Karakteristik radionuklida alam lepasan dari kegiatan

2.4 Lepasan Radionuklida dari Pengoperasian PLTU-Batubara

Berbagai industri “non nuklir” memakai bahan baku yang mengandung bahan radioaktif alam, terutama bahan baku yang berasal dari perut bumi. Pada Tabel 4 disajikan jumlah radionuklida alam yang terkandung di dalam hasil proses industri “non-nuklir”, antara lain industri timah, fosfat, minyak dan gas, semen, PLTU- batubara, dan bauksit, sekaligus termasuk limbahnya. Dari beberapa industri “non-nuklir” tersebut ada 2 industri yang menurut laporan UNSCEAR mempunyai potensi yang besar sebagai pencemar lingkungan yaitu pabrik pupuk fosfat dan PLTU-batubara Bunawas dan Pujadi 1998. Pengoperasian PLTU- batubara memiliki konsekuensi yaitu dapat menimbulkan masalah yang berkaitan dengan pencemaran lingkungan. Pencemaran lingkungan yang ditimbulkan berupa gas beracun SOx, NOx, COx yang dapat menyebabkan hujan asam, abu terbang fly ash yang mengandung logam-logam berat Pb, Hg, Ag, dan Cd dan radionuklida alam yang berasal dari kerak bumi, yaitu deret uranium 238 U, thorium 232 Th, dan potasium-40 40 K Sutarman 2007.

2.4.1 Karakteristik radionuklida alam lepasan dari kegiatan

PLTU-batubara Mineral batubara tersusun dari sekitar 1 elemen kelumit dan radionuklida. Menurut UNSCEAR 2000, rata-rata konsentrasi radionuklida alam dalam batubara adalah untuk 238 U sebesar 35 Bqkg kisaran: 16–110 Bqkg, 226 Ra sebesar 35 Bqkg kisaran: 17–60 Bqkg, 232 Th sebesar 30 Bqkg kisaran: 11–64 Bqkg dan 40 K sebesar 400 Bqkg kisaran: 140–850 Bqkg. USEPA menyatakan bahwa di dalam batubara kandungan rata-rata uranium adalah 1,3 ppm dan kandungan thorium rata-rata 3,2 ppm. Kadar radionuklida primordial di dalam batubara bervariasi, bergantung pada jenis batubara dan lokasi asal-usul batubara Susiati, 2006. Hasil analisis kandungan radionuklida dalam batubara berikut jenis radiasi yang dipancarkan oleh radionuklida- radionuklidanya ditunjukkan pada Tabel 5 Mellawati 2009. Tabel 4. Kadar radionuklida yang terkandung di dalam hasil proses industri “non nuklir” dan hasil limbahnya. Jenis Industri Jenis Hasil Kadar radionuklida alam Bqkg 238 U 232 Th 225 Ra 40 K 210 Po Timah Timah 100 200 - - - Monasit 30000 326000 31000 - - Zirkon 16000 43000 16000 - - Timah-ore 300 1000 200 200 200000 Fume - - - - Pupuk fosfat Fosfat-ore 1400 16 1200 100 - Asam fosfat 1900 20 300 270 - TSP 1050 28 700 20 - Gip 160 21 1010 300 - Minyak dan gas Air 2 4 290 - - Lumpur 10 33 393 - - Kerak air - - 69000 - 1500 Semen Gip 160 21 1010 - 300 Abu semen 64 1,5 81 273 - PLTU Batubara 1,2 1,5 1,2 10 - Abu terbang 98 191 98 595 - Bauksit Bauksit 27 – 129 32 – 165 27 – 129 - 1 – 48 Tailing 85 208 122 - 43 Sumber: Bunawas dan Pujadi 1998 Tabel 5. Kandungan radionuklida dalam batubara. No. Radionuklida Lambang Jenis radiasi Waktu paruh tahun 1 Uranium-238 238 U Radiasi α 4,50x10 9 dan turunannya Radium-226 226 Ra Radiasi α 3,43x10 4 Timbal-210 210 Pb Radiasi β 19,40 Polonium-210 210 Po Radiasi α 138,30 2 Thorium-232 232 Th Radiasi α 1,39x10 10 dan turunannya Thorium-228 228 Th Radiasi α 1,90 Radium-228 228 Ra Radiasi β 6,70 3 Potasium-40 40 K Radiasi β dan γ 1,28x10 9 Pembangkit listrik tenaga uap yang menggunakan batubara sebagai bahan bakarnya akan menghasilkan limbah gas dan limbah padat yaitu abu yang cukup besar jumlahnya. Abu hasil pembakaran batubara dikenal sebagai ash content kandungan abu. Abu ini tidak dapat terbakar non combustible materials, atau yang dioksidasi oleh oksigen. Laju produksi abu batubara pada sistem PLTU kira-kira 10 dari volume batubara Susiati 2006. Kadar abu batubara Indonesia berkisar 5 - 20 Sukandarrumidi 2009. Apabila batubara dipakai untuk PLTU, abu yang ada akan terpisah menjadi abu dasarabu tinggal bootom ash 10-20 yang terkumpul di dasar tungku dan abu terbang fly ash 80-90 yang keluar melalui cerobong asap Sukandarrumidi 2009. Abu dasar biasanya terkumpul di dasar atau di sekitar tungku pembakar karena terlalu berat untuk dibawa oleh gas buang. Abu dasar biasanya berwarna gelap dan ukuran butirannya bervariasi dari ukuran pasir hingga kerakal. Dermata dan Meng 2003 in Jumaeri et al. 2007 menyatakan abu terbanglayang adalah residu halus yang dihasilkan dari pembakaran batu bara gilingan grounded atau serbuk powdered yang dipindahkan dari tungku pembakaran melalui boiler oleh aliran gas buang. Abu terbanglayang adalah abu batubara yang berupa serbuk halus yang tidak dapat terbakar dengan distribusi ukuran 1-100 μm dan relatif homogen Maulbetch dan Muraka 1983 in Jumaeri et al. 2007 dan berwarna lebih terang keabu-abuan bila dibandingkan dengan abu dasar. Berat jenisnya berkisar antara 1,95–2,95 gcm 3 . Abu terbang ditangkap dengan menggunakan presipitator elektrostatik, filter atau silikon. Efisiensi dari penyaringan abu terbang dapat mencapai 99,9 dengan presipitator elektrostatik dan sisanya, berupa butiran yang sangat halus, terbang ke udara Prijatama 1996. Abu terbang fly ash sebagai limbah PLTU berbahan bakar batubara dikategorikan oleh Bapedal sebagai limbah berbahaya B3. Ketika batubara dibakar, sejumlah radionuklida berpotensi juga terlepas ke lingkungan melalui fly ash abu terbang dan bottom ashnya abu tinggal. Hal ini terjadi karena ketika batubara dibakar akan mengalami pemecahan molekul- molekul batubara berukuran besar menjadi molekul-molekul berukuran lebih kecil, sehingga radionuklida yang terjebak di dalam batubara selama berjuta-juta tahun sebagai impurities akan keluar bersama-sama dengan hasil emisi batubara lainnya melalui fly ash dan bottom ash Mellawati 2009. Lepasnya zat radioaktif melalui abu ketika batubara dibakar akan mengakibatkan peningkatan konsentrasi radioaktivitas per unit berat sehingga dapat meningkatkan paparan radiasi di lingkungan Meij dan Winkel 2001 . PLTU Suralaya menghasilkan abu layang ± 750.000 ton per tahun Nasrul dan Utama 1995 in Jumaeri et al. 2007. Konsentrasi unsur radioaktif dalam abu terbang yang dihasilkan dalam pengoperasian PLTU-batubara di beberapa negara Bqkg dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Kandungan dan konsentrasi radionuklida dalam abu terbang PLTU- batubara di beberapa negara. Negara 40 K Bqkg 226 Ra Bqkg 238 U Bqkg 210 Pb Bqkg 210 Po Bqkg 232 Th Bqkg 228 Th Bqkg 228 Ra Bqkg Australia td 520 td td td td td td Jerman td 70-300 70-300 200- 3000 300- 5500 30-100 td td India td 100 td td td td td 130 Italia: I 80- 1000 44-330 40-70 td td 300 td td II - 37-74 - - - - - 333 III - 999 - - - - - - Hungaria td 20-560 td td td td td td USA: I 260- 270 15 200 160- 630 250- 700 100- 160 100- 120 100- 160 II - 161 - - - - - 84 III - 137 - - - - - 67 Rumania 500 113 71 206 240 59 70 - Baoji, Cina 261,5– 520,8 76,1– 165,7 - - - 118,7– 195,6 - - Hong Kong, Cina 178 140 - - - 155 - - Shanghai, Cina 176,5– 278,6 136,5– 189,8 - - - 123,6– 202,4 - - Beijing, Cina 213– 699 56,9– 160 - - - 50,2– 162 - - Lodz, Polandia 448,5– 758,0 54,2– 119,3 - - - 47,5– 91,5 - - India 148,0– 840,1 40,7– 151,7 - - - 96,2– 177,7 - - Sumber: Lu et al. 2006; Mellawati 2009

2.5 Radionuklida Alam