Materi BOD Dan COD [PDF]

Citation preview

BOD DAN COD SEBAGAI PARAMETER PENCEMARAN AIR DAN BAKU MUTU AIR LIMBAH A. Pengertian BOD dan COD BOD (Biochemical Oxygen Demand) adalah suatu karakteristik yang menunjukan jumlah oksigen terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme (biasanya bakteri) untuk mengurai atau mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik. Bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD adalah bahan organik yang siap terdekomposiis (readily decomposable organic matter). BOD dapat diartikan sebagai suatu ukuran jumlah oksigen yang digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam perairan sebagai respon terhadap dalam perairan masuknya bahan organik yang dapat diurai. Berdasarkan pengertian ini dapat dikatakan bahwa walaupun nilai BOD menyatakan jumlah oksigen , tetapi untuk mudahnya dapat juga diartikan sebagai gambaran jumlah bahan organik mudah urai (biodegradable organics) yang ada diperairan. Sedagkan COD (Chemical Oxygen Demand) adalah jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengurai seluruh bahan organik yang terkandung dalam air. Hal ini karena bahan organik yang ada sengaja diurai secara kimia dengan menggunakan oksidator kuat kalium bikromat pada kondisi asam dan panas dengan katalisator perak sulfat, sehingga segala macam bahan organik, baik yang mudah urai maupun yang kompleks dan sulit urai, akan teroksidasi. Dengan demikian, selisih nilai antara COD dan BOD memberikan gambaran besarnya bahan organik yang sulit diurai yang ada diperairan. Bisa saja nilai BOD sama dengan COD, tetapi BOD tidak bisa lebih besar dari COD. Jadi, COD menggambarkan jumlah total bahan organik yang ada. B. Metode Pengukuran BOD dan COD Prinsip pengukuran BOD pada dasarnya cukup sederhana, yaitu mengukur kandungan oksigen terlarut awal (DO) dari sampel segera setelah pengambilan contoh, kemudian mengukur kandungan oksigen terlarut pada sampel yang telah diinkubasi selama 5 ari pada kondisi gelap dan suhu tetap (20 o C) yang sering disebut dengan DO5. Jadi pada prinsipnya dalam kondisi gelap, agar tidak terjadi proses fotosintesis yang menghasilkan oksigen, dan dalam suhu yang tetap selama lima hari, diharapkan hanya terjadi proses dekomposisi oleh mikroorganisme, sehingga yang terjadi hanyalah penggunaan oksigen, dan oksigen tersisa ditera sebagai DO5. Yang penting dalam hal ini adalah mengupayakan agar masih ada oksigen tersisa pada pengamatan hari kelima sehingga DO5 tidak nol. Bila DO5 nol maka nilai BOD tidak dapat ditentukan. Pada prakteknya, pengukuran BOD memerlukan kecermatan tertentu mengingat kondisi sampel atau perairan yang sangat bervariasi, sehingga kemungkinan diperlukan penetralan pH, pengenceran, arasi, atau penambahan populasi bakteri. Pengenceran atau aerasi diperlukan agar masih cukup tersisa oksigen pada hari kelima. Karena melibatkan mikroorganisme



(bakteri) sebagai pengurai bahan organik, maka analisis BOD memang cukup memerlukan waktu. Lima hariinkubasi adalah kesepakatan umum dalam penentuan BOD. Bisa saja BOD ditentukan dengan meggunakan waktu inkubasi yang berbeda, asalkan dengan menyebutkan lama waktu tersebut dalam nilai yang dilaporkan (misal BOD7, BOD10) agar tidak salah dalam interpretasi atau membandingkan. Temperatur 200C adalah temperatur standar, yang merupakan nilai rata-rata temperatur sungai beraliran lambat di daerah beriklim sedang. Untuk daerah tropik seperti Indonesia, bisa jadi temperatur inkubasi ini tidaklah tepat, seharusnya yang cocok dengan Indonesia adalah berkisar 25-300C. Salah satu kelemahan BOD adalah temperatur inkubasi yang relatif lebih rendah bisa jadi aktivitas bakteri pengurai juga lebih rendah dan tidak optimal sebagaimana yang diharapkan dan kelemahan yang lain yaitu waktu penentuan yang lama. Metode pengukuran COD jauh lebih kompleks, karena menggunakan peralatan khusus reflux, penggunaan asam pekat, pemanasan, dan titrasi. Peralatan reflux digunakan untuk menghindari berkurangnya air sampe karena pemanasan. Pada prinsipnya pengukuran COD adalah penambahan sejumlah tertentu kalium bikromat (K2Cr2O7) sebagai oksidator pada sampel (dengan volume diketahui) yang telah ditambahkan asam pekat dan katalis perak sulfat, kemudian dipanaskan selama beberapa waktu. Selanjutnya kelebihan kalium bikromat ditera dengan cara titrasi. Kelemahan COD senyawa kompleks anorganik yang ada diperairan yang dapat teroksidasi juga ikut dalam reaksi, sehingga dalam kasus-kasus tertentu nilai COD mungkin lebih sedikit ‘over estimate’untuk gambaran kandungan bahan organik. Bilamana nilai BOD baru dapat diketahui setelah waktu inkubasii lima hari, maka nilai COD dapat segera diketahui setelah satu atau dua jam. Walaupun jumlah total bahan organik dapat diketahui melalui COD dengan waktu penentuan yang lebh cepat, nilai BOD masih tetap diperlukan. Dengan mengetahui nilai BOD, aka diketahui proporsi jumlah bahan organik yang mudah urai (Biodegradable), dan ini akan memberikan gambaran jumlah oksigen yang akan terpakai untuk dekomposisi di perairan dalam sepekan (lima hari) mendatang. Lalu dengan memperbandingkan nilai BOD terhadap COD juga diketahui seberapa besar jumlah bahan-bahan organik yang lebih persisten yang ada di perairan. C. Gambaran Mengenai Analisa Air Tela ditetapkan baku mutu air laut melalui Surat Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 51 Tahun 2004. Didalam baku mutu air limbah, termasuk BOD dan COD, ditambah parameter-parameter kualitas air lainnya, termasuk parameter biologi dan radio nuklida. Sebagai ilustrasi, dalam PP Nomor 28/2001 tersebut baku mutu BOD bagi perairan kelas dua yang dipergunakan untuk rekreasi air dan budidaya perikanan (akuakultur) misalnya, adalah lebih kecil dari 3 mg/L, sedang baku mutu CODnya adalah lebih kecil dari 25 mg/L. Untuk air laut,



sebagaimana dalam Kep. Menteri Lingkungan Hidup Nomor 51/2004, baku mutu BOD untuk perairan bagi keperluan wisata bahari adalah 10 mg/L, sedangkan bagi biota laut baku mutu BOD adalah 20 mg/L. COD tidak termasuk parameter yang menjadi baku mutu air laut. Hal ini kemungkinan karena penentuan COD air laut relatif agak sulit sehubungan dengan interferensi atau gangguan keberadaan klorida (Cl) yang tinggi di air laut terhadap reaksi analitiknya. Parameter kunci dari air limbah yaitu pH dan TSS (Total Suspended Solids). Dengan demikian, bila misalnya nilai BOD dan COD suatu perairan masih normal atau memenuhi baku mutu, belum dapat disimpulkan bahwa tidak terjadi pencemaran, bila parameter kunci lainnya tidak diketahui. Karena bila parameter lainnya meningkat dan melebihi baku mutu, maka berarti ada indikasi pencemaran di perairan. Hal ini dapat terjadi karena bila terdapat bahan-bahan toksik (beracun) diperairan, logam berat misalnya (Mays, 1996; APHA, 1989), nilai BOD bisa jadi renda atau masih memenuhi baku mutu, pada hal dalam air atau perairan tersebut terkandung bahan beracun air teah tercemar. Sebaliknya bila nilai BOD dan COD telah cukup tinggi dan melebihi baku mutu, maka sudah dapat diduga ada indikasi pencemaran bahan organik. Selain waktu analisis yang lama, kelemahan dari penentuan BOD lainnya diperlukan benih bakteri (seed) yang teraklimatisasi dan aktif dalam konsentrasi yang tinggi; diperlukan perlakuan pendahuluan tertentu bila perairan diindikasi mengandung bahan tosik; dan efek atau pengaruh dari organisme nitrifikasi (nitrifying organisme) harus dikurangi meskipun ada kelemahan-kelemahan tersebut, BOD tetap digunakan sampai sekarang. Hal ini menurut Metcalf & Eddy (1991) karena beberapa alasan, erutama dalam hubungan dengan pengolahan air limbah, yaitu: 1. BOD penting untuk mengetahui perkiraan jumlah oksigen yang akan diperlukan untuk menstabilkan bahan organik yang ada secara biologi 2. Untuk mengetahui ukuran fasilitas unit pengolahan limbah 3. Untuk mengukur efisiensi suatu proses perlakuan dalam pengolahan limbah, dan 4. Untuk mengetahui kesesuaiannya dengan batasan yang diperbolehkan bagi pembuangan air limbah. Meskipun kelemahan BOD memerlukan waktu yang lama, tetapi BOD masih cukup relevan untuk digunakan sebagai salah satu parameter kualitas air yang penting. Karena dengan melakukan ujia BOD secara apa adanya, yakni dengan tidak memperhatikan ada tidaknya kandungan bahan toksik, sedikit atau banyaknya kandungan bakteri, tetapi dengan tetap melakukan pengenceran atau aerasi bilamana diperlukan dan inkubasi pada suhu setara suhu perairan, maka akan diperoleh suatu nilai BOD yang akan memberikan gambaran kemampuan alami perairan dalam mendegradasi bahan organik yang dikandungnya. Dari nilai tersebut akan dapat dilihat apakah kemampuan perairan dalam mendegradasi bahan organik



masih cukup baik atau sudah sangat rendah. Bila rendah, berarti kemampuan pulih diri (self purification) perairan sudah sangat berkurang. D. Cara Perhitungan COD dan BOD Menentukan nilai BOD dan COD limbah sebelum dan sesudah pelakuan a. Menghitung BOD DO (mg/L) =



V Thiosulfat X N Thiosulfat X 1000 X BeO2 X P V sampel



BOD = DO0 – DO5 Keterangan: DO0 = Oksigen terlarut 0 hari DO5 = Oksigen terlarut 5 hari BeO2 = 8 P = Pengenceran



b. Menghitung COD (A−B)𝑋 𝑁 𝐹𝐴𝑆 𝑋 1000𝑋 𝐵𝑒𝑂2 𝑋 𝑃



COD =



V sampel



Keterangan: A = ml titran Blanko B = ml titran Sampel BeO2 = 8 P = Pengenceran N = Normalitas FAS



c. Menghitung Penurunan BOD dan COD limbah setelah selesai perlakuan a) Penurunan BOD Penurunan BOD= (BOD awal − BOD sampel)𝑋 100% BOD awal b) Penurunan COD Penurunan COD= (COD awal − COD sampel X 100% COD awal E. Penentuan Kadar COD dalam Air Limbah A. Tujuan Tujuan praktikum ini adalah menentukan kadar COD da BOD dalam air limbah



B. Teori Dasar Dengan melihat kandungan oksigen yang terlarut di dalam air dapat ditentukan seberapa jauh tingkat pencemaran air lingkungan telah terjadi. Cara yang ditempuh untuk maksud tersebut adalah dengan uji: 1. COD. Singkatan dari Chemical Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen biologis untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan didalam air 2. BOD. Singkatan dari Biological Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen biologis untuk memecah bahan buangan dalam air oleh mikroorganisme. Melalui kedua cara tersebut dapat ditentukan tingkat pencemaran air lingkungan. Perbedaan dari kedua cara ini oksigen yang terlarut di dalam air tersebut secara garis besar adalah chemical oxygen demand adalah kapasitas air untuk menggunakan oksigen selama peruraian senyawa organik terlarut dan mengoksidasi senyawa anorganik seperti amonia dan nitrit. Biological (biochemical oxygen demand) adalah kuantitas oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme aerob dalam menguraikan senyawa organik terlarut. Jika BOD tinggi maka dissolved oxygen (DO) menurun karena oksigen yang terlarut tersebut digunakan oleh bakteri, akibatnya ikan dan organisme air hubungan keduanya adalah sama-sama untuk menentukan kualitas air, tapi BOD lebih cenderung ke arah cemaran organik. C. Prosedur Percobaan 1. Alat da Bahan Alat: 1. Pipet gondok 2. Erlenmeyer 250 ml 3. Erlenmeyer tutup asah 250ml 4. Buret 50 ml 5. Penangas air 6. Pipet tetes 7. Botol semprot 8. Gelas ukur Bahan: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.



sampel limbah air MnSO4 10% H2SO4 pekat Natrium thiosulfat 0.1 N Natrium thiosulfat 0.05 N Larutan kanji 2 % KMnO4 0.1 N H2SO4 6 M KI 10 %



10. Larutan alkali azida 11. Aquadest 2. Prosedur Kerja Pengujian COD: 1. Pipet 50 ml larutan sampel ke dalam Erlenmeyer 250 ml 2. Tambahkan 5 ml KMnO4 0.1 N/ K2Cr2O7 dan panaskan selama satu jam dalam penangas air 3. Dinginkan selama 10 menit, tambahkan larutan KI 10% dan 10 ml H2SO4 6 M 4. Titrasi dengan larutan thiosulfat 0.05 N sampai warna kuning, tambah 1-2 ml indiktor kanji sampai timbul warna biru dan lanjutkan titrasi sampai warna biru hilang 5. Lakukan hal yang sama terhadap blanko. Pengujian BOD: 1. Pipet 100 ml sampel kedalam larutan erlenmeyer tutup asah, tambahkan 1 ml MnSO4 dan 1 ml larutan alkali azida 2. Tutup sampel dan kocok kuat dengan membolak-balikkan botol beberapa kali, biarkan hingga terbentuk endapan setengah bagian 3. Buka tutup sampel dan panaskan dalam H2SO4 pekat melalui dinding botol, kemudian tutup botol kembali 4. Kocok kembali sampai endapan melarut 5. Titrasi larutan dengan natrium thiosulfat 0.1 N sampai berwarna kuning muda, 6. Menambahkan 1-2 ml indikator kanji sampai warna biru dan lanjutkan titrasi sampai warna biru hilang. Perhitungan kadar COD dalam sampel (Vb − Vs)𝑋 𝑁 𝑡ℎ𝑖𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡 𝑋 𝐵𝑒𝑂2 𝑋 1000 𝐶𝑂𝐷 = V sampel b= blanko s= sampel