Sains Malaysiana 52(1)(2023): 271-280 Penentuan Kepekatan Keradioaktifan Radionuklid Semula Jadi dan Indeks Bahaya Sinaran pada Musim Hujan dari Tanah di Kawasan Sekitar Kemudahan Simpanan Jangka Panjang (LTSF) Bukit Kledang, Perak (Determination of Natural Radionuclide Radioactivity Concentration and Radiation Hazard Index during the Rainy Season from the Soil in the Area Around the Long-Term Storage Facility (LTSF) Bukit Kledang, Perak) MOHD IZWAN ABDUL ADZIZ1 & KHOO KOK SIONG1,2,* 1Jabatan Fizik Gunaan, Fakulti Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 UKM Bangi, Selangor Darul Ehsan, Malaysia 2Pusat Penyelidikan Teknologi (NUKLEAR), Fakulti Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 UKM Bangi, Selangor Darul Ehsan, Malaysia Diserahkan: 22 April 2022/Diterima: 30 September 2022 ABSTRAK Kajian dan pemantauan yang dilakukan terhadap taburan dan penentuan aktiviti keradioaktifan radionuklid semula jadi boleh dijadikan panduan dan rujukan serta amat berguna terutamanya ketika berlakunya dedahan sinaran yang tinggi dan tidak terancang daripada sumber antropogenik dan kemalangan nuklear global. Sampel tanah permukaan dari 12 lokasi yang telah dikenal pasti di sekitar kawasan kemudahan repositori telah diambil untuk dijalankan kajian analisis penentuan kepekatan keradioaktifan dan indeks bahaya sinaran. Pengukuran kepekatan radioaktif dalam sampel tanah dilakukan dengan menggunakan sistem pembilangan spektrometer gama yang dilengkapi dengan pengesan High Purity Germanium (HPGe). Keputusan yang diperoleh menunjukkan kepekatan radioaktiviti 238U adalah berjulat antara 17.83 - 31.80 Bq kg-1, 234Th adalah berjulat antara 23.18 - 40.64 Bq kg-1, 226Ra adalah berjulat antara 20.09 - 32.80 Bq kg-1, 228Ra adalah berjulat antara 21.20 - 38.88 Bq kg-1 dan 40K adalah berjulat antara 9.11 - 51.39 Bq kg-1 dengan nilai purata masing-masing adalah 21.45 Bq kg-1, 28.17 Bq kg-1, 24.00 Bq kg-1, 27.43 Bq kg-1 dan 24.01 Bq kg-1. Nilai kepekatan radioaktiviti radionuklid tersebut didapati setara dengan nilai yang pernah dilaporkan dalam kajian terdahulu di Semenanjung Malaysia. Nilai purata yang diperoleh bagi keempat-empat parameter Indeks Bahaya Radiasi iaitu aktiviti bersamaan radium (Raeq), kadar dos luaran (D), dos berkesan tahunan dan indeks bahaya luaran (Hex) masing-masing adalah 66.37 Bq kg-1, 29.13 nGy j-1, 20.16 μSv dan 0.18. Nilai yang diperoleh ini adalah rendah berbanding nilai purata dunia dan nilai piawaian yang diguna pakai secara global iaitu masing-masing adalah 370 Bq kg-1, 57nGy j-1, 480.00 μSv dan 1.0. Perbandingan dengan kajian sebelum ini juga mendapati nilai bagi keempat- empat parameter adalah rendah dan setara. Ini menunjukkan tahap bahaya radiasi di kawasan sekitar kajian adalah selamat untuk orang ramai. Kata kunci: Bahan radioaktif semula jadi; kemudahan repositori; musim hujan; spektrometer gama; tanah ABSTRACT Continuous research and monitoring on the distribution and determination of these natural radionuclides' activity as a guide and reference and are very useful, especially in an accidental exposure. Surface soil samples from 12 locations that have been identified around the repository facility area were taken for the study. Radioactive concentrations in soil samples were measured using a gamma spectrometer counting system equipped with an HPGe detector. The results obtained showed that the radioactivity concentration of 238U ranged between 17.83 - 31.80 Bq kg-1, 234Th ranged between 23.18 - 40.64 Bq kg-1, 226Ra ranged between 20.09 - 32.80 Bq kg-1, 228Ra ranged between 21.20 - 38.88 Bq kg-1 and 40K ranged between 9.11-51.39 Bq kg-1 with average values of 21.45 Bq kg-1, 28.17 Bq kg-1, 24.00 Bq kg-1, 27.43 Bq kg-1, and 24.01 Bq kg-1, respectively. The values obtained from this study were low or equivalent to the values previously reported in previous studies. It was also found that the mean/mean values obtained for the four parameters of the Radiation Hazard Index, namely radium equivalent activity (Raeq), external dose rate (D), annual effective dose and external hazard index (Hex) were 66.37 Bq kg-1, 29.13 nGy h-1, 20.16 μSv and 0.18, respectively.
272 These obtained values are low compared to the world average values and the values of globally applied standards (370 Bq kg-1, 57nGy h-1, 480.00 μSv & 1.0, respectively). Comparison with previous studies also found that the values for all four parameters were low and equivalent. This indicates that the level of radiation hazard in the area around the study is safe for the public. Keywords: Gamma spectrometer; natural radioactive material; soil; repository facility; wet season PENGENALAN Kemudahan Simpanan Jangka Panjang (LTSF) Bukit Kledang, Ipoh, Perak merupakan tempat pelupusan sisa radioaktif iaitu sisa pemprosesan bahan nadir bumi yang kebanyakannya adalah torium yang terhasil akibat pengekstrakan irerium daripada monazit (Adziz, Badri & Khoo 2018). Sisa radioaktif ini merupakan bahan-bahan dari kilang Asean Rare Earth (ARE), Jalan Lahat, Ipoh, Perak yang telah tamat beroperasi pada 1994. Namun kini, setelah berpuluh tahun lamanya, kawasan pelupusan ini masih perlu dipantau tahap keradioaktifannya bagi memastikan ia selamat bagi penduduk sekitarnya. Walau bagaimanapun, data berkenaan kepekatan aktiviti keradioaktifan dan dos dedahan sinaran di kawasan pelupusan ini masih lagi kurang dan memerlukan pangkalan data yang baharu. Radioaktiviti semula jadi wujud terutamanya daripada radionuklid primordial, seperti 40K dari siri 238U dan 232Th dan produk peluruhannya seperti contoh 137Cs, 90Sr dan 241Am yang terdapat pada aras surihan di daratan dan lautan (Tzortzis, Svoukis & Tsetos 2004). Sinar gama yang dipancarkan daripada radionuklid semula jadi juga disebut sinaran gama daratan, merupakan sumber dedahan sinaran luaran utama tubuh/anggota manusia. Keradioaktifan di alam sekitar dan dedahan sinaran luaran yang berkaitan kerana radiasi gama bergantung terutamanya pada keadaan geologi dan geografi, dan wujud pada tahap yang berbeza-beza di dalam tanah (Anagnostakis et al. 1996; Hemby & Tynybekov 2012; Iqbal, Tufail & Mirza 2000; Shender 1997). ini masih kekurangan maklumat atau informasi terutama taburan kepekatan radionuklid terestrial/daratan dan juga pengakalan data mengenai analisis risiko radiologi dan kesihatan. Sebagai contoh, walaupun data asas berkenaan kepekatan dan taburan keradioaktifan di kawasan LTSF ini telah diwujudkan sebelum ini, adalah menjadi keperluan supaya data ini sentiasa dikemaskini dan kawasan kajian yang lebih luas diterokai sekali gus pangkalan data yang lebih komprehensif dapat diwujudkan. Bukti ilmiah mengenai potensi kesan radiasi terhadap kesihatan manusia dan alam sekitar sangat diperlukan oleh pihak kerajaan bagi mempertimbangkan sebarang keputusan mengenai rancangan pembangunan masa depan. Tujuan kajian ini adalah untuk mengetahui tahap kepekatan keradioaktifan radionuklid semula jadi NORM di dalam sampel tanah semasa musim hujan yang diambil dari pelbagai lokasi persampelan di sekitar kawasan kajian dan juga untuk menentukan indeks bahaya sinaran di sekitar kemudahan repositori dengan menghitung aktiviti setara radium (Raeq), kadar dos penyerapan (D), dos berkesan tahunan dan indeks bahaya luaran (Hex) (OECD 1998). Ia akan memberikan pemahaman tentang implikasi kesihatan radiologi kepada penduduk di sekitar kawasan kajian. Data yang diperoleh daripada kajian ini akan dibuat perbandingan dengan data yang telah diperoleh daripada kajian lepas semasa musim kering. Penilaian terhadap indeks bahaya kesihatan radiologi yang dilakukan untuk kedua-dua musim akan dapat menetapkan data asas bagi tahap sinaran latar belakang semula jadi di kawasan kajian. Pengetahuan dan maklumat mengenai kepekatan aktiviti keradioaktifan dan taburan radionuklid dalam pelbagai medium matrik adalah berguna kerana ia memberikan informasi berguna dalam pemantauan radioaktiviti persekitaran. Pemantauan terhadap setiap pelepasan bahan radioaktif ke alam sekitar diperlukan untuk perlindungan alam sekitar, misalnya; jika pengukuran melebihi tahap radiasi latar belakang yang biasa, adalah penting untuk menilai apa, jika ada serta langkah berjaga-jaga yang perlu diambil. Data yang diperoleh daripada kajian ini dapat digunakan sebagai maklumat tambahan untuk mewakili data dasar radioaktiviti daratan untuk persekitaran Malaysia. Maklumat daripada data ini juga akan menjadi asas untuk mengesan sebarang aktiviti pencemaran yang berkaitan pada masa akan datang terutama di sekitar kawasan kemudahan repositori LTSF. KAEDAH DAN UJI KAJI Data mengenai aktiviti, kepekatan dan pengedaran atau taburan radionuklida bahan radioaktif kejadian semula jadi (NORM) penting dalam pemantauan radioaktiviti persekitaran, namun Malaysia pada masa LOKASI PERSAMPELAN Kawasan kemudahan repositori LTSF, Bukit Kledang, Perak dan kawasan sekitarnya menjadi lokasi persampelan
Fasiliti Repositori M12 M2 M1 M7 M6 M4 M3 M5 M8 M9 M10 M11 RAJAH 1. Lokasi stesen persampelan di sekitar fasilti repository, Bukit Kledang, Perak Sumber Perisian Google MAP 2021 untuk kajian ini. Kawasan ini dipilih kerana ia merupakan kawasan kemudahan repositori yang di kelilingi oleh pelbagai aktiviti yang merangkumi kawasan pertanian atau ladang berskala kecil, kawasan pelancongan, jaringan anak sungai yang mengalir ke kawasan penduduk di kawasan padat seperti Pekan Menglembu (di sebelah timur) dan Pekan Papan (di sebelah selatan) dan juga beberapa kampung. Di samping itu, kawasan ini juga mempunyai beberapa lokasi yang mana tiada aktiviti yang sangat sesuai dijadikan lokasi persampelan kawalan untuk kajian ini. Sebanyak 12 stesen persampelan telah dikenal pasti dengan 2 stesen (M11 dan M12) adalah di luar kemudahan (sebagai kawalan) dan baki 10 stesen (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9 dan M10) persampelan adalah di kawasan sekitar kemudahan repositori tersebut. Lokasi stesen persampelan pensampelan ditunjukkan dalam Rajah 1. Berat sampel masing-masing antara 1-2 kg untuk tanah/ sedimen dan dibawa dalam beg polietilena dengan kod sampel dan dibawa ke makmal untuk proses seterusnya. PENYEDIAAN SAMPEL TANAH Sampel tanah dibersihkan dan dikeringkan di dalam ketuhar pada suhu 70 °C selama 3-5 hari sehingga berat sampel menjadi malar. Sampel dihancurkan dan diayak (50 mikron) untuk memastikan sampelnya homogen. Sampel tersebut dimasukkan ke dalam bekas dan disimpan selama 4 minggu untuk mencapai keseimbangan sekular radioaktif antara 226Ra dan produk anaknya (respective progenies) sebelum proses pembilangan gama dilakukan (Yang et al. 2005). ANALISIS KEPEKATAN KERADIOAKTIFAN PENGUMPULAN SAMPEL TANAH Sampel tanah/sedimen diambil dari stesen persampelan yang telah dikenal pasti di kawasan kajian. Pemantauan dos dedahan sinar gama menggunakan meter tinjauan dengan pengesan Geiger Muller (GM) (μSv/jam) dan pengesan sodium iodida (NaI) untuk mengesan alfa, beta dan gama. Dalam kajian ini, pengukuran telah dilakukan mengikut jarak yang ditentukan 5 cm dan 1 m di atas tanah. Semua sampel dikumpulkan pada kedalaman 0-12 cm dari permukaan tanah menggunakan hand Auger. Pengukuran kepekatan radioaktif semua sampel tanah dihitung secara individu menggunakan sistem pembilangan spektrometer gama germanium ketulenan tinggi (HPGe) dengan pengesan jenis-P dengan kecekapan relatif 25% selama 54000 saat. Instrumen telah dikalibrasi dengan menggunakan bahan piawaian Soil-6 (QA/QC) dan punca sumber (point source) 241Am dan 60Co untuk analisis prestasi instrumen atau Instrument Performance Analysis (IPA). Aktiviti 40K ditentukan dari garis tenaga γ 1460 keV, sementara aktiviti khusus 226Ra akan ditentukan berdasarkan kepekatan purata 214Pb pada 352 keV dan 273
274 214Bi pada 609 keV. Bagi radionuklid 228Ra ditentukan berdasarkan purata kepekatan tenaga γ 228Ac iaitu 338 keV, 911 keV dan 968 keV. Bagi 232Th, kepekatan akan ditentukan dari kepekatan purata 208Tl pada 583 keV dan 228Ac pada 911.21 keV (Dovlete & Povinec 2002). Manakala, bagi radionuklid 238U aktiviti ditentukan berdasarkan kepekatan purata 214Pb pada garis tenaga γ 295 keV, 351 keV dan juga kepekatan purata 214Bi pada garis tenaga γ 609 keV, 1120 keV dan 1764 keV. Pembilangan gama dan analisis penentuan kepekatan keradioaktifan 238U, 232Th, 226Ra, 228Ra dan 40K dilakukan di Agensi Nuklear Malaysia, Kajang, Selangor. Khoo 2018; OECD 1998), kadar dos serapan gama luaran (D) di udara pada 1 meter di atas paras tanah dihitung menggunakan faktor 0.042 nGy j-1 setiap Bq kg-1 untuk 40K, 0.462 nGy j-1 setiap Bq kg-1 untuk 226Ra dan 0.604 nGy j-1 setiap Bq kg-1 untuk 232Th. Pengiraan dilakukan menggunakan Persamaan (3) (Saffuwan, Saiful Azhar & Zaidi 2016) seperti berikut: D = 0.462CRa + 0.604CTh + 0.042CK (3) dengan D ialah kadar dos serapan gama luaran dalam nGy j-1; CTh ialah kepekatan aktiviti 232Th dalam Bq kg-1; CRa ialah kepekatan aktiviti 226Ra dalam Bq kg-1; dan CK ialah kepekatan aktiviti 40K dalam Bq kg-1. PENGIRAAN AKTIVITI KERADIOAKTIFAN Untuk menghitung kadar dos berkesan, pekali penukaran untuk kadar dos yang diserap kepada kadar dos berkesan dan faktor penghunian luaran perlu diambil kira. Kadar dos yang diserap didapati ditukar kepada kadar dos berkesan menggunakan faktor penukaran 0.7 Sv Gy-1 seperti yang disyorkan oleh UNSCEAR (2000) dan faktor penghunian luaran sebanyak 0.2 dengan mengandaikan bahawa seseorang gender lelaki menghabiskan 20% masa mereka di luar (Yasir et al. 2006). Dos berkesan tahunan dihitung menggunakan Persamaan (4) seperti berikut: Kepekatan aktiviti radionuklid individu dalam sampel tanah/sedimen dihitung menggunakan Persamaan (1) seperti berikut: Nnet Iγ mt dengan A ialah aktiviti gama yang dihitung (Bq kg-1);Nnet ialah luas puncak bersih sampel (counts); ε ialah kecekapan mutlak pengesan (detector); I(γ) ialah kebarangkalian pelepasan puncak foto tenaga tertentu; t ialah masa pengiraan sampel (saat); dan m ialah berat sampel (kg). + (1) A = 𝐶𝐶𝑅𝑅𝑅𝑅 370 bahawa semua faktor pembetulan adalah sama. 𝐶𝐶𝑇𝑇ℎ Pengiraan ini dilakukan dengan menganggap 259 𝐶𝐶𝐾𝐾 4810 𝐻𝐻𝑒𝑒𝑒𝑒 = (5) + Dos berkesan tahunan (Sv) = DnGy j-1 × 8760j × 0.7Sv Gy-1 × 0.2 (4) Taburan kepekatan aktiviti disebabkan oleh radionuklid 226Ra, 232Th dan 40K tidak seragam di seluruh tanah. Ketidakserasian dengan pendedahan sinaran telah ditakrifkan sebagai aktiviti bersamaan radium atau radium equivalent activity (Raeq) yang digunakan untuk mewakili nilai aktiviti khusus tiga radionuklid dengan hanya kuantiti tunggal. Ia dihitung menggunakan Persamaan 2 berikut (UNSCEAR 2000; Yasir et al. 2006): Raeq = CRa + 1.43CTh + 0.07CK (2) dengan Raeq ialah aktiviti setara Ra dalam Bq kg-1; CTh ialah kepekatan aktiviti 232Th dalam Bq kg-1; CRa ialah kepekatan aktiviti 226Ra dalam Bq kg-1; CK ialah kepekatan akativiti 40K dalam Bq kg-1. dengan D ialah kadar dos serapan gama luaran dalam nGy j-1; 0.7 ialah faktor penukaran dalam Sv Gy-1; 8760 ialah masa dalam tahun (jam); dan 0.2 ialah faktor penghunian luaran. Bahaya luaran ialah indeks bahaya yang digunakan secara meluas dalam kajian kerana ia mewakili pendedahan luaran kepada manusia. Nilai indeks ini mestilah kurang daripada nilai uniti (nilai uniti = 1) untuk memastikan bahaya sinaran tidak ketara atau tidak signifikan. Nilai maksimum Hex bersamaan dengan nilai uniti selari dengan had atas Raeq (370 Bq kg-1) (Almayahi, Nnet Tajuddin & Jaafar 2012). Indeks bahaya luaran, Hex, Iγ mt dihitung menggunakan Persamaan (5) (Saffuwan, Saiful Azhar & Zaidi 2016) seperti berikut: A = Semasa mentakrifkan atau menentukan aktiviti Raeq, diandaikan bahawa 10 Bq kg-1 226Ra, 7 Bq kg-1 232Th dan 130 Bq kg-1 40K menghasilkan dos sinar gama yang sama (UNSCEAR 2000). Menurut rujukan UNSCEAR (1982), nilai maksimum parameter ini tidak boleh melebihi 370 Bq kg-1 untuk mengehadkan pendedahan tahunan 1.5 mGy. Daripada kajian terdahulu (Adziz & (5) 𝐶𝐶𝑇𝑇ℎ 259 𝐶𝐶𝑅𝑅𝑅𝑅 370 𝐶𝐶𝐾𝐾 4810 𝐻𝐻𝑒𝑒𝑒𝑒 = + dengan CRa ialah kepekatan aktiviti 226Ra dalam Bq kg-1; CK ialah kepekatan aktiviti 40K dalam Bq kg-1; CTh ialah kepekatan aktiviti 232Th dalam Bq kg-1. + (5)
KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN Hasil pengukuran aktiviti khusus radionuklid untuk 12 sampel tanah yang diambil dari lokasi stesen persampelan di sekitar kawasan tadahan air ditunjukkan pada Jadual 1. Jadual 1 menunjukkan aktiviti khusus 238U adalah antara 17.88 - 31.80 Bq kg-1, 226Ra antara 20.09 - 32.80 Bq kg-1, 228Ra antara 21.20 - 38.88 Bq kg-1, 232Th antara 23.18 - 40.64 Bq kg-1 dan 40K antara 9.11 - 51.39 Bq kg-1, dengan nilai purata untuk 238U, 226Ra, 228Ra 232Th dan 40K masing-masing 21.44 ± 2.38 Bq kg-1, 24.00 ± 2.63 Bq kg-1, 27.43 ± 1.78 Bq kg-1, 28.17 ± 1.91 Bq kg-1 dan 24.01 ± 1.97 Bq kg-1. Kepekatan 238U, 232Th, 226Ra dan 228Ra tertinggi dicatatkan pada stesen persampelan M8 dengan nilai masing-masing 31.80 ± 2.01 Bq kg-1, 40.64 ± 2.69 Bq kg-1, 32.80 ± 3.15 Bq kg-1 dan 38.88 ± 2.50 Bq kg-1, manakala kepekatan terendah untuk kedua-dua radionuklid dicatatkan pada stesen persampelan M12 dengan nilai 17.88 ± 1.89 Bq kg-1 untuk 238U, 23.18 ± 1.58 Bq kg-1 untuk 232Th, 20.09 ± 2.10 Bq kg-1 untuk 226Ra dan 21.20 ± 1.42 Bq kg-1 untuk 228Ra. Bagi 40K, kepekatan tertinggi dan terendah dicatat pada stesen persampelan M6 dan M4 dengan nilai masing-masing 51.39 ± 1.15 Bq kg-1 dan 9.11 ± 1.00 Bq kg-1. JADUAL 1. Aktiviti khusus radionuklid dalam sampel tanah di lokasi yang berbeza di sekitar kawasan kemudahan repositori Koordinat GPS Aktiviti khusus radionuklid (Bq kg-1) Stesen Latitud (DMS) Longitud (DMS) 238U 232Th 226Ra 228Ra 40K M1 N 04 33.338' E 101 00.790' 19.97 ± 1.69 26.84 ± 1.66 21.51 ± 2.12 28.66 ± 1.70 11.69 ± 1.00 M2 N 04 ⁰ 33.195' E 101 ⁰ 00.755' 18.83 ± 2.09 27.11 ± 1.79 22.81 ± 3.07 30.89 ± 1.80 10.28 ± 1.00 M3 N 04 ⁰ 32.999' E 101 ⁰ 00.838' 19.81 ± 1.45 25.04 ± 0.92 22.22 ± 2.81 24.17 ± 1.0 28.99 ± 1.79 M4 N 04 ⁰ 33.294' E 101 ⁰ 00.554' 20.82 ± 2.78 31.17 ± 1.69 22.75 ± 2.10 30.01 ± 1.60 9.11 ± 1.00 M5 N 04 ⁰ 33.044' E 101 ⁰ 00.965' 24.42 ± 4.53 35.55 ± 2.10 26.19 ± 2.29 35.55 ± 2.15 25.89 ± 3.50 M6 N 04 ⁰ 33.154' E 101 ⁰ 00.580' 21.87 ± 2.13 27.71 ± 1.84 27.92 ± 2.82 25.86 ± 1.50 51.39 ± 1.15 M7 N 04 ⁰ 33.284' E 101 ⁰ 00.961' 21.84 ± 4.51 26.61 ± 2.40 23.80 ± 3.10 24.60 ± 2.45 50.11 ± 3.74 M8 N 04 ⁰ 32.538' E 101 ⁰ 00.525' 31.80 ± 2.01 40.64 ± 2.69 32.80 ± 3.15 38.88 ± 2.50 10.20 ± 2.29 M9 N 04 ⁰ 32.848' E 101 ⁰ 00.767' 19.84 ± 2.28 26.15 ± 3.52 21.68 ± 2.20 24.15 ± 2.40 9.13 ± 1.00 M10 N 04 ⁰ 32.442' E 101 ⁰ 00.462' 20.41 ± 2.52 24.27 ± 1.85 21.70 ± 2.98 22.70 ± 1.80 18.54 ± 2.03 M11 N 04 ⁰ 31.468' E 101 ⁰ 00.598' 19.83 ± 0.70 25.78 ± 0.92 24.62 ± 2.80 22.48 ± 1.00 23.55 ± 2.33 M12 N 04 ⁰ 32.526' E 101 ⁰ 02.144' 17.88 ± 1.89 23.18 ± 1.58 20.09 ± 2.10 21.20 ± 1.42 38.90 ± 2.80 Julat ⁰ ⁰ 17.88 - 31.80 23.18 - 40.64 20.09 - 32.80 21.20 - 38.88 9.11 - 51.39 Purata 21.44 ± 2.38 28.17 ± 1.91 24.00 ± 2.63 27.43 ± 1.78 24.01 ± 1.97 Kajian oleh Hussain (1994) melaporkan bahawa nisbah 232Th hingga 226Ra di kerak bumi umumnya lebih besar daripada nilai satu (1.0). Pernyataan ini menyokong hasil kajian ini dengan nilai aktiviti purata 232Th lebih tinggi daripada 226Ra dengan nisbah 232Th/226Ra adalah 1.17. Kepekatan aktiviti khusus menunjukkan nilai yang berbeza-beza dan berbeza mengikut lokasi yang mungkin dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti jenis tanah dan 275
276 pH tanah (Saffuwan, Saiful Azhar & Zaidi 2016), garis lintang kawasan, tekstur tanah, kewujudan batuan bawah tanah dan bahan organik. Seperti yang dijelaskan sebelum ini, kajian ini hanya tertumpu pada kawasan sekitar kemudahan repositori dan kawasan berhampiran dengannya. Hasil yang diperoleh dari kajian ini hanya mewakili kawasan kajian sahaja dan tertumpu pada 12 stesen persampelan. Jadual 2 menunjukkan perbandingan nilai purata bagi aktiviti khusus radionuklid dalam sampel tanah yang diperoleh dari kajian ini dengan lokasi lain di Semenanjung Malaysia dan negara-negara lain. Kepekatan aktiviti purata 238U, 226Ra, 228Ra dan 232Th adalah setanding dengan data purata seluruh dunia (UNSCEAR 2000). Namun, untuk 40K, nilainya lebih rendah (24 Bq kg-1) berbanding dengan nilai min seluruh dunia (474 Bq kg-1). Didapati bahawa nilai purata bagi radionuklid 226Ra dan 232Th adalah setanding dengan kajian terdahulu (UNSCEAR 2000) untuk musim kering bagi kawasan yang sama dan lebih rendah daripada nilai purata yang dicatatkan oleh kajian sebelumnya (Almayahi, Tajuddin & Jaafar 2012; Lee et al. 2007; Yasir et al. 2006) untuk kawasan tertentu di Semenanjung Malaysia. JADUAL 2. Perbandingan aktiviti khusus radionuklid dalam sampel tanah di sekitar kawasan kemudahan repositori dengan lokasi lain di Semenanjung Malaysia dan negara-negara lain Aktiviti khusus radionuklid (Bq kg-1) Lokasi Persampelan Rujukan 238U 226Ra 228Ra 232Th 40K Kemudahan Repositori, Bukit Kledang, Perak (Musim Hujan) Kemudahan Repositori, Bukit Kledang, Perak (Musim Kering) 21 (17.83 - 31.80)
24 (20.09
32.80)
21 27 (21.20
38.88)
28 (23.18 - 40.64) 33 24 (9.11 - 51.39) 21 Kajian ini Adziz & Khoo 2018 Kinta District, Perak 12 - 426
246
Lee et al. 2007 Pulau Pinang
799
667
Almayahi, Tajuddin & Jaafar 2012 Dengkil, Selangor 31.64 - 449.15
Yasir et al. 2007 Malaysia 66 67
82 310
Thailand 114
40 400
Japan 29
28 310
UNSCEAR 2000 China
33 32
41 440
Purata Seluruh Dunia 35
36 474 Nilai yang diperoleh untuk aktiviti bersamaan radium (Raeq), kadar dos gama luaran (D), dos berkesan tahunan dan indeks bahaya luaran (Hex) ditunjukkan dalam Jadual 3. Aktiviti bersamaan radium (Raeq) Merujuk kepada Jadual 3, nilai aktiviti bersamaan radium untuk M8 (91.70 Bq kg-1) adalah yang tertinggi antara lokasi persampelan lain. Walau bagaimanapun, nilai ini lebih rendah daripada nilai piawai yang dilaporkan oleh UNSCEAR (1982) iaitu 370 Bq kg-1. Menurut The Organization of Economic Cooperation and Development (OECD 1998), nilai 370 Bq kg-1 adalah nilai ideal untuk pendedahan kepada orang ramai
kerana ia bersamaan dengan 1.5 mSv/tahun. Sekiranya nilai indeks keseimbangan radium adalah tinggi, ia akan menyebabkan pendedahan kepada orang ramai melebihi tahap selamat dan mungkin memberi kesan stokastik dan risiko penyakit yang timbul daripada radiasi. Kadar dos luaran gama (D) Purata dos luaran gama yang diserap dalam udara dihitung sebagai 29.13 nGy j-1 dengan nilai minimum dan maksimum ialah 24.46 nGy j-1 dan 40.13 nGy j-1. Ia didapati setanding dengan purata dunia iaitu 57 nGy j-1 (UNSCEAR 2000). Penyumbang utama kepada kadar dos yang diserap di udara pada ketinggian 1 m adalah daripada sinaran gama tanah yang dijana daripada radionuklid yang wujud secara semula jadi di dalam tanah. Oleh itu, kadar dos yang diserap bergantung pada kepekatan aktiviti radionuklid tertentu. Menurut Al-Kaabi dan Al-Shimary (2016), jika kepekatan radionuklid di kawasan sampel tinggi, dos yang diserap juga akan tinggi. JADUAL 3. Aktiviti bersamaan radium, kadar dos luaran gama, dos berkesan tahunan dan indeks bahaya luaran di semua lokasi stesen persampelan di kemudahan repositori Stesen Aktiviti bersamaan radium (Bq kg-1) Kadar dos luaran (nGy j-1) Dos efektif tahunan (μSv) Indeks bahaya luaran M1 60.79 26.63 18.67 0.16 M2 62.39 27.34 18.42 0.17 M3 60.26 26.60 18.30 0.16 M4 68.02 29.72 20.85 0.18 M5 79.02 34.65 24.43 0.21 M6 71.50 31.79 20.80 0.19 M7 65.71 29.16 20.25 0.18 M8 91.70 40.13 28.53 0.25 M9 59.78 26.19 18.24 0.16 M10 57.83 24.46 17.82 0.15 M11 63.30 27.93 18.49 0.17 M12 56.23 24.90 17.15 0.15 Julat 56.23 - 91.70 24.46 - 40.13 17.15 - 28.53 0.15 - 0.25 Purata 66.37 29.13 20.16 0.18 Dos berkesan tahunan Didapati julat nilai dos berkesan tahunan adalah antara 0.01 hingga 0.03 mSv, dengan nilai purata adalah 0.02 mSv. Nilai tertinggi adalah daripada M8 (28.53 µSv). Walaupun nilai kawasan itu tinggi berbanding kawasan lain, tetapi ia masih lebih rendah berbanding purata dunia iaitu 0.48 mSv (Saffuwan, Saiful Azhar & Zaidi 2016). Ini mengesahkan bahawa semua kawasan penyelidikan ini berada pada tahap yang selamat untuk orang ramai. Indeks bahaya luaran (Hex) Nilai pengiraan indeks bahaya luaran (H ex) yang diperoleh daripada kajian ini adalah antara 0.15 hingga 277
278 0.25 dengan nilai purata adalah 0.18. Nilai tertinggi adalah dari M8 (0.25). Indeks bahaya luaran mewakili pendedahan luaran kepada manusia. Oleh itu, apabila kepekatan radionuklid primordial seperti 226Ra, 232Th dan 40K adalah tinggi di kawasan tersebut, indeks bahaya luaran juga akan tinggi. Walau bagaimanapun, memandangkan nilai daripada kajian ini adalah lebih rendah daripada nilai uniti (nilai uniti = 1) (Krieger 1981), kita boleh membuat kesimpulan bahawa bahaya sinaran adalah rendah di semua lokasi stesen persampelan. Jadual 4 menunjukkan perbandingan indeks bahaya radiasi pada musim kering dan musim hujan di kawasan kajian. Didapati nilai purata bagi 3 parameter iaitu aktiviti bersamaan radium (Raeq), kadar dos luaran (D) dan dos berkesan tahunan adalah tinggi sedikit pada musim kering berbanding pada musim hujan. Hasil ini disokong oleh kajian Ogundele et al. (2018) yang menunjukkan parameter ini bergantung kepada kepekatan aktiviti semula jadi khusus 238U, 232Th dan 40K di dalam tanah pada kawasan kajian mengikut musim. Nilai purata bagi indeks bahaya luaran (Hex) adalah sama bagi kedua-dua musim. Walau bagaimanapun, nilai yang diperoleh bagi keempat-empat parameter untuk kedua- dua musim masih lagi rendah berbanding nilai purata dunia dan nilai piawaian yang diguna pakai secara global. Ini menunjukkan tahap bahaya radiasi di kawasan sekitar kajian adalah selamat untuk orang ramai. JADUAL 4. Perbandingan indeks bahaya radiasi pada musim kering dan musim hujan di kawasan sekitar kemudahan repositori serta lokasi lain di Semenanjung Malaysia dan negara-negara lain Indeks bahaya radiasi Rujukan Lokasi stesen persampelan Aktiviti bersamaan radium (Bq kg-1) Kadar dos luaran (nGy j-1) Dos berkesan tahunan (μSv) Indeks bahaya luaran Kemudahan Repositori, Bukit Kledang, Perak (Musim hujan) Kemudahan Repositori, Bukit Kledang, Perak (Musim kering) LYNAS Rare-earth Processing Plant, Gebeng, Pahang 66.37 (56.23 - 91.70) 68.74 (44.70 - 89.87) 139.6 (19.00 - 335.9) 29.13 (24.46 - 40.13) 30.03 (19.46 - 39.69) 64.2 (8.6 - 157.1) 20.16 (17.15 - 28.53) 36.91 (23.87 - 48.68)
0.18 (0.15 - 0.25) 0.18 (0.12 - 0.24) 0.39 (0.05 - 0.94) Kajian ini Adziz & Khoo 2018 Zal U'Yun et al. 2017. Worldwide, UNSCEAR
57.0 (18.00
93.00)
UNSCEAR 2000 Worldwide, UNSCEAR 370
UNSCEAR 1982 Worldwide
480
Saffuwan, Saiful Azhar & Zaidi 2016 Worldwide (Unity Value)
<1.0 Krieger 1981
KESIMPULAN Sampel tanah yang dikumpulkan di lokasi stesen persampelan yang berlainan di sekitar kawasan kemudahan repositori dianalisis untuk mendapatkan kepekatan aktiviti radioaktif untuk radionuklid 238U, 226Ra, 228Ra, 232Th dan 40K. Kepekatan aktiviti min 238U, 226Ra, 228Ra dan 232Th adalah setanding dengan data min seluruh dunia, namun untuk 40K, nilainya lebih rendah (24 Bq kg-1) berbanding dengan nilai min seluruh dunia (474 Bq kg-1). Daripada kajian ini juga, didapati nilai purata bagi radionuklid 226Ra dan 232Th adalah setanding dengan kajian terdahulu (musim kering) dan lebih rendah daripada nilai purata yang dicatatkan daripada kajian sebelum ini untuk kawasan tertentu di Semenanjung Malaysia. Perbezaan ini di sesetengah lokasi mungkin dikaitkan dengan komposisi geokimia dan asal usul jenis tanah di kawasan kajian tertentu. Didapati juga, nilai purata/min yang diperoleh bagi keempat-empat parameter Indeks Bahaya Radiasi iaitu aktiviti bersamaan radium (Raeq), kadar dos luaran (D), dos berkesan tahunan dan indeks bahaya luaran (Hex) masing-masing adalah 66.37 Bq kg-1, 29.13 nGy j-1, 20.16 μSv dan 0.18. Nilai yang diperoleh ini adalah rendah berbanding nilai purata dunia dan nilai piawaian yang diguna pakai secara global. Perbandingan dengan kajian sebelum ini juga mendapati nilai bagi keempat-empat parameter adalah rendah dan setara. Ini menunjukkan tahap bahaya dan kesan risiko radiasi di kawasan sekitar kajian adalah sangat rendah dan selamat untuk orang ramai dan penduduk sekitar. Maklumat ini akan menjadi data asas untuk mengesan sebarang aktiviti pencemaran yang berkaitan pada masa hadapan terutamanya di sekitar kawasan kemudahan repositori. Hasil daripada kajian ini boleh digunakan sebagai data tambahan untuk mewakili data asas radioaktiviti daratan untuk persekitaran Malaysia. Kajian lanjut adalah perlu bagi memperkasakan lagi pangkalan data ini pada masa hadapan. PENGHARGAAN Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada semua kakitangan makmal di Fakulti Sains dan Teknologi/Universiti Kebangsaan Malaysia dan juga di Makmal Radiokimia dan Alam Sekitar, Agensi Nuklear Malaysia yang terlibat secara langsung dalam penulis makalah ini. RUJUKAN Adziz, M.I.A. & Khoo, K.S. 2018. An assessment of absorbed dose and radiation hazard index from soil around repository facility at Bukit Kledang, Perak, Malaysia. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 298: 01200. Al-Kaabi, M.A. & Al-Shimary, A. 2016. Study of the radiological doses and hazard indices in soil samples from Karbala City, Iraq. Chines Physics 16: 331-347. Almayahi, B.A., Tajuddin, A.A. & Jaafar, M.S. 2012. Radiation hazard indices of soil and water samples in northern Malaysian Peninsular. International Journal of Applied Radiation and Isotopes 70(11): 2652-2660. Anagnostakis, M.J., Hinis, E.P., Simopoulos, S.E. & Angelopoulos, M.G. 1996. Natural radioactivity mapping of greek surface soils. Environmental International 22(1): 3-8. Dovlete, C. & Povinec, P.P. 2002. Quantification of uncertainty in gamma spectrometric analysis of environmental samples. 2nd Regional Training Course on QA/QC of Nuclear Analytical Techniques, 12-16 August. Kuala Lumpur. Hemby, D.M. & Tynybekov, A.K. 2012. Uranium, thorium and potassium in soils along the shore of the lake Issyk- Kyol in the Kyrghyz Republic. Environ. Monit. Assess 73: 101-108. Hussain, A. 1994. Deterpurataation of uranium and thorium concentration in rock samples. J. Radioanal. Nucl. Chem. 188(4): 255-265. Iqbal, M., Tufail, M. & Mirza, S.M. 2000. Measurement of natural radioactivity in marble found in Pakistan using a NaI(Tl) gamma-ray spectrometer. Journal of Environmental Radioactivity 51(2): 255-265. Krieger, R. 1981. Radioactivity of construction materials. Betonwerk und Fertigteil-Technik/Concrete Precasting Plant and Technology 47: 468. Lee, S.K., Husin, W., Ahmad Termizi, R. & Nursama, H.A. 2007. Natural gamma background radiation dose rate and its relationship with geological background in the Kinta district, Perak, Malaysia. Applied Radiation and Isotopes 54: 327-333. OECD. 1998. Uranium 1997 - Resources, Production and Demand. Paris: OECD. Ogundele, K.T., Oluyemi, E.A., Oyekunle, J.A.O., Makinde, O.W. & Gbenu, S.T. 2018. An evaluation of health hazards indices of natural radioactivity of the sediments from Eko-Ende Dam, Osun State, Nigeria. Open Journal of Ecology 8: 607-621. oje.2018.811036 Saffuwan Mohamed Johar, Saiful Azhar Ahmad Tajudin & Zaidi Embong. 2016. The gamma dose assessment and pH correlation for various soil types at Batu Pahat and Kluang districts, Johor. AIP Conference Proceedings 1704: 050007. Shender, M.A. 1997. Measurement of natural radioactivity levels in soil in Tripoli. Applied Radiation and Isotopes 48(1): 147-148. Tzortzis, M., Svoukis, E. & Tsetos, H. 2004. A comprehensive study of natural gamma radioactivity levels and associated dose rates from surface soils in Cyprus. Radiation Protection Dosimetry 109(3): 217-224. UNSCEAR. 2000. Radiation Sources and Effects of Ionizing Radiation. New York: United Nations Scientific Committee on the Effect of Atomic Radiation. 279
280 UNSCEAR. 1982. Ionizing Radiation: Sources and Biological Effects. New York: United Nations. Yang, Y.X., Wu, X.M., Jiang, Z.Y., Wang, W.X., Lu, J.G., Lin, J., Wang, L.M. & Hsia, Y.F. 2005. Radioactivity concentrations in soils of the Xiazhuang granite area, China. Appl. Radiat. Isot. 63: 255-259. Yasir, M.S., Majid, A.A., Tap, M.S.Q. & Abidin, M.R.Z. 2006. Analisis 238U, 232Th, 226Ra dan 40K dalam sampel amang, tanah dan air di Dengkil, Selangor menggunakan spektometri sinar gama. Malaysia Journal of Analytical Sciences 10(1): 35-40. Zal U'yun, W.M., Yii, M.W., Mohd Ashhar, K., Khairuddin, M.K., Abdul Kadir, I. & Mohd Abd Wahab, Y. 2017. Assessment of natural radioactivity level and radiological index in the vicinity of lynas rare-earth processing plants. ASEAN J. Sci. Technol. Dev. 34(2): 67-78. Pengarang untuk surat-menyurat; email: khoo@ukm.edu.my