PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

ANALISIS RADIOAKTIVITAS GAMMA SAMPEL AIR DAN SEDIMEN SUNGAISEROPAN SEMANU GUNUNGKIDUL TAHUN 2006

Iswantoro, Suhardi, Tri Rusmanto, MulyonoPusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BA TAN

ABSTRAK

ANALISIS RADIOAKTIVITAS GAMMA SAMPEL AIR DAN SEDIMEN SUNGAISEROPAN SEMANU, GUNUNGKIDUL TAHUN 2006. Kualitas air sungai bawahtanah Seropan sebagai bahan air rumah tangga dapat dipantau melalui radioaktivitas.Telah dilakukan analisis kualitas air tersebut dengan menganalisis radionuklidapemancar y,. Sampel sedimen dan air diambil pada bulan Februari dan Agustus 2006.Hasil pengukuran parameter kualitas air sungai Seropan untuk radionuklida TI-208dalam air maksimum 6,267 mBq/L dan K-40 adalah 7,07 mBq/L. Semua radiaktivitas(TI-2008 dan K-40) masih di bawah konsentrasi maksimum menurut SK KepalaBAPETEN No 02/Ka-BAPETENN-99. Sampel sedimen tidak dapat dibandingkankarena belum tercantum dalam baku mutu perairan. Hasil identifikasi radionuklidaalam pemancar gamma pada sampel air sungai adalah TI-208 dan K-40 sedangkanpada sampel sedimen terdeteksi lebih banyak yaitu TI-208, Ac-228, Ra-226, Pb-212,Pb-214, Bi-214, Ac-228, Ac-228 dan K-40.

ABSTRACT

ANAL YSIS OF GAMMA RADIOACTMTY IN SEDIMENTS AND WATER SAMPLESOF SEROPAN RIVER YEAR 2006. Seropan river water quality as residential waterresources can be controlled by radioactivity. The water quality with the parameters ofy radionuclide, have been experimentally conducted. The sediment and watersamples have been taken at February and August 2006. Measurement result ofSeropan river water quality showed that the maximum water radionuclide of T/-208was 6,267 mBq/l and K-40 was 7,07 mBq/l. All the radioactivity (TI-2008 and K-40)were lower than maximum permissible for water condition that decided by SK KepalaBAPETEN No 02/Ka-BAPETENN-99. Sediment sample can not be evaluatedbecause it was not included yet in the river water quality. Natural radionuclidesgamma transmitter identified in river water samples were TI-208 and K-40. Moreelement detected in sediment samples, they were, TI-208, Ac-228, Ra-226, Pb-212,Pb-214, Bi-214, Ac-228, Ac-228 and of K-40.

PENDAHULUAN

Kondisi kekeringan di Gunungkidul terutamaterjadi pada daerah di sebelah selatan hinggake pantai selatan. Hal ini tidak sesuai dengan bagianbawah permukaan tanah yang terdapat beberapabuah aliran sungai bawah tanah. Jumlah sungaibawah tanah secara pasti belum diketahui, namundibeberapa lokasi seperti Bribin, Seropan, Ngobarandan Baron terdeteksi aliran sungai-sungai tersebut.

Air sungai bawah Seropan akandipergunakan untuk keperluan air rumah tangga (airbersih), maka harus dipantau melalui parameter

fisik, kimia, dan biologi baik pada musim kemaraumaupun penghujan.

Air merupakan salah satu sumber daya alamyang sangat penting/pokok bagi kelangsunganhidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Oalamhal ini kualitas air perlu diperhatikan supaya dapatdimanfaatkan secara optimal. Tentunya perlu upayapelestarian keselamatan lingkungan perairan untukmenjaga kelangsungan hidup manusia dankomunitas pengguna air disekitamya. Upayapelestarian merupakan suatu cara untuk memeliharadan mempertahankan kualitas pada kondisialamiahnya.

Iswantoro, dkk. ISSN 1410 - 8178 189

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusot Teknologi Akselerotor don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Efluen radioaktif eair dapat terlepas kedalam sungai mengikuti arus, muara atau laut bebas.Radionuklida yang terlepas ke sungai terdispersioleh aliran air dan proses sedimentasi. Radionuklidayang terlepas ke sungai akan mengiradiasi manusiamelalui iradiasi eksternal dan iradiasi internal dari

sedimen dan melalui ingesi air minum dan makananyang berasal dari sungai(l).

Kualitas air sungai pada musim kemaraudipengaruhi terutama oleh kualitas sumber air(belik/luweng) yang mengalir ke sungai. Padamusim penghujan, kualitas air sungai dipengaruhioleh selain kualitas sumber air juga oleh kualitas airhujan yang masuk ke sungai, baik yang langsungmaupun setelah melewati lahan pertanianJperkebunan, area industri atau pekarangan rumahtangga. yang akhirnya masuk ke sungai Seropan.

Adapun tujuan analisis dan penentuan iniantara lain adalah agar dapat dipunyai data kualitasair dan sedimen sungai Seropan dengan parameterjenis radionuklida alam pemanear y. Data hasilpengukuran parameter air tersebut pada sampel airdi Sungai Seropan, kemudian dibandingkan denganKeputusan Kepaka Bapeten No 02/Ka­BAPETEN/V-99. Pengambilan sampel lingkungandilakukan pada bulan Februari (musim penghujan)dan Agustus (musim kemarau) 2006. Diharapkandata uji kualitas air sungai Seropan ini dapat dipakaisebagai salah satu pertimbangan oleh yangberwenang dalam pemanfaatan air sungai Seropan.

TATA KERJA

Bahan

Sampel air dan sedimen dari sungai bawahtanah Seropan, sumber standar multi gamma (Eu­152) untuk kalibrasi alat.

Alat

Penggerus, ayakan, alat gelas, pH meter,termometer, timbangan, alat eaeah ~ total (denganGeiger Mueller, GM), unit spektrometer y (dengandetektor Ge(Li) dan software Maestro 11, Ortee) danperalatan pembantu lainnya.

Cara kerja

I. Pengambilan euplikan (Sampling)Sampling dilakukan 2 kali yaitu pad a bulanFebruari 2006 (musim penghujan) dan pad aAgustus 2006 (musim kemarau). Pengukuransuhu, pH diukur pada saat pengambilan sam pel,dimasing-masing lokasi. Cuplikan diambil daridi tiga lokasi sungai bawah tanah Seropan yaitudi daerah lokasi I (LS I) dam, lokasi 2 (LS2) airterjun I (400 meter dari hilir dam) dan lokasi 3(LS3) air terjun 2. Pengambilan air dan sedimenpad a kedua musim dilakukan seperti prosedur

dan perlakuan awal .-:uplikan yang dilakukanoleh TAFTAZANI dkk[3].

2. Preparasi Cuplikan dan peneaehan untuk aira. Air sungai 1000 ml dimasukkan dalam labu

ukur 1000 ml dengan corong yang telahdiberi kertas saring. Setelah itu dimasukkandalam eawan porselin, dipanaskan sampaivolumenya ± 20 ml.

b. Hasil dari pemekatan air sungai kemudiandimasukkan dalam vial peneaeahan untukradionuklida pemanear gamma, alat yangdigunakan spektrometer gamma dengandetektor Ge(Li).

e. Dilakukan kalibrasi tenaga dan kaliberasiefisiensi detektor Ge (Li) yang sebelumdilakukan pencaeahan euplikan.

d. Cuplikan residu 20 ml dalam vial, kemudiandilakukan peneaeahan menggunakanspektrometri gamma dengan waktu eacahselama 7200 jam.

e. Perhitungan dan persamaan hasi pencacahanseperti yang pernah dilakukan olehradionuklida pemanear gamma dilakukanseperti yang telah dilakukan olehTAFTAZANI dkk[3]dan SUKIRNO[4]

3. Preparasi Cuplikan dan peneaehan untuk aira. Cuplikan sedimen diambil sebanyak 2

plastik 1 kg dari setiap lokasi. Kemudiansedimen diletakkan dalam nampan dandikeringkan pada suhu kamar. Sedimen iniakan kering dalam waktu ± I bulan.

b. Sedimen kering dihilangkan kotoran dankemudian sedimen diayak kasar denganayakan biasa lalu ditumbuk dengan alatpenumbuk Stainless Steel selanjutnyadisaring 100 mesh,·· kemudiandiserbasamakan.

e. Sedimen kering ditimbang seberat 100 gramdalam wadah caeah, dan siap dilakukanpeneaeahan radioaktivitas untuk identifikasiradionuklida.

d. Perlukuan peneaeahan beta total danradionuklida pemanear gamma dilakukanseperti yang telah dilakukan olehTAFTAZANI dkk[3]dan SUKIRNO[4j.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil penentuan parameter fisika, dan kimiapad a air sungai Seropan dapat dilihat pad a Tabel I.Pengambilan sam pel dilakukan pad a musimpenghujan Februari 2006 dan pad a musim KemarauAgustus 2006.

Setelah sampel lingkungan diperhatikansesuai dengan tujuan analisisnya, kemudiandilakukan pengukuran-pengukuran parameternya.Hasil penentuan parameter fisika, dan kimia pada

190 ISSN 1410 - 8178 Iswantoro, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

air sungai bawah tanah Seropan dapat dilihat padaTabel 1. Untuk bau dan rasa baik itu musim

penghujan dan kemarau akan sarna saja, untuk bauadalah tidak berbau dan rasa tidak berasa secaravisual. Perbedaan suhu an tara suhu air dan udara

adalah sekitar 2°C, maka menurut baku mutu yangada telah memenuhi persyaratan. Untuk pH hasilpengukuran berkisar 6,8 - 6,8 sedangkan menurutbaku mutu pH berkisar 6,5 - 8,8 sehinggamemehuhi syarat untuk air minum. Baku mutumenurut Keputusan Gubemur Kepala Daerah

Istimewa Y o~akarta No/2 I4/KPTSI I99 I mengenaiBaku Mutu 6) Air Golongan B, untuk air rumahtanggalbahan air PDAM, berarti air sungai tersebutmasih baik dari segi parameter suhu, pH, bau danrasa.

Dari hasil identifikasi radionuklida alam

pemancar gamma pada sam pel air sungai dansedimen terlihat bahwa pada sampel sedimenradionuklidanya lebih banyak dari pada yangterdapat pada sam pel air sungai. Hal ini dapatdisebabkan karena afinitas radionuklida untuk

berasosiasi dengan sedimen dan partikel-partikelsedimen lebih tinggi daripada afinitas radionuklidaterhadap air.

Gambar I. Histogram berbandingan konsentrasiradionuklida dalam air pada musimpenghujan dan kemarau.

Hasil identifikasi radionuklida alam

pemancar gamma pada sampel sedimen sungaiterdeteksi ada 8jenis radionuklida yaitu TI-208 (75KeY), Ac-228 (93 KeY), Ra-226 (186 KeY), Pb­212 (238 KeY), Pb-214 (295 KeY), Bi-214 (608Kev), K-40 (1460 KeY).

Dari keseluruh radionuklida dalam sedimen,K-40 mempunyai konsentrasi terbesar dibandinglainnya, konsentrasi terukur berkisar 6,52 Bq/kg ­8,69 Bq/kg, dan mempunyai konsentrasi yangmerata atau satu sarna lainnya tidak mencolok, halini dapat dilihat pada perbandingan histogramGambar 4. K-40 tersebut merupakan radionuklidaalam yang dominan di lingkungan dan caraperhitungan untuk mengetahui konsentrasi K-40dalam sedimen dicontohkan pada bagian lampiran.

Radionuklida lainnya pada musim kemaraukonsentrasi rata-rata lebih tinggi dari pada musimpenghujan, dapat dilihat pada perbandinganhistogram Gambar 2 dan Gambar 3. Dari ketujuhradionuklida tesebut, radionuklida Ra-226 yangmempunyai perbandingan terkecil konsentrasinyayaitu sebesar 0,3 I Bq/kg terdapat di lokasi samplingIII.

Aktivitas Radionuklida Alam Pemancar

Gamma (V)

Dari hasil pengukuran dan perhitungan makadidapatkan harga aktivitas radionuklida alampemancar gamma pada sampel air sungai dansedimen sungai Seropan disajikan pada Tabel I dan2. Dari hasil perhitungan aktivitas radionuklidaalam pemancar gamma pada sampel air sungaiSeropan, bahwa aktivitas TI-208 rerata pada airsungai bawah dam Seropan lebih besardibandingkan dengan aktivitas TI-208 pada sampelair sungai hulu Seropan dan yang paling kecilaktivitasnya adalah air sungai atas dam Seropan.Sedangkan untuk aktivitas K-40 pada sampel airsungai hulu Seropan lebih besar dibandingkandengan air sungai bawah dam Seropan dan yangpaling kecil aktivitas K-40 adalah pada sampel airsungai atas dam Seropan.

Radionuklida TI-208 dan K-40 yang terukurTI-208 (583 KeY) dengan radioaktivitas berkisar0,602 mBq/lsampai dengan 6,267 mBq/1 dan K-40(1460 KeY) 2,703 mBq/lsampai dengan 7,07mBq/1. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat padaperbandingan konsentrasi histogram pada GambarI. Konsentrasi aktivitas jenis radionukli-da tersebutmasih dibawah baku mutu menurut Surat

Keputusan Kepaka Bapeten No 02/Ka­BAPETEN/V-99 Surat Keputusan Kepaka BapetenNo 02/Ka-BAPETEN/V-99. Jakarta (1999)(2).

lSl LS2

Lokasl Sdmpting

lSJ

Tabel I. Hasil pengukuran Parameter air Sungai Seropan.Sam el air

No

Parameter Februari 2006AQustus 2006MetodeBaku Mutu

Lks-1

Lks-2Lks-3Lks-1Lks-2Lks-3

1

Suhu (oC)27/29

27/2927/2928/30.28/3028/30ThermometriPerbedaan suhu udara dan air,

Udara/air

mak. 3°C

2

pH 6,86,86,86,06,0.6,0Potensiometri 6,5 - 8,5

3

Bau T dk berbauOrqanolep-likIdk berbau

4Rasa Idk be rasa Tdk be rasa

Iswantoro, dkk. ISSN 1410 - 8178 191

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusot Teknologi Akselerotor don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Gambar 2. Histogram berbandingan konsentrasiradionuklida dalam sedimen pad amusim penghujan

Gambar 3. Histogram berbandingan konsentrasiradionuklida dalam sedimen padamusim kemarau.

Gambar 4. Histogram berbandingan konsentrasiradionuklida K-40 dalam sedimen padamusim penghujan dan kemarau.

~ 2,5~!2'"g 1.5r::~g 1

><

O.S

o

98

~ 7! (,.••5l!e 4~ 3,:1 2

1o

LSl

5.7

L51

LSl

Lobsi~mpline

5,3

IIHl,933,59-,34 I I 3,76

l52

lokasi sampling

LS2

lok." Somplinc (K·40)

OV..-1Ji •• Pb-111

aVb·}U aU/o)\I

.fJ·l:!' a~ ·11'/1

LS3

5,11 5,18

110-226

DI'I>-212

LS3

(186 KeY), Pb-212 (238 KeY), Pb-214 (295KeY), Bi-214 (608 Kev), K-40 (1460 KeY).Aktivitas rata-rata radionuklida untuk air dan

sedimen pada musim kemarau>musimpenghujan.

2. Radionuklida TI-208 dan K-40 yang terukur TI­208 (583 KeY) dengan radioaktivitas berkisar0,602 mBq/1 sampai dengan 6,267 mBq/1 dan K­40 (1460 KeY) 2,703 mBq/lsampai dengan 7,07mBq/1. Konsentrasi aktivitas jenis radionuklidatersebut masih dibawah baku mutu menurut

Surat Keputusan Kepaka Bapeten No O2IKa­BAPETENIV -99 Surat Keputusan KepakaBapeten No 02/Ka-BAPETENIV-99.

DAFT AR PUSTAKA

I. CHEYY CAHY ANA., "Analisis Radionuklidapad a Sampel Tanah Pennukaan di ItigashiIshikawa Jepang." Proseding Seminar TeknologiPengolahan Limbah Y, PTLR-BATAN Serpong,Tanggerang (2007)

2. ANONIM., Surat Keputusan Kepaka BapetenNo 02/Ka-BAPETENIV -99. Jakarta (1999)

3. AGUS TAFTAZANI, dkk, 2000, PoIaPenyebaran Radioaktivitas Ct, ~ dan KandunganRadionuklida dalam Cuplikan Kerang Hijau (Mytilus Yiridis L), Sedimen dan Air Laut diPantai Cirebon dan Pantai Losari Jawa Bara!,Prosiding Pertemuan dan Presentasi I1miahPenelitian Dasar I1mu Pengetahuan danTeknologi Nuklir P3TM- BAT AN, Yogyakarta.

4. SUKIRNO. SUDARMADJI., "PengukuranRadioaktivitas Gamma, Beta dan IdentifikasiRadionuklida dalam Sedimen dan Air Sungai" .Prosiding PPI]D1PTN, P3TM-BA TAN.Yogyakarta (2001)

5. ANON 1M, 1991, Keputusan Gubernur KepalaDaerah lstimewa Yogyakarta, Pemerintah PropDIY, Yogyakarta.

6. ERDTMANN,G and SOYKA, W, 1979,Gamma ray of the Radionuc/ides Tables forApplied Gamma Ray Spectrometry, Ney York,Wienhein.

KESIMPULAN

I. Hasil identifikasi radionuklida alam pemancargamma pada sam pel air sungai terdeteksi duajenis radionuklida yaitu TI-208 (583 KeY) danK-40 (1460 KeY). Untuk sam pel sedimen adadelapan jenis radionuklida yang terdeteksi yaituTI-208 (75 KeY), Ac-228 (93 KeY), Ra-226

LAMPI RAN

Hasil pengukuran aktivitas radionukJidaalam pemancar gamma pada sampel air sungaib~wah tanah Seropan

192 ISSN 1410 - 8178 Iswantoro, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Tabel 2. Radionuklida alam dalam air sungai bawah tanah Seropan.

Kode

EnergiIsotop

Aktiyitas Radionuklida ( mBq / I )

( ke V )

Sampling Februari 2006Sampling Agustus 2006

Lokasi I

583TI-208 0,963 5,538

1460

K-40 2,703 2,976

Lokasi II

583TI-208 0,602 6,267

1460

K-40 3,525 7,07

Lokasi III

583TI-208 0,844 4,817

1460K-40 5,251 5,425

Tabel 3. Hasil pengukuran aktiyitas radionuklida pada sam pel Sedimen.

Kode

EnergiIsotop

Aktiyitas Radionuklida ( Bq / k{!)

(keV)

SamDlin{! Februari 2006SamDling Agustus 2006

1460

K-40 6,24 6,52911

Ac-228 1,61 2,32609

Bi-214 2,88 4,13Lokasi 1

583TI-208 2,27 3,01351

Pb-214 0,77 3,59238

Pb-212 3,89 5,70186

Ra-226 0,48 3,761460

K-40 7,87 7,87911

Ac-228 0,89 3,93609

Bi-214 1,25 5,51Lokasi II

583TI-208 1,56 5,30351

Pb-214 1,38 4,61238

Pb-2 12 0,39 3,34186

Ra-226 0,44 3,591460

K-40 8,42 8,695911

Ac-228 1,07 5,187609

Bi-214 0,87 1,01Lokasi III

583TI-208 1,19 7,59351

Pb-2 14 0,99 4,99238

Pb-212 0,78 2,50186

Ra-226 0,31 3,76

Hasil identifikasi radionuklida alam

pemancar gamma pada sam pel sedimen sungaiterdeteksi ada 8 jenis radionuklida yang terdeteksiyaitu TI-208 (75 KeV), Ac-228 (93 KeV), Ra-226(186 KeV), Pb-212 (238 KeV), Pb-214 (295 KeV),Bi-214 (608 Key), K-40 (1460 KeV). Darikeseluruh radionuklida dalam sedimen,radionuklida K-40 yang mempunyai konsentrasinterbesar dibandingkan lainnya, dimana konsentrasiyang terukur berkisar 7,87 Bq/kg sampai dengan8,69 Bq/kg, konsentrasi radionuklida K-40mempunyai konsentrasi yang merata atau satu sarnalainnya tidak mencolok, hat ini sejelas dapat dilihatpada perbandingan histogram Gambar 4. Caraperhitungan untuk mengetahui konsentrasi K-40dalam sedimen dicontohkan pada bagia lampiran.

Radionuklida lainnya pada musim kemaraukonsentrasi rata-rata lebih tinggi dari pada musimpenghujan, dapat dilihat pada perbandingan

histogram Gambar 2 dan Gambar 3. Dari ketujuhradionuklida tesebut radionuklida Ra-226 yangmempunyai perbandingan terkecil konsentrasinyayaitu sebesar 0,31 Bq/kg terdapat di lokasi samplingIII.

Contoh perhitungan K-40 Sedimen pada musimpenghujan lokasi III.Berat sedimen yang akan diidentifikasiradionuklidanya adalah 100 mgLama pencacahan cuplikan 7200 detikHasil pencacahan (He) I = 47

2 =48

Hasil cacah latar (CL) = 44Persamaan kalibrasi efisiensi = y = 14,967.x·I,IOI

Atau bila di In-kan akan menjadi = In y = In 14,967- 1,101In(x)Dimana y = efisiensi (%) dan x = tenagaCacah bersih = HC - CI = 47 - 44 = 3,0K-40 mempunyai tenaga 1460,7 keY

Iswantoro, dkk. ISSN 1410 - 8178 193

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Tenaga yang dimiliki oleh K-40 masukkan kedalampersamaan kalibrasi efisiensiPerhitungan menjadiIny=ln 14,967-1,10] In(1460,7)In y = 2,705848 - 8,022624 = 5,316777Y = 0,0049Jadi efisiensi K-40 pada tenaga 1406,7 adalah0,0049 atau (0,49 %)Laju cacah per sekon (cps)Cps 1 = cacah bersih/ waktu = 3/7200 = 0,000317CPS 2 = cacah bersihl waktu = 4/7200 = 0,000555Aktivitas (dps)

. 1 .'pJ-l O,ovil.HT 0605aps- =--= ----=\'. f 0.10- .c,\)o ••~ •

d s - 1 = rp.:i-1 = \:t.ifOifH~ = 1 059P '" - ;'\;"''''.. ,\n.'~{Q t\. t· v~.,V.r .",'~.•.•,'~.••~,

Aktvitas jenis-I = dps/berat cuplikan =0,605 dps/O,1 kg = 6, 05 Bq/kgAktivitas Jenis-22. = 1,059 dps/O,] kg10,59 Bq/kgRerata aktivitas jenis = (6,05 + 10,59)/28,42 Bq/kg

194 ISSN 1410 - 8178 Iswantoro, dkk