ANALISIS RADIOAKTIVITAS LINGKUNGAN

ANALISIS RADIOAKTIVITAS LINGKUNGAN

Adanya suatu fasilitas nuklir, baik berupa reaktor riset, reaktor daya, industri nuklir maupun laboratorium yang melibatkan penggunaan radioisotop, akan selalu menuntut untuk dilakukannya pengaturan dan pengawasan masalh radioaktivitas lingkungan. Di dalam melakukan analisis radioaktivitas lingkungan, terkait suatu kegiatan yang ditujukan untuk melingdungi manusia dan lama sekitarnya terhadap kemungkinan bahaya radiasi. Kegiatan analisis radioaktivitas lingkungan atau Environmental Surveillance And Monitoring merupakan keharusan bagi suatu fasilitas nuklir. Pengertian lingkungan di sini adalah bagian alam yang berhubungan dengan kehidupan manusia serta kegiatan manusia setiap hari, seperti udara (atmosfer), tanah, sawah, ladang, air, hewan, tanaman, dan lain sebagainya.

4. 2. Tujuan Analisis Radioaktivitas Lingkungan

Analisis radioaktivitas lingkungan bertujuan antara lain untuk :

a. Mengetahui dan menetapkan data-data radioaktivitas alam, yaitu cacah latar atau background radiation. Cacah latar ini bervariasi dari satu tempat ke tempat lain dan dari waktu ke waktu.

b. Mengetahui besar dan jenis radioaktivitas yang disebabkan oleh suatu fasilitas nuklir.

c. Mempelajari penyebaran dan pengambilan (up-take) radionuklida di lingkungan serta kemungkinan bahayanya bagi manusia.

4. 2 Pelaksanaan Analisis Radioaktivitas Lingkungan

Mengingat bahwa analisis radioaktivitas lingkungan merupakan suatu keharusan bagi suatu fasilitas nuklir, maka perlu diketahui pelaksanaan analisis tersebut, yaitu :

1. Sebelum fasilitas nuklir beroperasi, sebagai garis dasar.

2. Selama fasilitas nuklir beroperasi, sebagai keadaan tertimbang.

3. Setelah terjadi keadaan darurat (apabila terjadi suatu kecelakaan) pada fasilitas nuklir.

a. Sebelum Fasilitas Nuklir Beroperasi

Analisis radioaktivitas lingkungan sebelum beroperasinya suatu fasilitas nuklir dimaksudkan untuk megetahui data yang kemudian akan dipakai sebagai garis dasar. Analisis semacam ini termasuk syarat utama di dalam melakukan kegiatan AMDAL seperti yang telah diuraikan pada bab terdahulu. Di dalam analisis ini ditentukan tempat-tempat (pos) pengambilan sampel dan mcam sampel lingkungan. Penentuan ini didasarkan pada kegunaan lingkungan oleh manusia, penyebaran dan kerapatan penduduk, keadaan alam dan besarnya daya fasilitas nuklir yang akan beroperasikan.

Di dalam analisis radioaktivitas lingkungan sebelum suatu fasilitas nuklir beroperasi dilakukan juga analisis dan pangamatan meteorologi. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui keadaan cuaca local yang dapat mempengaruhi penyebaran radionuklida yang dibebaskan oleh fasilitas nuklir serta kemungkinan terjadinya pengenceran dan pengendapan. Selain itu melalui analisis ini akan diperoleh juga besarnya cacah latar yang dipakai sebagai garis dasar radioaktivitas lingkungan.

b. Selama Fasilitas Nuklir Beroperasi

Begitu suatu fasilitas nuklir beroperasi maka analisis radioaktivitas lingkungan harus dikerjakan. Analisis ini dimaksudkan untuk mengetahui besar dan jenis radioaktif yang mungkin berasal dari pembebasan radionuklida fasilitas nuklir. Pengaturan dan pengawasan pengelolaan limbah radioaktif akan menentukan besarnya konsentrasi radioisotope di lingkungan. Melalui analisis ini akan dapat diketahui penyebaran dan pengambilan radionuklida di lingkungan, serta kemungkinan bahayanya bagi manusia. Untuk mengetahui apakah telah terjadi suatu kenaikan aktivitas dilakukan dengan membandingkannya dengan garis dasar.

c. Setelah Terjadi Keadaan Darurat

Apakah terjadi suatu kecelakaan pada fasilitas nuklir yang menimbulkan keadaan darurat, maka perlu dilakukan analisis radioaktivitas lingkungan secepatnya dengan tujuan untuk menetapkan lokasi dan tingkat pencemaran (kontaminasi) lingkungan. Analisis ini umumnya dilakukan secara langsung di tempat kejadian dan pengukuran dilakukan dengan cepat untuk mengurangi akibat dan pengaruh yang ditimbulkan oleh kecelakaan tersebut.

Di dalam analisis pada keadaan darurat sebaiknya diperhatikan juga uraian teoritis (semacam ramalan) mengenai kemungkinan terjadinya keadaan darurat, macam dan jenis radionuklida yang akan keluar tersebut ke lingkungan serta pemikiran tentang langkah-langkah pengamanan yang diperlukan. Dalam keadaan darurat penyelamatan jiwa manusia dan juga lingkungan sangat diutamakan.

4. 3. Macam Pengambilan Sampel Lingkungan

Tujuan dan cara analisis yang akan dikerjakan ikut menentukan macam pengambilan sampel lingkungan. Di samping itu perkiraan besarnya aktivitas radioisotope yang tersebar ke sekitar fasilitas nuklir serta peralatan yang digunakan akan ikut pula menentukan macam sampel lingkungan yang harus diambil. Dengan melihat daur pencemaran lingkungan oleh zat-zat radioaktif dan memperhatikan kemungkinan adanya indicator biologis serta pertimbangan-pertimbangan lain, maka macam sampel lingkungan yang diambil adalah : udara, air, tanah, tanaman, dan hewan serta organnya atau hasil hewan.

a. Udara

Analisis radioaktivitas udara lingkungan perlu dilakukan karena adanya cacah latar yang umumnya berasal dari radionuklida Radon Thoron. Di samping itu adanya suatu fasilitas nuklir memungkinkan udara mendapat tambahan radioisotope yang berasal dari pembebasan bahan radioaktif yang berupa gas-gas :

Xe¹³², Xe¹³⁵, Kr⁸⁵, I¹³¹, dll.

Gas-gas radioaktif tersebut akan ikut gerakan udara yang tergantung kepada keadaan cuaca, sehingga dapat terjadi difusi gas radioaktif di udara, dapat terjadi pengendapan, baik pada permukaan tanah, tanaman, maupun air yang kesemuanya akan menaikkan radioaktivitas lingkungan. Pengambilan sampel udara dilakukan dengan memperhatikan arah dan kecepatan angina yang tercatat di fasilitas nuklir.

b. Air

Pengambilan air sebagai sampel lingkungan meliputi air itu sendiri serta segala kehidupan yang ada di dalam air, seperti plankton, lumut, tumbuh-tumbuhan dalam air, ikan, dan lain sebagainya. Sampel air yang akan diambil umumnya adalah air yang akan digunakan oleh manusia, baik air minum maupun air untuk bekerja (air irigasi) dan juga air yang dibuang ke lingkungan sebagai air limbah industri. Air yang diambil sebagai sampel lingkungan dapat digolongkan menjadi : air minum, air permukaan, air tanah, air laut, air buangan industri, air sanitasi, dan air jatuhan.

1. Air Minum

Melihat kegunaannya, air minum merupakan salah satu sampel lingkungan yang wajib dianalisis kandungan unsur radioaktifnya. Dalam batas-batas tertentu air minum memang diizinkan mengandung radionuklida, tetapi kelebihan kandungan radionuklida dari batas yang diizinkan merupakan tanda kemungkinan adanya pencemaran radioaktivitas lingkungan. Air minum ini termasuk air sumur, air dari mata air, air yang telah mengalami pengolahan, penyaringan, pengendapan, dan proses pemberian anti hama/bakteri patogen. Mengingat bahwa air minum jiga berasal dari air tanah, maka kandungan radioaktivitas alamnya akan sama dengan kandungan yang dimiliki oleh air tanah.

2. Air Permukaan

Air permukaan adalah air danau, air waduk, air rawa, dan sebagainya. Pada air permukaan biasanya terdapat tambahan radionuklida yang berasal dari jatuhan debu radioaktif. Di samping itu mungkin juga ada tambahan radioaktif yang berasal dari radionuklida buangan industri nuklir yang hanyut terbawa air. Sudah barang tentu radioaktif alam akan terdapat juga di dalam air permukaan.

3. Air Tanah

Air tanah yang dimaksudkan dalam hal ini adalah air sumur dan air dari mata air. Jatuhan debu radioaktif dan juga rembesan air buangan industri nuklir dapat masuk ke dalam air tanah. air tanah juga membawa radioaktivitas alam yang terdapat di dalam tanah.

4. Air Laut

Air laut sebenarnya termasuk air permukaan, akan tetapi karena rasanya asin dan jumlahnya yang sangat besar maka air laut dipisahkan dari kelompok air permukaan di atas. Kandungan radioaktif dalam air laut lebih bervariasi daripada kandungan radioaktif yang ada pada jenis air lainnya. Hal ini disebabkan karena sungai bermuara ke laut dan jatuhan debu radioaktif lebih banyak jatuh ke laut. Oleh karena itu banyak hasil laut yang dimakan manusia, seperti ikan, kerang, udang, agar-agar, dan lain sebagainya maka analisis radioaktivitas air laut perlu dilakukan.

5. Air Buangan Industri

Air buangan industri, terutama industri nuklir, jelas akan mengandung tambahan radioisotope yang berasal dari proses pembuatan dan pemisahan isotop, berasal dari laboratorium penunjang kegiatan industri nuklir, atau mungkin juga berasal dari rembesan air reactor. Radioaktif yang terdapat pada air buangan industri pada umumnya lebih tinggi dari radioaktif yang ada pada macam sampel air lainnya. Sedangkan jenis radionuklidanya tergantung dari kegiatan yang dikerjakan oleh industri nuklir. Apabila industri nuklir menganut prinsip zero release maka air buangan industri sebenarnya bersih dari pencemaran zat radioaktif.

6. Air Sanitasi

Air sanitasi diambil dari saluran pembuangan yang berasal dari kamar mandi, kamar kecil yang ada di industri nuklir, laboratorium nuklir dan rumah sakit. Alasan pengambilan sampel air sanitasi adalah karena air sanitasi merupakan excreta dari orang- orang yang mengalami kontaminasi zat radioaktif atau orang yang menjalani diagnosa dan terapi dengan menggunakan zat radioaktif.

c. Tanah

Tanah diambil sebagai sampel lingkungan karena tanah merupakan tempat hidup tananman. Disamping itu merupakan contoh lingkungan yang ikut menerima jatuhan debu radioaktif. Pengambilan sampel tanah umumnya dikaitkan dengan adanya tanaman yang tumbuh di atasnya dan hewan- hewan yang hidup dipermukaan tanah tersebut. Oleh sebab itu sampel tanah yang diambil adalah :

1. Tanah yang pertumbuhan tananman si atasnya berlangsungbaik.

2. Tanah yang mempunyai kemungkinan untuk larut kecil adanya aliran dari tempat yang lebih tinggi.

3. Tanah yang tidak retak dan pecah pada saat musim kering.

4. Tanah yang tidak mengandung akar- akar ataupun sesuatujenis tanaman.

d. Tanaman Atau Hasil Tananaman

Tanaman atau hasil tanaman yang diambil sebagai sampel lingkungan pada umumnya adalah tanaman - tanaman yang jalurnya akan dapat sampai kepada manusia, baik yang langsungakan dimakan atau melalui hewan terlebih dahulu dan kemudian baru sampai kepada manusia. Misalnya rumput yang dimakan sapi. Daging dan susu sapi kemudian dimakan manusia. Pengambilan sampel tanaman biasanya terdiri atas daun dan batang yang ada di atas permukaan tanah.

Bila perlu dapat juga diambil sampel buah atau bunganya yang mungkin secara langsung akan dimakan manusia. Jatuhan debu radioaktif akan terkumpul pada daun atau buah karena proses penyerapan makanan dari tanah oleh akar- akarnya. Dari hasil analisis terhadap tanaman dapat diperoleh gambaran mengenai radioaktuvitas lingkungan yang berasal dari jatuhan debu radioaktif ke permukaan tanah Maupin yang berasal dari pencemaran lainnya.

4. 4. Prosedur Analisis

Di dalam melakukan analisis radioativitaslingkungan, perlu diketahui beberapa urutan pekerjaan yang dilakukan mulai dari awal tahap pekerjaan sampai diperoleh suatu data mengenai radioaktivitas lingkungan. Prosedur analisis yang merupakan urutan pekerjaan yang harus dilakukan adalah :

a. Penentuan pos- pos pengambilan sampel lingkungan .

b. Frekuensi pengambilan sampel lingkungan.

c. Pengolahan awal sampel lingkungan.

d. Cara analisis.

1. Penentuan Pos - Pos Pengambilan Sampel Lingkungan

Untuk dapat menentukan pos- pos pengambilan sampel lingkungan, perlu diperhatikan beberapa hal yang dapat mempengaruhi letak pos- pos pengambilan tersebut, antara lain : hidrologi lingkungan, meteorologi lingkungan, tata guna lingkungan, sifat dan jenis fasilitas nuklir.

a. Hidrologi Lingkungan

Pembebasan radioaktif ke lingkungan dari suatu fasilitas nuklir dihindari, walaupun dalam jumlah yang relatif kecil. Penggunaan sumber air di sekitar fasilitas nuklir perlu diketahui, baik berupa air danau, air rawa, maupun air sungai. Hal ini disebabkan karena tidak tertutup kemungkinan akan terjadinya pencemaran lingkungan oleh zat radioaktif melalui aliran air sungai perembesan lewat retakan - retakan tanah. Air sungai yang mengalir di sekitar fasilitas nuklir mungkin digunakan langsung oleh manusia untuk keperluan air minum, irigasi, perikanan atau rekreasi.

b. Meteorologi lingkungan

Keadaan cuaca di sekitarnuklir, seperti arah dan kecepatan angina, kelembaban udara dan curah hujan akan mempengaruhi penyebabaran zat radioaktif ke lingkungan. Pada penyebaran radioaktif berbentuk asap, gas dan debu halus dari fasilitas nuklir kelingkungan melalui cerobong dapat ditentukan berdasarkan perkiraan arah dan letak tempat jatuhnya debu radioaktif. Dengan demikian penentuan pos- pos pengambilan sampel lingkungan dapat diketahui. Data - data meteorologi lingkungan sangat diperlukan dalam keadaan darurat untuk dapat menentukan daerah - daerah berbahaya.

c. Tata Guna Lingkungan

Daerah pengambilan sampel lingkunan disekitar fasilitas nuklir dipengaruhi oleh tata guna lingkungan. Apabila suatudaerah digunakan untuk pertanian, peternakan, perkebunan, perikanan, maka pos - pos pengambilan di tempat tersebut tentu akan lebih banyak dibandingkan dengan daerah yang hanya ditumbuhi alang - alang . Jadi daerah yang tata guna lingkungannya akan menghasilkan sesuatu yang dapat dimakan manusia perlu mendapat perhatian yang saksama terhadap kemungkinan pencemaran radioaktif.

d. Sifat dan Jenis Fasilitas nuklir

Suatu fasilitas nuklir yang beroperesi setiap hari dan membebaskan sejumlah besar radionuklida ke lingkungan sudah barang tentu akan memberikan pekerjaan alanlisis radioaktif lingkungan yang lebih padat dibandingkan fasilitas nuklir kecil yang tidak beroperasi setiap hari. Reaktor penelitian dan reaktor daya akan memberikan dampak lingkungan yang berbeda.Daya reaktor dan jenis reaktor ikut pula menentukan macam radionuklida yang dibebaskan ke lingkungan serta seberapa jauhnya tersebar ke lingkungan.

2. Frekuensi dan Kualitas Pengambilan Sampel Lingkungan

Macam sampel lingkungan yang diambil dan perkiraan jenis radionuklida yang dibebaskan ke lingkungan ikut menentukan frekuensi pengambilan sampel lingkungan dan kuantitasnya. Radionuklida yang aktivitasnya rendah dan berumur paroh pendek akan sering diambil dalam jumlah yang banyak dibandingkan radionuklida yang tersebar ke lingkungan dengan aktivitas yang lebih tinggi. Frekuensi pengambilan dan kuantitas beberapa sampel lingkungan dapat dilihat pada :

a. Udara

Untuk keperluan analisis radioaktivitas lingkungan, udara ditangkap dengan menggunakan filter / kertas saring udara. Apabila fasilitas nuklir beroperasi setiap hari maka frekuensi pengambilan sampel udara dilakukan setiap 24 jam atau sekali dalam seminggu. Radionuklida yang tersebar ke lingkungan dengan waktu paroh relatif panjang dapat diambil dalam seminggu.Jumlah udara yang diambil tergantung pada kemampuan kerja pompa hisap udara.

Apabila analisis melalui suatu deretan penyerap maka udara ditampung di dalam tangki yang dimamfatkan. Setelah di laboratorium udara yang dimamfatkan tersebut dialirkan kembali keluar. Pengambilan sampel udara dilakukan dari ketinggian 1 – 2 m dan dapat pula pada ketinggian 100 m dengan menggunakanpewat terbang. Pengambilan sampel udara sebaiknya memperhatikan arah dan kecepatan angain di sekitar fasilitas nuklir.

b. Air

Pengambilan sampel air dipengruhi oleh intensitas kegiatan fasilitas nuklir. Analisis radioaktivitas air minum dilakukan setiap bulan dengan jumlah pengambilan sekitar 10 – 20 liter. Sedangkan untuk air tanah yang kandungan radionuklidanya relative rendah memerlukan sekitar 50 – 100 liter. Untuk sampel air laut, frekuensi pengambilannya berlisar antara 2 – 4 kali pertahun dengan volume pegambilan sebanyak 100 – 150 liter. Pada analisis radioaktivitas air hujan diharapkan dapat mengetahui adanya jatuhan debu radioaktif, dilakukan dengan ferkuensi setiap bulan.Jumlah air hujan yang dikumpulkan tergantung kepada luas bidang peranti pengumpul air hujan. Frekuensi pengumpulan tergantung pada musim dan cuaca.

3. Pengolahan awal Sampel Lingkungan

Pada setiap pengambilan sampel lingkungan untuk penyimpanan sampel harus selalu diberi nomor yang dituliskan pada kantong atau botol supaya tidak hilang atau lupa pada saat di bawa dari lapangan ke laboratorium. Bila filter udara akan dikirimkan, dibungkus dulu dengan plastik yang bersih dan catatan seperlunya. Sedangkan untuk sampel air untuk menjaga keutuhannya dimasukkan ke dalam botol dan bila perlu dapat ditambahkan pengemban (carrier) yang sesuai. Cuplikan urine dapat disimpan dalam botol yang diberi tambahan HCl 10 %. Untuk cuplikan lain (tulang, jaringan lunak) dapat disimpan dalam pengawet para formaldehid lalu disimpan di tempat yang dingin.

Analisis radioaktivitas lingkungan dapat dilakukan langsung di lapangan maupun di laboratorium. Dalam banyak hal melakukan analisis di laboratorium lebih menguntungkan mengingat bahwa :

1. Sampel dapat dibuat homogen,

2. Sampel dapat dibuat yang sesuai dengan cara analisis,

3. Dapat dilakukan pemekatan radionuklida,

4. Dapat dihilangkan adanya pengganggu dalam radionuklida,

5. Kotoran-kotoran yang ada dapat dihilangkan.

Dalam pengolahan awal sampel termasuk di dalamnya pekerjaan-pekerjaan penguapan, pengeringan, pengabuan, peleburan, dan dalam beberapa hal dapat juga memakai penukar ion. Filter udara pada umumnya tidak diperlukan pengolahan awal yang khusus, kecuali untuk filter yang terbuat dari fiber glass, selulosa, dan membrane. Bila filter udara akan di cacah memakai detector GeLi, disarankan untuk menekan filter sehingga menjadi tablet. Bila diperlukan dapat juga dilarutkan terlebih dahulu, setelah itu baru dianalisis sebagai radionuklida.

Filter yang terbuat dari bahan fiber glass mengalami pengolahan awal dengan dilebur memakai Na₂C0₃ yang sebelumnya diberi HF untuk menghancurkan silikanya. Garam yang tertinggal dilarutkan dalam HCl. Filter yang terbuat dari bahan selulosa dalam pengolahan awalnya diabukan, lalu dilarutkan dalam HF. Kemudian garam yang tinggal dilarutkan dengan HCl. Pengolahan awal untuk filter membran dengan melarutkannya ke dalam acetone, setelah itu diabukan kemudian dilarutkan dalam HF. Garam yang tertinggal dilarutkan dengan HCl. Sampel air mengalami pengolahan awal dengan diuapkan. Untuk air yang jernih yang dalam waktu lama dapat memberikan endapan perlu diberi pengemban dan pengasam. Setelah itu diuapkan dan selanjutnya dianalisis.

4. 5. Cara Analisis

Pada umumnya cara analisis yang digunakan dalam analisis radioaktivitas lingkungan mirip dengan analisis radiokimia. Sedangkan analisis radiokimia sama dengan cara - cara analisis kimia konvensional untuk zat- zat non radioaktif. Kebaikan suatu cara pemisahan dapat dilihat dari hasil dan kemurnian zat- zat yang dipisahkan. Secara garis besar analisis sampel dan cara kerjanya dapat di bahas seperti berikut ini.

a. Sampel Air

Sampel air yang telah diambil dari lingkungan dianalisis sebagai berikut :

1. Sampel air sebanyak satu liter diuapkan secara pelan- pelan dalam cawan porselin di atas pemanas (kompor) sampai sisanya masig tertinngal 5 cc.

2. Residu (sisa) dipindahkan ke dalam planset yang telah diketahui beratnya.

3. Sampel di dalam planset dipanaskan untuk mendapatkan keraknya dengan lampu pemanas.

4. Timbang berat kerak yang diperoleh.

5. Lakukan pencacahan terhadap kerak.

b. Sampel Tanah

Tanah yang diambil sebagai sampel lingkungan adalah tanah bagian permukaan yang diambil pada daerah seluas 10 x 10 cm dengan ke dalaman sampai 1 cm. Cara kerja yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Gunakan lampu pemanas untuk mengeringkan tanah.

2. Batu dan kotoran lainnya dipisahkan dengan penyaringan.

3. Haluskan tanah dengan martil.

4. Ambil 1 gram tanah dan pidahkan ke dalam planset .

5. Tambahkan air suling untuk mendapatkan hasil yang stabil kemudian keringkan dengan lampu pemanas.

6. Lakukan pecacahan terhadap tanah dalam planset.

c. Sampel Tanaman

Sampel tanaman diambil dari daerah yang luas yang diperkirakan dapat mewakili lingkungannya. Dalam hal ini sampel tanaman masih secara acak (random) belum dibedakan mengenai jenis tanamannya . Cara kerja yang dilakukan adalah :

1. Sampel tananman dibakar sampai menjadi arang.

2. Arang dimasukkan ke dalam cawan porselin kemudian memasukkan ke dalam tungku (furnace) untuk diabukan pada suhu sekitar 300 – 400 c selama 20 jam.

3. Setelah menjadi abu, masukkan abu sebanyak 0,5 gram ke dalam planset.

4. Tambahkan air suling untuk mendapatkan hasil yang stabil kemudian keringkan dengan lampu pemanas.

5. Setelah kering, lakukan pencacahan.

d. Sampel Udara

Udara yang ada di lingkungan kerja suatu fasilitas nuklir disaring particulate / aerosolnya dengan memakai pompa hisap udara yang dilengkapi dengan kertas saring. Urutan kerja yang dilakukan adalah:

1. Pasang kertas saring (filter) pada pompa hisap dengan baik.

2. Lakukan penghisapan.

3. Catat waktu penghisapan dan debit udara yang dihisap.

4. Hitung volume udara total yang dihisap.

5. Catat waktu tunda, yaitu waktu

antara selesai menghisap sampai saat dimulainya pencacahan.

6. Lakukan pencacahan.

7. Radioaktivitas udara dapat ditentukan dengan memperhatikan waktu tunda dan efisien detektor.