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