Karakteristik Geologi Gas Radon

Mengenal Radon

Radon adalah gas radioaktif alami yang tidak dapat dilihat, dibau, atau dirasa dan hanya dapat dideteksi dengan alat khusus. Radon dihasilkan dari peluruhan radioaktif radium, sedangkan radium sendiri dihasilkan dari peluruhan radioaktif uranium. Unsur-unsur radioaktif yang terjadi secara alami, diantaranya; uranium, torium, karbon, dan potasium, serta radon dan radium. Uranium adalah unsur pertama dalam serangkaian panjang peluruhan yang menghasilkan radium dan radon. Uranium disebut sebagai parent element (induk), sedangkan radium dan radon disebut daughter (turunan). Radon juga dapat membentuk elemen turunan saat meluruh, menghasilkan polonium.

Radioaktifitas umumnya diukur dalam picocuries (pCi). Satuan ukur ini dipakai pertama kali oleh fisikawan Perancis, Marie Curie, yang adalah seorang pelopor dalam penelitian tentang unsur radioaktif.

1 pCi = peluruhan dua atom radioaktif per menit.

Misalnya, sebuah rumah dengan paparan 4 picocuries radon per liter udara (4 pCi/L), akan menghasilkan sekitar 8 atau 9 atom peluruhan radon setiap menit dalam setiap liter udara. Rumah dengan ukuran 1.000 kaki persegi (92.9 meter persegi) dengan paparan 4 pCi/L radon, akan menghasilkan hampir 2 juta atom peluruhan radon di setiap menitnya.

Radon terhadap kesehatan manusia

Sumber gambar: internet

Uranium terkonsentrasi di dalam tanah dan batuan, kadarnya bervariasi dari satu tempat ke tempat lain. Radon dapat langsung dihasilkan oleh erupsi gunungapi. Radon meluruh membentuk partikel radioaktif yang dapat masuk ke dalam tubuh manusia jika terhirup. Menghirup gas radon dapat meningkatan resiko berkembangnya kanker pada saluran pernapasan, terutama paru-paru. Selain rokok, radon menyebabkan sedikitnya 2000 kematian akibat kanker paru-paru setiap tahun di Inggris.

Variasi kadar radon

Kadar radon di udara, dalam ruangan, tanah, dan air bisa sangat berbeda. Radon yang telah dilepaskan dapat dengan cepat terdilusi di atmosfer. Konsentrasi radon di udara terbuka biasanya sangat rendah dan mungkin tidak menimbulkan bahaya. Radon yang masuk ke dalam bangunan (yang kurang berventilasi), gua, tambang, dan terowongan bisa mencapai konsentrasi tinggi dalam situasi tertentu.

• Kadar radon di udara berkisar antara kurang dari 0.1 pCi/L sampai 30 pCi/L, dengan rata-rata sekitar 0.2 pCi/L.
• Radon dalam ruangan berkisar antara kurang dari 1 pCi/L sampai sekitar 3.000 pCi/L, dengan rata-rata sekitar 1.5 pCi/L.
• Radon dalam tanah (udara yang menempati pori-pori dalam tanah) berkisar antara 20 atau 30 pCi/L samapai lebih dari 100.000 pCi/L.
• Radon yang terlarut dalam air tanah berkisar antara sekitar 100 sampai hampir 3 juta pCi/L. 

Mengapa tingkat kadar radon sangat bervariasi antara di udara, dalam ruangan, tanah, dan air? Mengapa beberapa rumah memiliki tingkat radon yang tinggi sementara rumah yang lain tidak? Semua dikontrol oleh karakteristik geologi radon!

Uranium sebagai sumber

Untuk memahami karakteristik geologi radon - di mana radon terbentuk, bagaimana cara pembentukannya, bagaimana cara radon berpindah - kita harus mulai dengan sumber utamanya dulu, uranium!!!

Semua batuan mengandung beberapa unsur uranium, meskipun sebagian besar hanya dalam jumlah kecil - kurang lebih berkisar antara 1 ~ 3 parts per million (ppm) dari uranium. Secara umum, kandungan uranium dalam tanah kurang lebih sama dengan kandungan uranium dari batuan asalnya.

Beberapa jenis batuan yang berkadar lebih tinggi dari rata-rata kandungan unsur uranium, termasuk (tapi tidak semua); light-colored volcanic rocks, granit, phospathic sedimentary rocks, serpih yang banyak mengandung material organik, dan batuan metamorf (dari keempat jenis batuan sebelumnya).

Radioactive Mineral Resources Map (BATAN 2010)
Peta ini berhubungan dengan distribusi radon di Indonesia
sumber gambar: geologi.iagi.or.id

Semakin tinggi tingkat uranium di suatu daerah, semakin besar kemungkinan bahwa rumah di daerah tersebut terpapar kadar radon yang tinggi di setiap ruangan rumahnya. Tetapi, kadar radon di suatu rumah juga dipengaruhi oleh faktor-faktor lain, selain adanya kandungan unsur uranium di dalam tanah yang mendasari rumah tersebut.

Pembentukan radon

Peluruhan radioaktif atom radium akan melepaskan
partikel alfa dan membentuk atom radon yang baru.

Seperti halnya uranium terkandung dalam setiap jenis batuan dan tanah, begitu juga radon dan radium, karena merupakan produk turunan dari peluruhan radioaktif uranium.

Setiap atom radium, meluruh dengan cara mendepak keluar dari nukleusnya dan menghasilkan partikel alfa yang terdiri dari dua neutron dan dua proton. Sesaat partikel alpha dilepaskan, atom radon yang baru terbentuk mencelat (recoil) ke arah yang berlawanan (seperti senapan berkekuatan tinggi, mencelat ketika peluru ditembakkan). Alpha recoil adalah faktor yang paling penting yang mempengaruhi pelepasan radon dari butiran mineral.

Kedudukan atom radium dalam butiran mineral (seberapa dekat dari permukaan butiran) dan arah recoil dari atom radon (apakah ke arah permukaan atau ke interior butiran) menentukan apakah atom radon yang baru terbentuk bisa memasuki ruang pori antara butir mineral, dan kemudian lepas ke sistem biologi manusia.

Perpindahan radon

Karena radon adalah gas, mobilitas radon jauh lebih tinggi dari uranium dan radium. Radon dapat lebih mudah meloloskan diri melalui rekahan batuan dan ruang pori antara butiran tanah. Kemudahan inilah yang mempengaruhi tingkat kadar radon yang masuk ke dalam rumah.

Kecepatan perpindahan radon melalui tanah dikontrol oleh faktor sifat fisik (kadar air, porositas, permeabilitas tanah) dan faktor meteorologi (tekanan barometrik, angin, kelembaban relatif, curah hujan). Radon bergerak lebih cepat melalui tanah yang permeabel (yang terdiri dari pasir dan kerikil), daripada melalui tanah yang kedap air (tanah liat).

Permeabilitas batuan merupakan salah satu faktor penting dalam perpindahan radon di alam.
Sebagian dari radon akan tertahan di dalam tanah hingga meluruh menjadi timah - sumber gambar: usgs.gov

Radon masuk dalam bangunan

Radon bergerak melalui ruang pori tanah dan rekahan pada batuan dekat permukaan, dan lepas ke atmosfer. Namun, bagaimana dengan rumah yang dibangun di atas tanah? Ada tiga hal utama yang mempermudah gas tanah masuk ke fondasi rumah kita:

Radon dapat masuk ke rumah kita dari berbagai celah.
sumber gambar: usgs.gov

1. Perbedaan tekanan udara antara tanah dan rumah,
2. Adanya bukaan di fondasi rumah, dan
3. Peningkatan permeabilitas sekitar ruang bawah tanah (jika rumah anda memiliki ruang bawah tanah).

Dalam membangung sebuah rumah, umumnya kita menggali tanah untuk dijadikan fondasi. Setelah fondasi tersusun, kerikil dan tanah biasanya digunakan sebagai lantai dasar (timbunan ruang antar fondasi), yang juga menghasilkan dan melepaskan radon. Kemudian setelah lantai selesai dibuat (ditutup menggunakan bahan semen), pasti akan ada celah antara lantai dan tanah yang telah diisi dengan material yang sering lebih permeabel dari tanah aslinya. Celah ini disebut disturbed zone, dimana radon dapat terakumulasi dengan kadar yang cukup tinggi.

Radon dalam air

Radon juga dapat memasuki rumah melalui sistem perairan. Air di sungai dan waduk biasanya mengandung kadar radon yang sedikit, karena radon dapat langsung lepas ke atmosfer.

Di Indonesia, air tanah digunakan sebagai sumber air utama untuk kepentingan umum dan rumahan. Radon terdistribusi ke dalam ruangan ketika kita sedang menggunakan air (mandi, mencuci pakaian/piring), dan bahkan kita sering malakukan aktifitas tersebut di tempat yang tertututp, yang memungkinkan radon terakumulasi dengan kadar yang lebih tinggi.

Potensi radon

Para ilmuwan mengevaluasi potensi radon dari suatu daerah dan membuat peta potensi radon dengan menggunakan berbagai data. Data ini termasuk konten uranium atau radium (dari tanah tanah batuan dasar) dan data permeabilitas dan kelembaban tanah. Peta-peta ini jarang tersedia secara umum, seperti; peta geologi, peta radioaktivitas permukaan, dan peta sebaran tanah, dll.

Sebagai contoh, sebuah peta geologi menunjukkan pola sebaran jenis batuan dan struktur geologi di daerah tertentu. Karena setiap jenis batuan memiliki kadar unsur uranium yang berbeda-beda, peta geologi dapat memberikan informasi kepada seorang ahli geologi tentang tingkatan umum uranium atau radium yang ada di daerah tersebut.
***
Demikian ulasan tentang bahaya gas radon, semoga tulisan ini dapat memberikan informasi pengetahuan, dan membuat kita lebih sadar akan bahaya kondisi geologi lingkungan disekitar kita.

Source: Geologi Gas Radon / Dampak Terhadap Lingkungan

Referensi

• Selinus, O., Alloway, B., Centeno, J.A., et al. (2005). “Essentials of Medical Geology: Impacts of the Natural Environment on Human Health.” Elseveir & Academic Press. SBN: 0-12-636341-2.