Nama : Nurul Novita

NIM : 1213015025

Kelas : S1 A/2012

TUGAS RANGKUMAN FARMASI FISIK

EFEK PENGENDAPAN MINERAL SEKUNDER PADA PERGERAKAN 90 Sr

DI SITUS HANFORD, USA

1. Pendahuluan

Sebelumnya, sekumpulan percobaan laboratorium menunjukkan simulasi kasar

pembuangan limbah tangki Hanford terlarut mineral utama yang mengakibatkan pelepasan

silikon(Si) ke larutan dan pengendapan sekunder cancrinite, mineral seperti zeolit.

Peningkatan immobilisasi Sr karena penyerapan dan kopresipitasi dengan lapisan sekunder

yang baru terbentuk dilaporkan dalam sekumpulan penelitian laboratorium. Dalam penelitian

ini, eksperimen untuk menghilangkan Sr dan pelepasannya dilakukan untuk meningkatkan

pemahaman kita tentang efek endapan sekunder ini pada mobilitas Sr di situs Hanford.

2. Metode dan bahan

2.1. Bahan

Disiapkan pasir kuarsa (200-300 μm) yang telah diberi perlakuan khusus dengan

cara pencucian asam (100 g pasir dalam 100 mL 2% HNO3 selama 2 hari) kemudian

dibilas beberapa kali dengan air DI dan dikeringkan dengan oven pada 85 ° C selama 48

jam sebelum dikemas dalam kolom. Sebuah tangki simulasi pembuangan limbah

(STWL) disiapkan dan terdiri dari 2M Na+, OH- 1M, 1.053 M NO3-, 0.025 M Al3+, dan

10-5 M Sr2+. Sebuah larutan dengan komposisi yang sama tetapi tanpa Al3+ juga

disiapkan. Pengukuran pH larutan di dalam STWL adalah 13,3. Karakterisasi fisik dan

identifikasi endapan sekunder dilakukan dengan menggunakan SEM / EDX dan analisis

XRD.

2.2. Percobaan kolom untuk penyerapan sr

Kolom Polieter-eterketon (PEEK) dikemas dengan pasir kuarsa yang telah dicuci.

Sebuah frit 5 μm ditempatkan di kedua ujung setiap kolom untuk mencegah hilangnya

bahan yang telah dikemas. STWL tanpa Al (STWL - Al untuk kolom S1) atau STWL

dengan Al (STWL + Al untuk kolom S2 ) ditempatkan ke dalam kolom di bawah

kondisi jenuh dengan suhu yang dikontrol dengan penangas air. Aliran konstan yang

masuk ke STWL dikendalikan oleh pompa jarum suntik. Laju aliran awalnya diatur pada

0,07 mL/ jam. Laju aliran diubah menjadi lambat setelah bereaksi selama sekitar 150

hari. Suhu awalnya ditetapkan 21°C, tetapi meningkat bertahap sampai dengan 89°C .

Sampel limbah dikumpulkan pada interval waktu yang teratur dan pH limbah diukur

segera setelah pengambilan sampel . Sampel limbah cair diencerkan dengan air yang

terdeionisasi untuk mencegah endapan dan dianalisis untuk Na , Si , Al , dan Sr

menggunakan ICP – OES

2.3. Percobaan kolom untuk pelepasan sr oleh pergerakan endapan koloid sekunder

Setelah mempersiapkan kolom PEEK dengan pasir kuarsa bersih untuk tes koloid

ini, larutan STWL dengan Al dan Sr ditempatkan ke dalam kolom, yang terletak

horizontal, dengan laju aliran konstan 0,0004 mL/ menit selama 80 hari pada suhu 90°C

dalam penangas air untuk membuat endapan sekunder dalam kolom. Selama arus STWL

masuk, limbah dikumpulkan dan konsentrasi koloid dan elemen utama (Al , Si , Na , dan

Sr) diukur. Frit 5 μm pada jalan keluar kolom telah dilepas untuk menghindari

penyumbatan oleh pergerakan endapan sekunder. Satu kolom yang telah bereaksi itu

dibongkar untuk karakterisasi endapan sekunder. Kolom percobaan untuk pencucian Sr

dilakukan pada suhu kamar di bawah laju aliran yang berbeda-beda, dengan asumsi

bahwa endapan sekunder yang terbentuk dapat berperilaku seperti koloid. Pencucian

larutan NaNO3 ( 0.005M ) dengan cara dipompa ke atas melewati kolom dan larutan

limbah dikumpulkan pada interval waktu yang teratur. Limbah yang telah dikumpulkan

segera diencerkan dengan faktor 2 untuk meningkatkan sampel volume untuk analisis.

Konsentrasi koloid ditentukan dengan menggunakan UV - vis pada panjang gelombang

350 nm. Setelah pengukuran konsentrasi koloid, sampel limbah dianalisis untuk

identifikasi Na , Si , Al , dan Sr menggunakan ICP - OES. Empat tingkat aliran yang

berbeda ( 0,005 , 0,03 , 0,3 , dan 1,5-2 mL / menit ) diadopsi menggunakan.

3. Hasil dan Diskusi

3.1. Kolom percobaan untuk penyerapan Sr

Kurva aliran dari Sr dalam kolom S1 dan S2 ditunjukkan pada gambar yang

terlampir pada jurnal. Secara umum, tidak ada yang perbedaan signifikan yang diamati

diantara dua kolom tersebut pada suhu rendah (21-45oC selama 154-162 hari) dan

kecepatan aliran relatif lebih cepat ( 13-15 PV / hari ) selama periode reaksi. Namun,

keterbatasan Sr secara dramatis meningkat pada kolom S2 ketika suhu dinaikkan

menjadi 89 ° C, dimana terjadi efek dari kembali terbentuknya nitrat - cancrinite pada

saat imobilisasi Sr . Mobilitas Sr yang sedikit berkurang dalam kolom S1 setelah sekitar

160 hari bereaksi dihipotesiskan karena terjadi peningkatan difusi perpindahan massa Sr

diantara pergerakan dan saat diam karena terjadi peningkatan suhu [ 4589°C] dan

meningkatnya waktu Sr menetap [ laju alir menurun 13-4,3 PV / hari ] didalam kolom.

Namun, aliran dari Sr dalam kolom S1 mencapai C / Co = 1,0 lagi setelah 230 hari dari

awal reaksi serta tidak menunjukkan pengurangan Sr secara terus menerus dari larutan

STWL - Al bahkan pada suhu 89oC. Dalam kolom S1 dimana STWL tidak mengandung

Al , hanya kuarsa terdisolusi yang diinginkan, sehingga keterbatasan Sr yang diukur

selama periode waktu yang singkat antara 150-230 hari tidak terkait dengan

pembentukan endapan sekunder . Namun, Sr secara terus menerus mengalir di dataran

tinggi pada C / Co = 0,5 di kolom S2 setelah kenaikan suhu ( 89oC ) dan laju aliran yang

berkurang pada saat 150 hari menunjukkan pengurangan Sr secara terus menerus

bersamaan dengan endapan cancrinite. Terdisosiasinya Si serta kurangnya Al dalam

limbah yang terlarut juga menyiratkan terbentuknya endapan sekunder alumino - silikat

seperti cancrinite dalam kolom.

3.2. Kolom percobaan untuk pelepasan Sr

Endapan sekunder baru pada kuarsa dalam kolom yang diidentifikasi dengan XRD

dan SEM / EDX sebagai nitrat - cancrinite menampilkan endapan berbentuk jarum yang

berukuran 1-3 μm. Peningkatan laju aliran mengakibatkan peningkatan kecepatan

pencucian koloid. Kurva aliran Sr juga menunjukkan pola yang sama seperti aliran

koloid dengan peningkatan laju aliran. Hal ini menunjukkan bahwa perpindahan koloid-

terfasilitasi Sr itu terjadi. Kami berhipotesis bahwa Sr adalah bagian dari pergerakan

(koloid) endapan sekunder. Perpindahan koloid yang difasilitasi Sr nitrat-cancrinite ini

didukung oleh perbedaan antara konsentrasi total Sr dalam limbah asli tanpa filtrasi dan

konsentrasi Sr dalam 0,45 μm larutan tersaring, yang menunjukkan konsentrasi Sr

rendah dalam larutan yang disaring.

4. Kesimpulan

Mobilitas Sr secara signifikan terbatas karena penggabungan dan penyerapan cancrinite

yang baru terbentuk, di bawah kondisi di mana endapan terbentuk. Namun, hasil percobaan

kolom menyarankan endapan sekunder yang baru terbentuk bisa berperilaku seperti koloid

yang dapat memfasilitasi perpindahan Sr. Awalnya Sr yang mengandung endapan bisa

bergerak kembali jika diberikan perubahan latar belakang berupa kondisi pori-pori air

terutama dengan laju alir pencucian larutan meningkat.