah dilakukan analisis limbah mentah sebanyak 2 (dua) sampel, limbah campuran sebanyak 1 (satu) sampel resin bekas 1(satu) sampel. Hasil analisis untuk limbah mentah : - Aktivitas rata-rata : 6,26 x 10-5 µci/cc - Kandungan radionuklida : Cs-137 dan C0-60 - Ekstrak kering : 0,821 g/l - ph rata-rata : 5,25 - Konduktivitas rata-rata :139,31 dan 138,89 µs/cm 2. Hasil analisis untuk resin bekas : 419
- Aktivitas : 5,51 x 10 5 µci/cc -. Kandungan radionuklida : Cs-137, C0-60. - ph rata-rata : 9,57 - Konduktivitas rata-rata : 29,4 µs/cm 3. Hasil analisis limbah campuran : - Aktivitas : 2,28 x 10-3 µci/cc - Kandungan radionuklida : Cs-137, Co-60, Mn-54, Zn-65 - ph : 4,30 - Konduktivitas : 139,05 µs/cm Dari hasil analisis limbah tersebut dapat disimpulkan bahwa limbah mentah tersebut harus diolah dengan cara evaporasi dan limbah campuran maupun limbah resin bekas harus diolah dengan cara sementasi. DAFTAR PUSTAKA 1. Technical Report Series, Treatment of Low And Intermediate Level Liquid Radioactive Wastes, IAEA, Vienna, 1984 2. Evaporation Unit System Note, Radioactive Waste Management, Technicatome BATAN, Serpong 3. Nucleus Multiple Input System II 420
LIMBAH CAIR DAN SEMI CAIR YANG DIANALISIS TAHUN 2005 421
TABEL 1. LIMBAH CAIR DAN SEMI CAIR YANG DIANALISIS TAHUN 2001 422
423