Model Distribusi Spasial Radionuklida di Darat

Lebih rinci berkaitan dengan persentase luasan dan radius yang termasuk Precautionary Action Zone PAZ dan Urgent Protective Action Planning Zone UPZ pada permukaan tanah dan permukaan tanaman setelah 7 hari, 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan setelah kecelakaan dijelaskan seperti Tabel 38 yang merupakan persentase luasan cemaran dan radius yang termasuk zona PAZ dan zona UPZ pada permukaan tanah dan tamanan wilayah studi. Tabel 25 Persentase luas, jenis permukaan, lama kejadian serta radius pada zona PAZ dan UPZ Jenis Permukaan dan waktu setelah kejadian Luas pada PAZ-1 Radius PAZ-1 Luas pada PAZ-2 Radius PAZ-2 Luas pada UPZ-1 Radius UPZ- 1 Luas pada UPZ-2 Radius UPZ-2 Soil_7h 69,979 35,0 Veg_7h 30,021 35,0 Soil_1m 22,999 5,7 48,647 19,46 35,288 27,46 74,504 35,00 Veg_1m 40,749 7,9 35,772 28,94 22,610 32,66 9,021 34,90 Soil_2m 4,217 5,70 4,656 5,70 29,559 9,70 Veg_2m 7,648 2,47 19,828 5,70 13,914 7,99 27,917 18,73 Soil_3m 0,112 2,47 3,769 5,70 Veg_3m 4,855 2,47 3,265 5,70 15,844 5,70 Soil_4m 2,104 5,70 Veg_4m 4,855 2,47 11,840 5,70 Wilayah yang termasuk zona PAZ-1, distribusi cemaran radionuklida paling banyak berada di permukaan tanah mencapai 69,979 dan sebanyak 30,021 berada pada permukaan vegetasi setelah tujuh hari kejadian kecelakaan, kondisi ini terjadi pada seluruh wilayah studi radius 35 km. Satu bulan setelah kejadian, wilayah yang termasuk zona PAZ-1, distribusi radionuklida yang berada di permukaan tanah mencapai 22,999 dan pada vegetasi mencapai 40,749 dengan radius zona PAZ-1 terjauh pada 7,9 km. Distribusi radionuklida yang berada pada zona PAZ-2 yang berada pada permukaan tanah sebanyak 48,647 dan pada vegetasi sebanyak 35,772 dengan radius zona PAZ-2 terjauh dalam jarak 28,94 km. Distribusi radionuklida pada zona PAZ-1 dan PAZ-2 setelah 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan kejadian lebih lama bertahan di permukaan tanaman dibandingkan distribusinya di permukaan tanah. Penjelasan ini dapat dilihat dalam Gambar 64 dan Gambar 65 grafik berikut. 0,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 Soi l_7d Veg_7 d Soi l_1m Veg_1 m Soi l_2m Veg_2 m Soi l_3m Veg_3 m Soi l_4m Veg_4 m Waktu setelah kejadian dan jenis permukaan P er sen tase l u as Luas pada PAZ-1 Luas pada PAZ-2 Gambar 38 Grafik prosentase luas permukaan tanah dan tanaman dalam zona PAZ. Selama 1 sampai 4 bulan setelah kejadian persentase wilayah yang memiliki yang berada pada zona PAZ-2, persentase luasan ditribusi radionuklida yang berada dalam permukaan tanaman memiliki persentase luasan yang lebih tinggi dari persentase luasan di permukaan tanah, hal ini disebabkan permukaan tanamanan memiliki daya serap terhadap cemaran radionuklida relatif lebih rendah dari daya serap permukaan tanah. 10 20 30 40 50 60 70 80 Soi l_7d Veg_7 d Soi l_1m Veg_1 m Soi l_2m Veg_2 m Soi l_3m Veg_3 m Soi l_4m Veg_4 m Waktu setelah kejadian dan jenis permukaan P er sen tase l u as Luas pada UPZ-1 Luas pada UPZ-2 Gambar 39 Grafik prosentase luas permukaan tanah dan tanaman dalam zona darurat UPZ Radius dari pusat kecelakaan yang merupakan zona PAZ setelah 7 hari kecelakaan adalah berjarak 35 km, setelah 1 bulan kecelakaan berjarak 28,94 km dari pusat kecelakaan. Dua bulan setelah kecelakaan yang termasuk zona PAZ adalah radius 5,70 km dan tiga bulan setelah kejadian zona PAZ berada pada radius 2,47 km, yang disajikan dalam Gambar 66 berikut. 19,46 28,94 5,70 5,70 2,47 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 Soil_7d Veg_7d Soil_1m Veg_1m Soil_2m Veg_2m Soil_3m Veg_3m Soil_4m Veg_4m L am a kej ad ian d an j en is p er m u kaan Radius dalam km Radius PAZ-2 Radius PAZ-1 Gambar 40 Grafik radius dari pusat kejadian dan lama serta jenis permukaan pada zona PAZ. 35,00 34,90 9,70 18,73 5,70 5,70 5,70 5,70 5 10 15 20 25 30 35 40 Soil_7d Veg_7d Soil_1m Veg_1m Soil_2m Veg_2m Soil_3m Veg_3m Soil_4m Veg_4m Radius UPZ-2 Radius UPZ-1 Lam a k ej adi an dan j eni s per m uk aan Radius dalam km Gambar 41 Grafik radius dari pusat kejadian dan lama serta jenis permukaan pada zona UPZ Radius zona UPZ seperti dalam Gambar 67 dari mulai detik kejadian sampai 1 bulan kejadian berada dalam radius 35 km sampai 4 bulan kejadian zona UPZ berada dalam radius 5,70 km. Jumlah wilayah yang memiliki distribusi radionuklida dari kecelakaan PLTN yang termasuk dalam zona Urgent Protective Action Planning Zone UPZ dan jumlah dalam zona Precautionary Action Zone PAZ dalam tujuh hari, satu bulan, dua bulan, tiga bulan serta empat bulan setelah kejadian ditampilkan seperti dalam Tabel 39. Tabel 26 Radius distribusi cemaran dan jumlah wilayah, zona kedaruratan dan waktu setelah kejadian Radius km Tujuh hari Satu bulan Dua bulan Tiga bulan Empat bulan Jumlah Wilayah 00,00-35,00 PAZ Dua ratus enampuluh 260 Wilayah: W001 s.d W260 00,00-28,94 PAZ Seratus lima puluh empat 154 Wilayah: W001 s.d W148, dan W156, W196, W200, W208, W209, W223 28,94-35,00 UPZ Seratus enam 106 Wilayah: W149 s.d W260 selain W156, W196, W200, W208, W209, W223 0,00 - 05,70 PAZ Empat 4 Wilayah: W001 s.d W004 05,70-18,73 UPZ Lima puluh lima 55 Wilayah: W005 s.d W059 00,00-02,47 PAZ Satu 1 Wilayah: W001 02,47-05,70 UPZ Tiga 3 Wilayah: W002 s.d W004 00,00-02,47 UPZ Satu 1 Wilayah: W001 Tabel 39 menunjukkan bahwa dalam tujuh hari pertama setelah kejadian sebanyak 260 kode wilayah dalam radius 35 km berada dalam zona kedaruratan Precautionary Action Zone PAZ sehingga perlu tindak lanjut langsung dan segera dilakukan penanggulangan mulai detik awal kejadian. Dalam satu bulan setelah kejadian sebanyak 154 kode wilayah dalam radius 28,94 km berada dalam zona kedaruratan PAZ sehingga perlu tindak lanjut langsung dan segera mulai detik awal kejadian. Setelah 2 bulan kejadian kode wilayah yang tetap dalam zona kedaruratan PAZ sebanyak 4 wilayah dalam radius 5,70 km. Dan setelah lebih dari 4 bulan kejadian yang tetap berada dalan zona PAZ adalah kode wilayah yang berada dalam radius 2,47 km. Radius dari pusat kecelakaan yang merupakan zona Precautionary Action Zone PAZ setelah 7 hari, satu bulan, dua, tiga dan empat bulan setelah kejadian luasan distribusi cemaran terus menurun, dan berubah menjadi zona Urgent Protective Action Planning Zone UPZ yaitu zona yang disiapkan untuk ditetapkan tindakan penanggulangan berdasarkan hasil pemantauan lingkungan. Jumlah wilayah dalam kategori PAZ dan jumlah wilayah dalam kategori UPZ dalam tujuh hari, satu bulan, dua bulan, tiga bulan serta empat bulan setelah kejadian disajikan dalam Tabel 40. Tabel 27 Zona radionuklida di darat untuk radionuklida Cs-137 dan I-131

4.11.3.4 Validasi Data Hasil Spasial

Kecelakaan Chernobyl tahun 1986 ditemukan kandungan densitas tertinggi sebesar 3700 kBqm 2 dimiliki oleh radionuklida cesium. Tahun 2011 kecelakaan Fukushima ditemukan kadar cesium yang terukur di atas 550 kBqm 2 pada jarak radius sekitar 45 kilometres. Pada sekitar 30-35 kilometres menuju kota Nihonmatsu ditemukan cesium 1816 kBqm 2 dan kota Kawamata sekitar 1752 kBqm 2 . Sementara iodine-131 mencapai angka 12.560 kBqm 2 Tabel 28 Perbandingan densitas Cs-137 pada kecelakaan muria dan fakta Chernobyl dan Fukushima 7 hari setelah kejadian No Kecelakaan Reaktor Cs-137 kBqm2 I-131 kBqm2 INES Urutan 1 Chernobyl, 30 km ke Belarus RMBK 3700 9.33E+10 7 1 2 Fukushima, 30 km ke Nihotmatsu, Kawamata BWR 1816 12560 5-7 3 3 Spasial Muria 0 PWR 3213 61880 2 Spasial Muria 1 1304 25123 5-7 4 TMI 2 AS 0,00005 I- 131, 1 Gas Mulia, 0 Cs- 137 PWR Mayoritas Kr-85 Lebih kecil 4 Safety Saries no 75, IAEA 1986, MacKenzi D, Gerhard Proehl , IAEA, 2011 Tanpa memperhitungkan serapan tanah dan vegetasi Perbandingan hasil model kecelakaan PLTN Muria dengan fakta kejadian kecelakaan di Chernobyl dan Fukushima, maka model kecelakaan yang dihasilkan berada kurang lebih pada skala 5 menurut INES The International Nuclear and Radiological Event Scale. Tabel 41 merupakan perbandingan densitas Zona Radionuklida Cs-137 pada Overlay darat tanaman dan tanah Radinuklida I-131 pada Overlay darat tanaman dan tanah Radinuklida total Cs-137 dan I-131 pada Overlay darat PAZ Setelah 7 hari berada pada radius 35 km, semua wilayah studi 260 kode wilayah, Luas : 141.716,04 ha Setelah 7 hari berada pada radius 35 km, semua wilayah studi 260 kode wilayah Luas: 141.716,04 ha Setelah 7 hari berada pada radius 35 km, semua wilayah studi 260 kode wilayah Luas: 141.716,04 ha Setelah 1 bulan pada radius 28,94 km, sebagian wilayah studi. Luas : 129.173,655 ha Setelah 1 bulan pada radius 28,94 km, Luas 60.076,30 ha Setelah 1 bulan pada radius 28,94 km, sebagian wilayah studi. Luas : 129.173,655 ha UPZ Setelah 4 bulan pada radius 5,70 km pada W001 s.d W004 798,04 ha Setelah 4 bulan 2,47 km, pada sebagian kecil wilayah W001. Luas 234,95 ha Setelah 4 bulan pada radius 5,70 km pada W001 s.d W004 798,04 ha radionuklida Cs-137 dari simulasi kecelakaan muria dan fakta kejadian di Chernobyl dan Fukushima.

4.12 Laju Degradasi Radionuklida di Darat

Degradasi radionuklida yang terdapat di darat dari waktu 7 hari setelah kejadian kecelakaan sampai dengan 360 hari setelah kejadian dari hasil perhitungan untuk jarak 2 km arah selatan dari sumber dan diubah dalam logaritme konsentrasi densitas disajikan dalam Tabel 42. Tabel 29 Densitas dan log densitas radionuklida Cs-137 dan I-131 yang ada di permukaan darat Bqm 2 pada 2 km arah selatan 7 hari Densitas Cs-137 di darat Bqm 2 Densitas I- 131 di darat Bqm 2 Total densitas Cs-137 dan I- 131 Bqm 2 Log [ densitas Cs- 137 di darat] Log [ densitas I- 131 di darat ] Log [Total densitas Cs-137 dan I- 131] 7 2.015E+09 3.881E+10 4.082E+10 9.30427979 10.58890944 10.61089391 30 3.649E+07 9.599E+07 1.325E+08 7.56223083 7.982215179 8.122158177 60 1.587E+06 3.111E+05 1.898E+06 6.20064764 5.492833768 6.278367358 90 8.160E+04 1.192E+03 8.280E+04 4.911712669 3.076100577 4.918008031 120 2.828E+04 3.077E+01 2.831E+04 4.451524803 1.488114491 4.451997016 150 2.352E+02 1.907E-02 2.352E+02 2.371461352 -1.71974718 2.371496554 180 1.286E+01 7.768E-05 1.286E+01 1.109321401 -4.109685351 1.109324024 210 7.069E-01 3.181E-07 7.069E-01 -0.150620268 -6.49742524 -0.150620072 240 3.897E-02 1.306E-09 3.897E-02 -1.409319191 -8.883922384 -1.409319176 270 2.152E-03 5.376E-12 2.152E-03 -2.66710055 -11.26950196 -2.667100549 300 1.190E-04 2.215E-14 1.190E-04 -3.924384092 -13.65458373 -3.924384092 330 3.616E-06 5.014E-17 3.616E-06 -5.44182138 -16.29981923 -5.44182138 360 2.002E-07 1.342E-19 2.002E-07 -6.698548067 -18.87231051 -6.698548067 Pengolahan data lebih lanjut unuk memperoleh hasil kecepatan laju degradasi k diperoleh hasil seperti disajikan pada Gambar 68. y = -0,044x + 9,1457 R 2 = 0,9972 y = -0,046x + 9,6551 R 2 = 0,9917 y = -0,0818x + 10,717 R 2 = 0,9992 -25 -20 -15 -10 -5 5 10 15 50 100 150 200 250 300 350 400 Waktu hari Log [ de ns it a s B q m 2 ] Sisa degradasi Cs-137 di permukaan darat Sisa degradasi I-131 di permukaan darat Sisa degradasi overlay Cs137 dan I-131 di permukaan darat Linear Sisa degradasi Cs-137 di permukaan darat Linear Sisa degradasi overlay Cs137 dan I 131 di permukaan Gambar 42 Grafik waktu setelah kejadian terhadap log densitas radionuklida jarak 2 km arah selatan di darat. Konsentrasi distribusi radionuklida terus berkurang sebanding dengan pertambahan jarak sumber. Grafik log [densitas] terhadap waktu degradasi menunjukkan garis linier, mengindikasikan laju degradasi order reaksi satu. Dari Tabel 43 diketahui persamaan laju degradasi radionuklida di darat adalah: 0,101332[densitas Cs-137] dc dt − = ; dan 0,188385[densitas I-131] dc dt − = ; 0,105938[densitas total Cs-137 dan I-131] dc dt − = . Tabel 30 Data grafik log [densitas Cs-137 dan I-131] dan waktu paruh degradasi. Degradasi radionuklida di darat terjadi disebabkan: a Masuknya radionuklida melewati pori-pori tanah, wilayah studi memiliki nilai persentase sorpsi 0,600 per minggu atau 8.571 x 10 -1 hari pada pH=7.00 Setiawan 1998 yang menyebabkan densitas radionuklida di permukaan akan berkurang terserap tanah; b Akar vegetasi juga berperan mengurangi densitas radionuklida di darat; c Sifat kimia lain yang menurunkan densitasnya di darat adalah kemudahan radionuklida bereaksi dengan udara. Nilai laju degradasi Cs-137 adalah 0.101332 hari dan t 12 degradasi 6.84 hari, degradasi Cs-137 disebabkan sifat kelarutan dalam air yang cukup tinggi sehingga dengan adanya wash out hujan deposisi basah akan terserap tanah dan akar vegetasi. Nilai laju degradsi I-131 adalah 0.188385 hari dan t 12 degradasi 3.68 hari, degradasi disebabkan selain terserap tanah juga iod memiliki sifat sangat mudah menguap ke udara sehingga mengurangi densitasnya di darat. Densitas total overlay Cs-137 dan I-131 memiliki nilai k = 0.105938 hari, dan t 12 degradasi di darat selama 6.54 hari mendekati nilai t 12 degradasi Cs-137 6,84 hari. Penggambaran grafik linieritas densitas total Cs-137 dan I-131 dan linieritas Cs-137 menghasilkan slope yang relatif sama. Hal ini memberi informasi bahwa densitas total Cs-137 dan I-131 memiliki tingkat kepentingan yang sama dengan densitas Cs-137. Membandingkan cemaran Cs-137 dan I-131, maka Cs-137 memiliki nilai lebih penting daripada cemaran I-131, sehingga dalam kecelakaan nuklir yang terjadi, sangat penting berfokus memperhatikan densitas cemaran Cs-137 dibandingkan dengan I-131. Cs-137 di permukaan darat I-131 di permukaan darat Total Cs-137 dan I-131 di permukaan darat k Bqm 2 hari 0.101332 0.188385 0.105938 t 12 degradasi di darat hari 6.84 3.68 6.54

4.13 Keterkaitan Degradasi Radionuklida dengan Serapan Tanah dan Akar.

Degradasi radionuklida di permukaan tanah memiliki keterkaitan erat dengan faktor serapan tanah dan serapan akar, oleh karena itu degradasi dapat dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain karena adanya serapan tanah, serapan akar vegetasi atau faktor-faktor lain yang perlu penelitian lebih lanjut, misalnya kombinasi serapan akar dan tanaman yang bekerja simultan menyerap radionuklida, faktor serapan daun atau faktor lain yang belum diketahui. Jika dibandingkan pengaruh degradasi dengan serapan tanah dan akar dapat disajikan seperti Gambar 69 berikut. 4,445E-03 8,571E-02 1,059E-01 0,00000E+00 2,00000E-02 4,00000E-02 6,00000E-02 8,00000E-02 1,00000E-01 1,20000E-01 Degradasi Serapan Tanah Serapan Akar Tetapanhari Gambar 43 Perbandingan tetapan laju degradasi, tetapan serapan tanah dan akar Tetapan degradasi 1,059E-01hari di permukaan tanah untuk radionuklida Cs-137 dan I-131, paling banyak ditentukan oleh adanya faktor serapan tanah 8,571E-02 hari yang berperan mencapai 81.0 ; sedangkan peranan akar peranannya relatif lebih rendah terhadap degradasi radionuklida dengan tetapan 4,445E-03hari yang berperan sebesar 4.2 terhadap degradasi radionuklida di permukaan tanah.

4.14 Model Distribusi Spasial Radionuklida pada Kecelakaan PLTN Masa Depan

4.14.1 Penggunaan Luasan Tanah

Tanah yang menjadi objek penelitian pada radius 35 km pada wilayah studi terbesar merupakan wilayah kabupaten Jepara. Wilayah kabupaten Jepara dari data BPS 2005 dan 2008 diketahui memiliki tanah basah dengan luasan 26.408.004 ha yang terdiri dari sawah tadah hujan, pasang surut dan tanah sawah dan tanah basah lainnya. Sedangkan tanah Kering dengan luas 74.005.185 Ha terdiri dari bangunan, hutan, perkebunan, tegalan, padang rumput, dan lain-lain. Data BPS wilayah studi tersebut selanjutnya dihitung perbahan lahan yang terjadi setisap tahunnya untuk memperoleh perkiraan perubahan luasan lahan yang disajikan dalam Tabel 44. Tabel 31 Perkiraan perubahan luasan tanah di wilayah studi ha 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Tanah tidak bervegetasi 56037.68 55910.21 55918.46 55895.61 55955.22 56014.83 Tanah bervegetasi 44375.506 44502.976 44494.728 44517.389 44457.778 44398.167 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Tanah tidak bervegetasi 56074.44 56134.06 56193.67 56253.28 56312.89 56372.5 Tanah bervegetasi 44338.56 44278.945 44219.334 44159.723 44100.112 44040.5 2016 2017 2018 2019 2020 2021 Tanah tidak bervegetasi 56432.11 56491.72 56551.33 56610.94 56670.55 56730.17 Tanah bervegetasi 43980.89 43921.279 43861.668 43802.057 43742.45 43682.835 2022 2023 2024 2025 2026 2027 Tanah tidak bervegetasi 56789.78 56849.39 56909 56968.61 57028.22 57087.83 Tanah bervegetasi 43623.224 43563.613 43504.002 43444.39 43384.78 43325.169 2028 2029 2030 2031 Tanah tidak bervegetasi 57147.44 57207.05 57266.66 57326.28 Tanah bervegetasi 43265.558 43205.947 43146.34 43086.725 Data BPS penggunaan lahan kabupaten Jepara dan dianalisis dan diperoleh data dimana wilayah studi dibagi 2 yang terdiri: 1 tanah bervegetasi: meliputi tegalan dengan rumput ilalang, hutan kayu, hutan negara dan swasta, padang rumput dan tanah yang tidak diusahakan; 2 tanah tanpa vegetasi: meliputi bangunan, tanah persawahan, kolam, tambak dan rawa. Perubahan penggunaan luasan tanah diperkirakan seperti Tabel 44 dan Gambar 70.