POTENSI TANAH LIAT KAOLIN DAN BENTONIT SEBAGAI PENJERAP ION CESIUM

Abstract

Abstrak

Kemalangan nuklear seperti kemalangan reaktor di Fukushima boleh menyebabkan bekalan air tercemar dengan bahan radioaktif contohnya seperti radionuklid ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr dan ¹³¹I. Pelbagai usaha dilakukan untuk mengasingkan ¹³⁷Cs dari dalam air contohnya seperti pembersihan air, penapisan oleh pasir, penjerapan oleh biru Prusia, penjerapan oleh tanah liat dan sebagainya. Penjerapan oleh tanah liat menjadi pilihan kerana menggunakan bahan semulajadi dan memerlukan kos yang rendah. Justeru kajian ini bertujuan untuk menganalisis potensi tanah liat kaolin dan bentonit sebagai agen penjerap ion cesium dan menentukan kepekatan ion cesium selepas proses penjerapan. Seterusnya menentukan kapasiti penjerapan ion cesium terhadap tanah liat kaolin dan bentonit dan akhir sekali menentukan peratusan penyingkiran ion cesium daripada larutan. Garam CsCl dilarutkan pada kepekatan 1 ppm, 3 ppm dan 5 ppm dan ditambahkan dengan 5 g, 0.5 g dan 0.1 g tanah liat. Sampel dianalisis menggunakan Spektometer Jisim-Gandingan Plasma Teraruh (ICP-MS). Bagi kepekatan 1 ppm, 3 ppm dan 5 ppm, nilai kapasiti penjerapan ion cesium oleh kaolin berada dalam julat 0.01 - 0.04 mg/g dan oleh bentonit berada dalam julat 0.01 - 0.05 mg/g. Nilai peratusan penyingkiran ion cesium daripada larutan oleh kaolin berada dalam julat 75.7 - 93.2% dan oleh bentonit berada dalam julat 90.50 - 99.82%. Bagi jisim tanah liat 5 g, 0.5 g dan 0.1 g, nilai kapasiti penjerapan ion cesium oleh kaolin berada dalam julat 0.04 - 1.70 mg/g dan oleh bentonit berada dalam julat 0.05 - 2.21 mg/g. Nilai peratusan penyingkiran ion cesium daripada larutan oleh kaolin berada dalam julat 58.1 - 96.6 % dan oleh bentonit berada dalam julat 91.7 - 99.6%. Oleh itu tanah liat kaolin dan bentonit boleh dicadangkan sebagai penjerap ion cesium dalam menangani masalah pencemaran air apabila berlakunya pencemaran atau pengurusan sisa radioaktif yang melibatkan radionuklid Cs-137.

Abstract

Nuclear accidents such as the Fukushima accident causing the water supply may be contaminated with radioactive materials such as ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ¹³¹I. Radionuclides are a major concern for human health if radionuclides enter the food chain. There is such a way to remove ¹³⁷Cs from the water for example water purification, sand filtration, adsorption by Prussian blue, adsorption by clay, and so on. Adsorption by clay is an option because it used natural materials and low cost. Therefore, this study aims to analyze the potential of kaolin and bentonite as an adsorbent of cesium ion and to determine the final concentration of cesium ion after adsorption. Next, to determine the cesium uptake and lastly determine removal percentage of cesium ion from the solution. CsCl salt is used as a surrogate for radiocesium. The CsCl was dissolved at concentrations of 1 ppm, 3 ppm, and 5 ppm and added with 5 g, 0.5 g, and 0.1 g of kaolin and bentonite. The solution was shaken by using a magnetic stirrer for several hours. The sample was centrifuged, filtered, and analyzed using an Inductive Coupled Plasma-Mass Spectrometer (ICP-MS). For 1 ppm, 3 ppm dan 5 ppm, the adsorption capacity of cesium ion by kaolin was within the range between 0.01 - 0.04 mg/g and the adsorption capacity of cesium ion by bentonite were within the range between 0.01 - 0.05 mg/g. The removal percentages of cesium ion by kaolin were within the range between 75.7 - 93.2% and the removal percentages of cesium ion by bentonite were within the range between 90.5 - 99.82%. For the mass of kaolin of 5 g, 0.5 g, and 0.1 g, the adsorption capacity of cesium ion by kaolin were within the range between 0.04 - 1.70 mg/g and the adsorption capacity of cesium ion by bentonite were within the range between 0.05 - 2.21 mg/g. The removal percentages of cesium ion by kaolin were within the range between 58.1 -  96.6% and removal percentages of cesium ion by bentonite were within the range between 91.7 - 99.6%. Therefore, kaolin and bentonite can be suggested as cesium ion adsorbents to deal with water pollution or radioactive waste management especially involving radionuclide Cs-137.