1
*) Penulis
**) Dosen Pembimbing
Tersedia online di: http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/tlingkungan
Jurnal Teknik Lingkungan,
Vol. 6, No. 1 (2017)
PENYISIHAN UNSUR STRONSIUM (SR) DAN CESIUM (CS) PADA
LIMBAH RADIOAKTIF DENGAN KANDUNGAN ORGANIK
POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON (PAH) MENGGUNAKAN
MEMBRAN NANOFILTRASI
Alifa Ghaisani Husna
*)
, Heru Susanto
**)
, Purwono
**)
Departemen Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jl. Prof. H. Soedarto, SH Tembalang, Semarang, Indonesia 50275
Email : alifaghaisani@gmail.com
Abstrak
Radioaktif merupakan salah satu bahan dari penghasil listrik tenaga nuklir. Dalam
operasionalnya, tentunya dihasilkan pula limbah yang mengandung radioaktif. Di samping
unsur radioaktif dihasilkan pula kontaminasi organik dalam limbahnya. Cesium dan stronsium
merupakan unsur dalam limbah radioaktif bersumber dari resin reaktor nuklir, sedangkan
Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) merupakan kandungan senyawa organik pada limbah
radioaktif yang berasal dari fasilitas laundry. Limbah radioaktif termasuk limbah bahan
berbahaya dan beracun (B3) yang perlu disisihkan karena memiliki potensi bahaya ionisasi
pada pertanahan dan perairan serta penyebab karsinogenik pada manusia. Penelitian ini
dilakukan untuk menganalisis tingkat rejeksi dari cesium, stronsium, dan PAH dalam limbah
radiaoktif dengan menggunakan membran nanofiltrasi. Variabel bebas yang digunakan yaitu
tekanan operasi (4 bar, 5 bar, dan 6 bar) dan pH (pH 4, pH 7, dan pH 9). Pengujian hasil
penelitian di laboratorium dianalisis secara deskriptif kuantitatif dan kajian pustaka.
Peningkatan tekanan operasi menyebabkan peningkatan nilai fluks selama filtrasi. Pengaturan
pH pada kondisi netral (pH 7) dan basa (pH 9) menghasilkan rejeksi sebesar 100% pada unsur
cesium dan stronsium dalam umpan tunggal maupun umpan campuran. Sedangkan senyawa
PAH dalam umpan campuran menghasilkan rejeksi optimum pada pH 7 dan dapat tersisihkan
sebesar 75,43%. Penelitian ini menunjukkan bahwa penyisihan stronsium dan cesium telah
menghasilkan rejeksi maksimum dan diperlukan optimasi pre-treatment berupa penambahan
senyawa ionik pada senyawa PAH agar menghasilkan rejeksi maksimum.
Kata kunci: Limbah radioaktif, cesium, stronsium, polycyclic aromatic hydrocarbon,
nanofiltrasi
Abstract
[Rejection of Strontium (Sr) and Cesium (Cs) in Radioactive Wastewater with Organic
Compound Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) using Nanofiltration Membrane].
Radioactive is one of nuclear power plant resource. In its operational system, the production of
wastewater surely contain radioactive material. Beside the radioactive compound, organic
matter certainly contaminate the wastewater as well. Cesium and strontium are radioactive
compounds sourced by resin of nuclear reactor, while Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH)
sourced by wastewater of laundry facility. Radioactive waste includes a list of hazardous waste
which should be eliminated because of hazardous risk to ionize soil and water, and potential
factor of carcinogenic for human health. This research conducted to analyze the rejection of
cesium, strontium, and PAH in radioactive wastewater using nanofiltration membrane at
variation of operational pressure (4 bar, 5 bar, and 6 bar) and variation of pH (pH 4, pH 7, and
2
*) Penulis
**) Dosen Pembimbing
Tersedia online di: http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/tlingkungan
Jurnal Teknik Lingkungan,
Vol. 6, No. 1 (2017)
pH 9).Sample results have been tested in laboratory and have been analyzed descriptively and
quantitatively. Enhancement operational pressure leads to the increasing of flux during
filtration. Ph adjustment in neutral condition (pH 7) and base condition (pH 9) lead to 100%
rejection in singular feed and combined feed contain cesium and/or strontium. Whereas PAH
compound in combined feed lead to optimum rejection 75,43% at pH 7. This research has
indicated the maximum rejection results of strontium and/or cesium, and pre-treatment
optimization for PAH compound such as ionic compounds adjustment required to lead higher
rejection on singular or combined feed.
Keywords: Radioactive waste, cesium, strontium, polycyclic aromatic hydrocarbon,
nanofiltration
1.
Pendahuluan
Menurut Peraturan Pemerintah No. 27
Tahun 2002, limbah radioaktif merupakan
zat radioaktif dan/atau bahan serta peralatan
yang telah terkena zat radioaktif atau
menjadi radioaktif karena pengoperasian
instalasi
nuklir
atau
instalasi
yang
memanfaatkan radiasi pengion yang tidak
dapat digunakan lagi. Cesium dan Stronsium
merupakan unsur radioaktif yang banyak
terdapat pada limbah radioaktif berbentuk
senyawa CsCl dan Sr(NO
3
)
2.
Limbah ini
berasal dari kandungan resin operasional
reaktor nuklir dan limbah cucian dari
peralatan yang terkontaminasi zat radioaktif
(Ding dkk., 2015). Selain unsur tersebut,
limbah radioaktif juga mengandung zat
organik, salah satunya Polycyclic Aromatic
Hydrocarbon (PAH) yang berasal dari
limbah resin dan merupakan senyawa yang
memiliki susunan kompleks dan bersifat
berbahaya (Tikilili dan Chirwa, 2009).
Menurut Agency for Toxic Substances and
Diseas Registry (2005), PAH merupakan zat
organik yang dapat larut di air dan
merupakan karsinogen pada manusia.
Sehingga
diperlukan
suatu
metode
pengolahan yang mampu untuk mengolah
limbah radioaktif secara optimal agar tidak
mengkontaminasi lingkungan sekitar.
Beberapa penelitian mengenai limbah
radioaktif telah dilakukan diantaranya
melalui pemisahan fasa padat (solid-phase
separation) dan pertukaran ion. Pertukaran
ion mampu untuk menetralkan kondisi
limbah radioaktif, namun proses ini bersifat
semi-kontinyu dimana output dari proses ini
harus disolidifikasi terlebih dahulu agar
tidak mencemari lingkungan sekitarnya.
Sedangkan pemisahan fasa padat mampu
memisahkan padatan tersuspensi, sehingga
proses ini dapat disambungka dari proses
pertukaran ion (Efremenkov, 1989). Selain
itu,
terdapat
pula
proses
oksidasi
(Carotenuto dkk, 2014), adsorbsi (Grassi
dkk, 2012), dan penyisihan menggunakan
membran (Lofrano dkk., 2016). Teknologi
membran dinilai optimal dalam menyisihkan
unsur radionuklida khususnya stronsium dan
cesium. Dang dkk. (2015) melakukan
penyisihan stronsium dengan perbandingan
antara membrane ultrafiltrasi dengan
penambahan polimer dihasilkan >55% pada
pH 4,5 dan >95% ada pH 9,5. Kelemahan
pada
pengolahan
ini
merupakan
kecenderungan terjadinya fouling yang lebih
tinggi. Sedangkan Chen dkk. (2015)
menyisihkan unsur cesium dan stronsium
pada pH 6 menggunakan membran RO
dengan rejeksi 91,72% untuk cesium dan
99,61% untuk stronsium. Akan tetapi, proses
ini membutuhkan energi yang tinggi.
Pada pemisahan Polycyclic Aromatic
Hydrcarbon, Tikilili (2009) menggunakan
metode
bioremediasi
dengan
mikroorganisme soil bacteria. dan mine
water bacteria. Degradasi Polycyclic
Aromatic
Hydrcarbon
dalam
bentuk
naphthalene dapat mencapai ambang batas
0,05 µg. Kelemahan proses biologis ini
membutuhkan waktu lama (30 jam) untuk
mendegradasi naphthalene sebesar 1,654