26.10 Radioaktivitas Air

26.10.1 Pendahuluan

Radioaktivitas merupakan salah satu parameter kualitas air yang jarang ditemukan dibandingkan parameter fisik lainnya, namun memiliki tingkat kepentingan yang sangat tinggi karena berkaitan langsung dengan keselamatan dan kesehatan masyarakat. Berbeda dengan warna, bau, rasa, atau kekeruhan yang dapat dikenali secara inderawi, radioaktivitas tidak dapat dideteksi oleh pancaindra sehingga memerlukan pengujian laboratorium menggunakan instrumen khusus. Oleh karena itu, radioaktivitas sering disebut sebagai "silent contaminant", yaitu kontaminan yang tidak dapat dirasakan tetapi berpotensi menimbulkan dampak kesehatan serius apabila terdapat dalam konsentrasi melebihi nilai acuan (World Health Organization, 2022).

Radionuklida dapat masuk ke dalam air melalui proses alami maupun aktivitas manusia. Secara alami, pelapukan batuan yang mengandung uranium, torium, atau radium akan melepaskan radionuklida ke dalam air tanah dan air permukaan. Di sisi lain, kegiatan pertambangan uranium, industri nuklir, pembangkit listrik tenaga nuklir, penggunaan radioisotop di bidang kesehatan, penelitian, maupun kecelakaan nuklir dapat meningkatkan kadar radionuklida di lingkungan perairan (International Atomic Energy Agency, 2023).

Paparan radionuklida melalui air minum merupakan salah satu bentuk paparan internal (internal exposure). Setelah tertelan, radionuklida dapat diserap melalui saluran pencernaan, didistribusikan ke berbagai organ, dan memancarkan radiasi yang berpotensi merusak DNA, membran sel, serta jaringan tubuh. Risiko kesehatan yang ditimbulkan bergantung pada jenis radionuklida, energi radiasi, waktu paruh (half-life), dosis yang diterima, serta organ sasaran (target organ) (ICRP, 2022).

Dalam konteks kesehatan lingkungan, radioaktivitas merupakan salah satu parameter yang memerlukan pendekatan toksikologi radiasi (radiological toxicology) dan Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL). Berbeda dengan kontaminan kimia yang menggunakan pendekatan NOAEL, LOAEL, atau Reference Dose (RfD), evaluasi risiko radionuklida menggunakan konsep dosis efektif (effective dose) yang dinyatakan dalam satuan Sievert (Sv) (WHO, 2022).

26.10.2 Definisi Radioaktivitas

Radioaktivitas adalah fenomena peluruhan spontan inti atom yang tidak stabil disertai dengan pelepasan energi dalam bentuk radiasi ionisasi. Radiasi yang dipancarkan dapat berupa:

partikel alfa (α);
partikel beta (β);
sinar gamma (γ);
neutron (pada kondisi tertentu).

Peluruhan radioaktif akan terus berlangsung hingga terbentuk inti atom yang lebih stabil.

Dalam kualitas air, radioaktivitas umumnya diukur sebagai:

Gross Alpha Activity (aktivitas alfa total);
Gross Beta Activity (aktivitas beta total);
aktivitas radionuklida spesifik seperti:
- Uranium (U),
- Radium-226,
- Radium-228,
- Radon-222,
- Tritium,
- Cesium-137,
- Stronsium-90,
- Iodium-131.

Aktivitas radioaktif dinyatakan dalam satuan:

Becquerel (Bq) = satu peluruhan per detik;
Bq/L untuk konsentrasi dalam air.

Sedangkan dampak biologis dinyatakan dalam:

Sievert (Sv) atau milliSievert (mSv).

26.10.3 Jenis Radiasi dan Karakteristiknya

Jenis Radiasi	Karakteristik	Daya Tembus	Risiko terhadap Air Minum
Alfa (α)	Inti helium bermuatan positif	Sangat rendah	Berbahaya bila tertelan
Beta (β)	Elektron atau positron	Sedang	Menyebabkan pajanan internal
Gamma (γ)	Gelombang elektromagnetik	Sangat tinggi	Menyebabkan pajanan eksternal dan internal
Neutron	Partikel netral	Sangat tinggi	Umumnya pada fasilitas nuklir

Radiasi alfa memiliki daya tembus rendah sehingga tidak mampu menembus kulit manusia. Namun, apabila radionuklida pemancar alfa masuk melalui air minum, partikel alfa dapat memberikan dosis radiasi tinggi pada jaringan internal.

26.10.4 Sumber Radioaktivitas dalam Air

A. Sumber Alami (Naturally Occurring Radioactive Materials/NORM)

1. Uranium

Batuan granit, batuan fosfat, dan beberapa formasi sedimen mengandung uranium alami yang dapat larut ke dalam air tanah.

2. Radium

Radium merupakan produk peluruhan uranium dan torium yang dapat ditemukan pada akuifer tertentu.

3. Radon

Radon-222 adalah gas radioaktif hasil peluruhan radium yang dapat larut dalam air tanah, terutama pada sumur bor di daerah berbatuan granit.

4. Torium

Walaupun kelarutannya rendah, torium dapat ditemukan pada beberapa daerah dengan kandungan mineral berat.

B. Sumber Antropogenik

1. Pertambangan Uranium

Aktivitas penambangan dapat meningkatkan mobilisasi radionuklida ke lingkungan.

2. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Operasi normal maupun kecelakaan dapat menyebabkan pelepasan radionuklida apabila sistem pengamanan gagal.

3. Rumah Sakit

Penggunaan radioisotop untuk diagnosis dan terapi, seperti Iodium-131 dan Technetium-99m, menghasilkan limbah radioaktif yang harus dikelola secara ketat.

4. Industri dan Penelitian

Penggunaan sumber radioaktif dalam industri maupun laboratorium berpotensi mencemari lingkungan apabila tidak dikelola sesuai prosedur.

26.10.5 Jalur Pajanan Melalui Air Minum

Paparan radionuklida dapat terjadi melalui beberapa jalur.

A. Ingesti

Merupakan jalur utama melalui konsumsi air minum.

B. Inhalasi

Radon yang terlepas dari air ke udara dapat terhirup saat mandi, memasak, atau menggunakan air panas.

C. Kontaminasi Pangan

Air yang mengandung radionuklida dapat digunakan untuk irigasi sehingga radionuklida masuk ke rantai makanan.

26.10.6 Dampak Kesehatan Akibat Radioaktivitas

Efek kesehatan dibedakan menjadi dua kelompok.

A. Efek Deterministik

Terjadi apabila dosis radiasi melebihi ambang tertentu.

Contohnya:

kerusakan jaringan;
luka bakar radiasi;
gangguan sumsum tulang;
sindrom radiasi akut.

Efek ini umumnya tidak terjadi akibat konsumsi air minum, kecuali pada kecelakaan radiasi yang sangat berat.

B. Efek Stokastik

Efek stokastik tidak memiliki ambang dosis yang jelas. Probabilitas kejadian meningkat seiring meningkatnya dosis.

Contohnya:

kanker tiroid;
leukemia;
kanker paru;
kanker ginjal;
kanker tulang;
mutasi genetik.

Paparan kronis melalui air minum lebih banyak dikaitkan dengan efek stokastik.

26.10.7 Radioaktivitas dalam Perspektif Toksikologi Air

Berbeda dengan toksikan kimia, radionuklida memberikan efek melalui energi radiasi ionisasi, bukan melalui reaksi kimia.

Radiasi ionisasi menyebabkan:

kerusakan DNA;
pembentukan Reactive Oxygen Species (ROS);
mutasi genetik;
apoptosis;
nekrosis;
transformasi sel menjadi kanker.

Beberapa radionuklida memiliki organ target tertentu:

Radionuklida	Organ Target	Efek Utama
Iodium-131	Kelenjar tiroid	Kanker tiroid
Stronsium-90	Tulang	Leukemia, kanker tulang
Uranium	Ginjal	Nefrotoksisitas dan radiasi
Radium	Tulang	Sarkoma tulang
Radon	Paru-paru (inhalasi)	Kanker paru

Selain efek radiologis, uranium juga memiliki toksisitas kimia yang dapat menyebabkan kerusakan ginjal.

26.10.8 Radioaktivitas dalam Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL)

Pendekatan ARKL untuk radionuklida berbeda dengan kontaminan kimia.

1. Hazard Identification

Menentukan jenis radionuklida, aktivitas radioaktif (Bq/L), waktu paruh, jenis radiasi, dan organ sasaran.

2. Exposure Assessment

Perhitungan pajanan dilakukan berdasarkan:

aktivitas radionuklida (Bq/L);
konsumsi air (L/hari);
faktor konversi dosis (dose conversion factor);
durasi pajanan.

Persamaan umum:

[
Annual\ Dose = C \times IR \times DCF
]

Keterangan:

C = aktivitas radionuklida (Bq/L);
IR = konsumsi air per tahun (L/tahun);
DCF = Dose Conversion Factor (mSv/Bq).

3. Dose–Response Assessment

Evaluasi menggunakan koefisien risiko radiologis dari:

International Commission on Radiological Protection (ICRP);
International Atomic Energy Agency (IAEA);
World Health Organization (WHO).

Konsep NOAEL atau RfD tidak digunakan pada radionuklida.

4. Risk Characterization

WHO merekomendasikan bahwa dosis efektif tambahan akibat air minum tidak melebihi 0,1 mSv/tahun untuk konsumsi jangka panjang (WHO, 2022).

Apabila hasil perhitungan melebihi nilai tersebut, diperlukan investigasi lanjutan dan tindakan pengendalian.

26.10.9 Pemeriksaan Radioaktivitas Air

Metode pemeriksaan meliputi:

A. Pemeriksaan Awal

Gross Alpha Activity.
Gross Beta Activity.

B. Pemeriksaan Spesifik

Menggunakan:

Gamma Spectrometry.
Alpha Spectrometry.
Liquid Scintillation Counting (LSC).
ICP-MS (untuk uranium).

Pemilihan metode bergantung pada jenis radionuklida yang dicurigai.

26.10.10 Strategi Pengendalian

Sumber Radioaktivitas	Strategi Pengendalian
Uranium alami	Reverse osmosis, pertukaran ion, adsorpsi menggunakan media selektif
Radium	Pertukaran ion, pelunakan kapur (lime softening), adsorpsi mangan greensand
Radon	Aerasi, granular activated carbon (GAC) dengan pengelolaan media yang aman
Limbah radioaktif	Pengelolaan sesuai regulasi nasional dan standar IAEA
Pencemaran akibat industri nuklir	Monitoring berkala, sistem peringatan dini, perlindungan sumber air

Pengendalian harus disertai pemantauan periodik pada daerah yang memiliki potensi kandungan radionuklida tinggi.

26.10.11 Studi Kasus

Di sebuah wilayah dengan formasi batuan granit, pemeriksaan kualitas air sumur bor menunjukkan aktivitas Gross Alpha yang melebihi nilai penyaringan (screening level). Analisis lanjutan menggunakan spektrometri alfa mengidentifikasi uranium alami sebagai penyebab utama. Kajian ARKL radiologis menunjukkan bahwa dosis efektif tahunan dari konsumsi air tersebut berpotensi melampaui nilai acuan 0,1 mSv/tahun apabila digunakan sebagai sumber air minum jangka panjang. Selain risiko radiologis, evaluasi toksikologi juga mempertimbangkan potensi nefrotoksisitas uranium. Tindakan pengendalian dilakukan melalui pemasangan sistem reverse osmosis (RO), pemantauan berkala kadar uranium, edukasi masyarakat mengenai penggunaan sumber air alternatif, serta pengawasan kualitas air secara berkelanjutan. Setelah intervensi dilakukan, aktivitas radionuklida dan estimasi dosis efektif tahunan menurun hingga berada di bawah nilai acuan WHO.

26.10.12 Kesimpulan

Radioaktivitas merupakan parameter fisik kualitas air yang tidak dapat dideteksi secara inderawi, tetapi memiliki implikasi kesehatan yang sangat penting. Radionuklida dapat berasal dari proses geologi alami maupun aktivitas manusia, dan masuk ke tubuh terutama melalui konsumsi air minum. Berbeda dengan kontaminan kimia, evaluasi risiko radionuklida menggunakan pendekatan dosis efektif (mSv) dan koefisien risiko radiologis, bukan NOAEL atau RfD. Dalam kerangka Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL), identifikasi radionuklida, penilaian pajanan, dan karakterisasi dosis efektif menjadi dasar pengambilan keputusan untuk melindungi kesehatan masyarakat. Pemantauan rutin, perlindungan sumber air, serta penerapan teknologi pengolahan seperti reverse osmosis, pertukaran ion, dan aerasi merupakan strategi penting untuk mengendalikan radioaktivitas dalam air minum.

Daftar Pustaka

American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), & Water Environment Federation (WEF). (2017). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (23rd ed.). Washington, DC.
International Atomic Energy Agency (IAEA). (2023). Radiological Protection of Drinking Water. Vienna: IAEA.
International Commission on Radiological Protection (ICRP). (2022). Compendium of Dose Coefficients Based on ICRP Publication 60. Oxford: Elsevier.
United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). (2021). Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation. New York: United Nations.
U.S. Environmental Protection Agency (EPA). (2024). Radionuclides Rule and Drinking Water Standards. Washington, DC.
World Health Organization (WHO). (2022). Guidelines for Drinking-water Quality: Fourth Edition Incorporating the First and Second Addenda. Geneva: World Health Organization.

Radioaktivitas