Penggunaan Radioisotop dengan Teknik Perunut dalam Bidang Hidrologi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1                       Latar Belakang

Akhir-akhir ini, banyak terjadi masalah di bidang perairan seperti pengendapan lumpur di dalam teluk, kebocoran pipa yang terdapat dalam tanah, air bendungan yang merembes ke lingkungan dan lain-lain. Dalam kehidupan sehari-hari, hal ini dapat merugikan lingkungan dan manusia. Upaya yang sering dilakukan untuk mengatasi permasalahan ini diantaranya adalah mengecek pipa secara manual dan berkala. Namun, upaya-upaya yang telah dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut, dinilai masih kurang maksimal. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu upaya alternatif untuk mengatasi permasalahan dalam bidang perairan ini.
Salah satu disiplin ilmu dalam perairan adalah hidrologi.
Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari pergerakan, distribusi, dan kualitas air. Masalah pada bidang perairan juga dipelajari dalam ilmu ini.
Seiring dengan majunya ilmu pengetahuan, dunia sains juga mengenal nuklir. Nuklir tidak hanya diaplikasikan dalam bentuk energi saja, tetapi nuklir juga dapat dimanfaatkan dalam bidang lain,seperti bidang pertanian, bidang industri, bidang pangan dan lain-lain. Dalam nuklir juga dikenal istilah perunut. Perunut adalah zat kimia yang digunakan sebagai tanda untuk mengikuti berlangsungnya reaksi kimia atau proses fisika, atau untuk menunjukkan posisi atau lokasi suatu zat kimia. Perunut ini biasanya berbentuk radioisotop dari suatu unsur kimia, seperti Na^24, I ¹³¹, Br ⁸².
Jadi, teknik perunut bisa dimanfaatkan dalam bidang hidrologi untuk diambil manfaatnya atau sebagai cara alternatif untuk mengatasi permasalahan pada bidang hidrologi.
1.2                       Rumusan Masalah
1.      Apa pengertian dari teknik perunut?
2.      Bagaimana proses aplikasi penggunaan radioisotop dengan teknik perunut dalam bidang hidrologi?
3.      Apa manfaat dari aplikasi penggunaan radioisotop dengan teknik perunut dalam bidang hidrologi?
1.3                       Tujuan
1.      Mengetahui pengertian dari teknik perunut
2.      Memahami proses penggunaan radioisotop dengan teknik perunut dalam bidang hidrologi
3.      Mengetahui manfaat dari aplikasi penggunaan radioisotop dengan teknik perunut dalam bidang hidrologi
BAB II
PEMBAHASAN
2.1    Pengertian Teknik Perunut
Teknik perunut adalah suatu teknik yang digunakan untuk tujuan mendapatkan informasi  perilaku dari obyek dengan cara menandai obyek tersebut dengan suatu bahan tertentu. Yang dimaksud dengan obyek disini adalah suatu sistem yang dinamis, artinya bahwa sistem atau bagian dari sistem tersebut mengalami perubahan sebagai fungsi dari ruang dan/atau waktu. Sebagai contoh dari sistem dinamis itu misalnya aliran suatu populasi masa atau material induk. Sedang yang dimaksudkan dengan bahan tertentu adalah bahan perunut itu sendiri. Dalam sistem yang dinamis bahan perunut bercampur dengan aliran populasi masa. Informasi yang ingin diketahui dari sistem tersebut diperoleh dengan cara mendeteksi perunut yang telah  bercampur homogen dengan aliran populasi masa dari sistem yang diselidiki.
Jadi teknik perunut ini dapat diaplikasikan apabila dalam kondisi dimana ada suatu aliran populasi masa. Selain itu agar teknik perunut ini dapat secara sempurna diaplikasikan maka perlu dipenuhi beberapa persyaratan lain, misalnya bahwa bahan perunut yang digunakan harus mempunyai sifat-sifat dan berkelakuan sama dengan bahan dari populasi masa yang diselidiki namun mempunyai identitas khusus dimana bahan perunut tersebut harus dapat dideteksi dengan suatu alat deteksi.

Gambar 1. Ilustrasi Teknik Perunut (www.batan.go.id)
2.2     Proses Penggunaan Radioisotop dengan Teknik Perunut dalam Bidang Hidrologi
Pemanfaatan radioisotop sebagai perunut dalam bidang hidrologi yaitu dengan cara memasukkan (menginjeksikan) radioisotop tertentu ke dalam suatu sistem yang akan dipelajari sehingga radioisotop berbaur dengan sistem, yang selanjutnya diikuti gerak dan tingkah laku perunut radioaktif yang telah dimasukkan ke sistem tadi. Dengan memakai radioisotop sebagai perunut maka akan diperoleh gambaan tentang sistem yang dipelajari tersebut. Tanpa bantuan radioisotop sebagai perunut, gambaran sistem yang dipelajari sulit didapatkan.
Radioisotop yang sering digunakan dalam bidang hidrologi antara lain adalah H-3, I-131, Na-24, Cr-51, dan Br-82. Radioisotop tersebut sering digunakan dalam bidang hidrologi karena alasan keselamatan lingkungan. Radioisotop tersebut relatif cepat meluruh atau waktu paronya pendek sehingga dapat menyesuaikan dengan cacah latar.
Radioisotop yang akan digunakan sebagai perunut dalam bidang hidrologi harus memenuhi persyaratan, antara lain:
1.      Harus larut dalam air dan tidak membentuk endapan karena proses kimia dengan air, baik proses oksidasi maupun proses reduksi.
2.      Harus tidak bereaksi dengan atau diserap oleh suspensi atau materi yang terdapat di dalam air.
3.      Tidak bersifat racun yang dapat mengganggu kesehatan.
4.      Harus bisa terdeteksi oleh detektor walaupun dalam jumlah yang sangat kecil.
5.      Mudah didapat dan harganya murah.
2.3     Manfaat dari Aplikasi Penggunaan Radioisotop dengan Teknik Perunut dalam Bidang Hidrologi
            Radioisotop digunakan sebagai perunut dalam bidang hidrologi,diantaranya:
2.3.1    Penentuan kecepatan dan arah aliran air tanah (ground water)
Arah aliran tanah dan kecepatannya seringkali diperlukan dalam pembuatan perencanaan suatu kawasan supaya air tanah yang akan diambil (dibor) sebagai sumber air benar-benar baik dan tidak terkontaminasi oleh air limbah yang dibuang ke dalam peresapan. Caranya adalah dengan membuat sumur pada beberapa tempat (multi well technique) sebagai berikut:

Gambar 2. Ilustrasi Penentuan Aliran Air Tanah
Radioisotop disuntikkan ke dalam sumur A. Setelah beberapa saat, air dari sumur 1 sampai sumur 6 diambil dan dianalisis kandungan radioisotopnya. Sumur yang mengandung radioisotop terbanyak, menunjukkan arah aliran tanah dari sumur A ke sumur yang terbanyak radioisotopnya.
2.3.2    Penentuan Kebocoran Pipa dalam Tanah
Kebocoran pipa di dalam tanah dapat diketahui dengan memasukkan radioisotop tertentu ke dalam fluida (ikut aliran fluida). Radioisotop akan keluar pada pipa yang bocor dan ini dapat diketahui dengan bantuan detektor nuklir yang mengikuti arah aliran dari permukaan tanah.


Gambar 3. Ilustrasi Penentuan Kebocoran Pipa dalam Tanah
2.3.3    Untuk Mengetahui Transpor Endapan
Radioisotop dapat juga digunakan untuk mengetahui transport endapan (misalnya: pasir) di dalam sungai, di dalam danau, dan di dalam laut (teluk).
Perunut radioisotop yang digunakan biasa berupa :
a.       Pasir yang diambil dari sungai, danau, atau laut yang akan diamati transpor endapannya. Pasir yang dikehendaki sesuai dengan diameter yang akan ditentukan (melalui proses pengayakan), kemudian pasir tersebut diiradiasi di dalam reaktor nuklir agar menjadi pasir radioaktif yang akan dipakai sebagai perunut.
b.      Surface labelling, yaitu pasir yang permukaannya diberi lapisan radioisotop.
c.       Exchange resin, yaitu suatu zat yang diberi larutan yang mengandung radioisotop. Radioisotop akan menempel dan diabsorbsi oleh resin.
d.      Ground glass, yaitu bahan gelas yang ukurannya dibuat seperti butiran pasir yang diselidiki dan diberi zat yang akan dijadikan radioisotop.
Setelah perunut selesai dibuat, perunut radioisotop dimasukkan ke dalam sungai atau danau yang akan diselidiki transpor endapannya.Pasir kemudian diambil dari beberapa tempat, dicacah radiasinya dengan detektor nuklir. Data radiasi pasir dari beberapa tempat, kemudian dibuat penyebarannya berdasarkan iscount. Transpor pengendapan pasir dapat diketahui dari data iscount tersebut.
2.3.4    Mengukur Debit Alir Sungai
Penggunaan metoda perunut radioisotop untuk mengukur debit air sungai terbukti lebih sederhana dibandingkan metoda dengan alat ukur arus (Current Meter). Keunggulan metode perunut radioisotop adalah pengukurannya yang lebih cepat dan dalam keadaan sungai banjir pengukuran tetap dapat dilaksanakan. Dasar metoda perunut radioisotop adalah pengenceran perunut. Perunut radioisotop dalam jumlah yang tidak membahayakan dilepaskan di bagian hulu sungai, kemudian dipantau konsentrasinya di bagian hilir. Perubahan konsentrasi yang diakibatkan oleh aliran (debit) sungai dapat diketahui dari perubahan intensitas pancaran radioisotop yang diukur langsung di dalam aliran air sungai itu.
2.3.5    Mendeteksi Zat Pencemar dalam Air
Zat pencemar ditandai dengan radioisotop kemudian melepaskannya di tempat yang diperkirakan asal pencemaran, maka pengamatan gerakan zat pencemar itu dapat dilakukan secara terus-menerus. Hal ini, dapat dipakai untuk menentukan lokasi pembuangan yang cocok, tidak mencemari daerah yang penting dan dapat digunakan untuk keperluan lain, misalnya untuk kawasan wisata, daerah hunian dan lain-lain. Teknik perunut radioisotop ini, berguna untuk mengetahui asal pencemaran pada suatu daerah, apakah berasal dari buangan industri atau buangan rumah tangga. Teknik perunut radioisotop untuk penelitian pencemaran lingkungan ini biasanya menggunakan radioisotop buatan yang dibuat di reactor nuklir.
2.3.6    Menentukan Kebocoran Dam atau Bendungan
Teknik perunut radioisotop juga telah dimanfaatkan untuk menentukan kebocoran/rembesan dam atau bendungan. Radioisotop yang digunakan sebagai perunut harus memenuhi persyaratan tertentu, antara lain : tidak berbahaya bagi manusia atau makhluk hidup lain di sekelilingnya, aktivitasnya rendah, waktu paronya pendek, larut dalam air, tidak diserap oleh tanah atau tubuh bendung/ dam dan oleh tumbuhan. Radioisotop dilepaskan pada tempat tertentu di reservoir ( air dam) yang diperkirakan sebagai tempat terjadinya rembesan/ bocoran pada dam/bendungan. Apabila terjadi kebocoran pada bendungan tersebut, maka air yang telah diinjeksi/dilepas radioisotop akan masuk dan mngikuti arah bocoran. Dengan mengikuti/mencacah air yang keluar dari mata air, sumur-sumur pengamat yang terdapat di daerah downstream, maka akan dapat diketahui adanya bocoran/rembesan dan arah dari rembesan dam tersebut.
BAB III
SIMPULAN DAN SARAN
3.1           Simpulan
1.      Teknik perunut adalah suatu teknik yang digunakan untuk tujuan mendapatkan informasi  perilaku dari obyek dengan cara menandai obyek tersebut dengan suatu bahan tertentu.
2.      Pemanfaatan radioisotop sebagai perunut dalam bidang hidrologi yaitu dengan cara memasukkan (menginjeksikan) radioisotop tertentu ke dalam suatu sistem yang akan dipelajari sehingga radioisotop berbaur dengan sistem, yang selanjutnya diikuti gerak dan tingkah laku perunut radioaktif yang telah dimasukkan ke sistem tadi. Dengan memakai radioisotop sebagai perunut maka akan diperoleh gambaan tentang sistem yang dipelajari tersebut.
3.      Manfaat penggunaan radioisotop sebagai perunut dalam bidang hidrologi antara lain: menentukan kecepatan dan arah aliran air tanah (ground water),penentuan kebocoran pipa di dalam tanah, mengetahui transpor endapan, mengukur debit alir sungai, dan mencari aliran cairan di sumur minyak.
3.2           Saran
Pemanfaatan iptek nuklir harus lebih digiatkan lagi untuk mengatasi permasalahan di bidang hidrologi.
DAFTAR PUSTAKA
Wardana, Wisnu Arya.2007.Teknologi Nuklir Proteksi Radiasi dan Aplikasinya.Yogyakarta:Andi.
http://www.warintek.ristek.go.id/nuklir/hidrologi.pdf (diakses pada tanggal 23 Nopember 2014)
https://sylviaoctavia.files.wordpress.com/2014/08/b.jpg(diakses pada tanggal 23 Nopember 2014)
http://dnabio71teknikperunut.blogspot.com/ (diakses pada tanggal 23 Nopember 2014)
http://www.batan.go.id/patir/_teknologi/perunut.html (diakses pada tanggal 24 Nopember 2014)
http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2009/0700662/Perunut.html (diakses pada tanggal 24 Nopember 2014)
http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrologi (diakses pada tanggal 24 Nopember 2014)