NAMA : MARSELUS JEQUES GROS
NIM :1006071028
TUGAS:KIMIA LINGKUNGAN
(BOD)
PENDAHULUAN
Kehidupan
mikroorganisme, seperti ikan dan hewan air lainnya, tidak terlepas dari
kandungan oksigen yang terlarut di dalam air, tidak berbeda dengan manusia dan
mahluk hidup lainnya yang ada di darat, yang juga memerlukan oksigen dari udara
agar tetap dapat bertahan. Air yang tidak mengandung oksigen tidak dapat
memberikan kehidupan bagi mikro organisme, ikan dan hewan air lainnya. Oksigen
yang terlarut di dalam air sangat penting artinya bagi kehidupan.
Untuk
memenuhi kehidupannya, manusia tidak hanya tergantung pada makanan yang berasal
dari daratan saja (beras, gandum, sayuran, buah, daging, dll), akan tetapi juga
tergantung pada makanan yang berasal dari air (ikan, kerang, cumi-cumi, rumput
laut, dll).
Tanaman yang
ada di dalam air, dengan bantuan sinar matahari, melakukan fotosintesis yang
menghasilkan oksigen. Oksigen yang dihasilkan dari fotosintesis ini akan larut
di dalam air. Selain dari itu, oksigen yang ada di udara dapat juga masuk ke
dalam air melalui proses difusi yag secara lambat menembus permukaan air.
Konsentrasi oksigen yang terlarut di dalam air tergantung pada tingkat
kejenuhan air itu sendiri. Kejenuhan air dapat disebabkan oleh koloidal yang
melayang di dalam air oleh jumlah larutan limbah yang terlarut di dalam air.
Selain dari itu suhu air juga mempengaruhi konsentrasi oksigen yang terlarut di
dalam air. Tekanan udara dapat pula mempengaruhi kelarutan oksigen di dalam
air. Tekanan udara dapat pula mempengaruhi kelarutan oksigen di dalam air
karena tekanan udara mempengaruhi kecepatan difusi oksigen dari udara ke dalam
air.
Kemajuan
industri dan teknologi seringkali berdampak pula terhadap keadaan air
lingkungan, baik air sungai, air laut, air danau maupun air tanah. Dampak ini
disebabkan oleh adanya pencemaran air yang disebabkan oleh berbagai hal seperti
yang telah diuraikan di muka. Salah satu cara untuk menilai seberapa jauh air
lingkungan telah tercemar adalah dengan melihat kandungan oksigen yang terlarut
di dalam air.
Pada umumnya
air lingkungan yang telah tercemar kandungan oksigennya sangat rendah. Hal itu
karena oksigen yang terlarut di dalam air diserap oleh mikroorganisme untuk
memecah/mendegradasi bahan buangan organik sehingga menjadi bahan yang mudah
menguap (yang ditandai dengan bau busuk). Selain dari itu, bahan buangan
organik juga dapat bereaksi dengan oksigen yang terlarut di dalam air organik
yang ada di dalam air, makin sedikit sisa kandungan oksigen yang terlarut di
dalamnya. Bahan buangan organik biasanya berasal dari industri kertas, industri
penyamakan kulit, industri pengolahan bahan makanan (seperti industri
pemotongan daging, industri pengalengan ikan, industri pembekuan udang,
industri roti, industri susu, industri keju dan mentega), bahan buangan limbah
rumah tangga, bahan buangan limbah pertanian, kotoran hewan dan kotoran manusia
dan lain sebagainya.
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 :
- COD, singkatan dari Chemical Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air.
- BOD singkatan dari Biological Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen biologis untuk memecah bahan buangan di dalam air oleh mikroorganisme.
KEBUTUHAN
OKSIGEN BIOLOGI (BOD)
Kebutuhan oksigen biologi (BOD) didefinisikan sebagai banyaknya oksigen
yang diperlukan oleh organisme ada saat
pemecahan bahan organik, pada kondisi aerobik. Pemecahan bahan organik
diartikan bahwa bahan organik ini digunakan oleh organisme sebagai bahan
makanan dan energinya diperoleh dari proses oksidasi (PESCOD,1973). Parameter BOD, secara umum
banyak dipakai untuk menentukan tingkat pencemaran air buangan. Penentuan BOD
sangat penting untuk menelusuri aliran pencemaran dari tingkat hulu ke
muara. Sesungguhnya penentuan BOD
merupakan suatu prosedur bioassay yang menyangkut
pengukuran banyaknya oksigen
yang digunakan oleh
organisme selama organisme tersebut menguraikan bahan organik
yang ada dalam suatu
perairan, pada kondisi yang hampir sama dengan kondisi yang ada di alam. Selama
pemeriksaan BOD, contoh yang diperiksa harus bebas dari udara luar untuk
mencegah kontaminasi dari oksigen yang ada di udara bebas. Konsentrasi air
buangan/sampel tersebut juga harus berada pada suatu tingkat pencemaran tertentu,
hal ini untuk menjaga supaya oksigen terlarut selalu ada selama pemeriksaan.
Hal ini penting diperhatikan mengingat kelarutan oksigen dalam air terbatas dan
hanya berkisar ± 9 ppm pads suhu 20°C (SAWYER & MC CARTY, 1978). Penguraian
bahan organik secara biologis di alam, melibatkan bermacam-macam organisme dan
menyangkut reaksi oksidasi dengan hasil akhir karbon dioksida (CO2) dan air
(H2O).
Metode pengukuran BOD dan COD
Prinsip pengukuran BOD pada dasarnya cukup
sederhana, yaitu mengukur kandungan oksigen terlarut awal (DOi) dari
sampel segera setelah pengambilan contoh, kemudian mengukur kandungan oksigen
terlarut pada sampel yang telah diinkubasi selama 5 hari pada kondisi gelap dan
suhu tetap (20 oC) yang sering disebut dengan DO5. Selisih DOi
dan DO5 (DOi - DO5) merupakan nilai BOD yang
dinyatakan dalam miligram oksigen per liter (mg/L). Pengukuran oksigen dapat
dilakukan secara analitik dengan cara titrasi (metode Winkler, iodometri) atau
dengan menggunakan alat yang disebut DO meter yang dilengkapi dengan probe
khusus. 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 mikroorganime, sehingga yang terjadi hanyalah penggunaan oksigen, dan oksigen tersisa ditera sebagai DO5. Yang penting diperhatikan 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.
oleh mikroorganime, sehingga yang terjadi hanyalah penggunaan oksigen, dan oksigen tersisa ditera sebagai DO5. Yang penting diperhatikan 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, aerasi,
atau penambahan populasi bakteri. Pengenceran dan/atau aerasi diperlukan agar
masih cukup tersisa oksigen pada hari kelima. Secara rinci metode pengukuran
BOD diuraikan dalam APHA (1989), Umaly dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy,
1991) atau referensi mengenai analisis air lainnya.
Karena melibatkan
mikroorganisme (bakteri) sebagai pengurai bahan organik, maka analisis BOD
memang cukup memerlukan waktu. Oksidasi biokimia adalah proses yang lambat.
Dalam waktu 20 hari, oksidasi bahan organik karbon mencapai 95 – 99 %, dan
dalam waktu 5 hari sekitar 60 – 70 % bahan organik telah terdekomposisi
(Metcalf & Eddy, 1991). Lima hari inkubasi adalah kesepakatan umum dalam
penentuan BOD. Bisa saja BOD ditentukan dengan menggunakan waktu inkubasi yang
berbeda, asalkan dengan menyebutkan lama waktu tersebut dalam nilai yang
dilaporkan (misal BOD7, BOD10) agar tidak salah dalam
interpretasi atau memperbandingkan. Temperatur 20 oC dalam inkubasi
juga merupakan temperatur standard. Temperatur 20 oC adalah
nilai rata-rata temperatur sungai beraliran lambat di daerah beriklim sedang (Metcalf & Eddy, 1991) dimana teori BOD ini berasal. Untuk daerah tropik seperti Indonesia, bisa jadi temperatur inkubasi ini tidaklah tepat. Temperatur perairan tropik umumnya berkisar antara 25 – 30 oC, dengan temperatur inkubasi yang relatif lebih rendah bisa jadi aktivitas bakteri pengurai juga lebih rendah dan tidak optimal sebagaimana yang diharapkan. Ini adalah salah satu kelemahan lain BOD selain waktu penentuan yang lama tersebut. Dengan mengetahui nilai BOD, akan 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 akan diketahui seberapa besar jumlah bahan-bahan organik yang lebih persisten yang ada di perairan.
nilai rata-rata temperatur sungai beraliran lambat di daerah beriklim sedang (Metcalf & Eddy, 1991) dimana teori BOD ini berasal. Untuk daerah tropik seperti Indonesia, bisa jadi temperatur inkubasi ini tidaklah tepat. Temperatur perairan tropik umumnya berkisar antara 25 – 30 oC, dengan temperatur inkubasi yang relatif lebih rendah bisa jadi aktivitas bakteri pengurai juga lebih rendah dan tidak optimal sebagaimana yang diharapkan. Ini adalah salah satu kelemahan lain BOD selain waktu penentuan yang lama tersebut. Dengan mengetahui nilai BOD, akan 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 akan diketahui seberapa besar jumlah bahan-bahan organik yang lebih persisten yang ada di perairan.
Sebagaimana diketahui bahwa, ammonia sebagai hasil sampingan ini dapat
dioksidasi menjadi nitrit dan nitrat, sehingga dapat mempengaruhi hasil
penentuan BOD. Reaksi kimia yang dapat terjadi adalah :
2NH3+3O2-
2NO2-+ 2H+ + 2H2O
2NO2 + O2 2NO3-
Oksidasi nitrogen anorganik ini memerlukan oksigen terlarut, sehingga perlu
diperhitungkan.
PRINSIP ANALISA
Pemeriksaan BOD didasarkan atas reaksi oksidasi zat
organis dengan oksigen di dalam air, dan proses tersebut berlangsung karena
adanya bakteri aerobic. Sebagai hasil oksidasi akn terbentuk karbon dioksida,
air dan amoniak.
Atas dasar reaksi tersebut, yang memerlukan
kira-kira 2 hari dimana 50% reaksi telah tercapai, 5 hari supaya 75% dan 20
hari supaya 100% tercapai, maka pemeriksaan BOD dapat dipergunakan untuk
menaksir beban pencemaran zat organis. Tentu saja, reaksi juga berlangsung pada
badan air sungai, air danau maupun di instalasi pengolahan air buangan yang
menerima air buangan yang mengandung zat organis tersebut. Dengan kata lain,
tes BOD berlaku sebagai simulasi sesuatu proses biologis secara alamiah.
Reaksi biologis pada tes BOD dilakukan pada temperature
inkubasi 200C dan dilakukan selam 5 hari, hingga mempunyai istilah
yang lengkap, namun di beberapa literatur terdapat lama inkubasi 6 jam atau 2
hari atau 20 hari.
Demikian, jumlah zat organis yang ada di dalam air
diukur melalui jumlah oksigen yang dibutuhkan bakteri untuk mengoksidasi zat
organis tersebut.
Karena reaksi BOD dilakukan di dalam botol yang
tertutup, maka jumlah oksigen yang telah dipakai adalah perbedaan antara kadar
oksigen di dalam larutan dan kadarnya. Oleh karena itu, semua sample yang
mengandung BOD>6 mg harus diencerkan supaya syarat tersebut terpenuhi.
PENDUGAAN DAMPAK
Pendugaan
dampak potensial suatu proyek terhadap BOD harus memperhitungkan limbah organik
yang berasal dari fase konstruksi dan operasi proyek, serta mempertimbangkan
sumber-sumber limbah yang masuk ke perairan (point dan non-point sources). Selain itu juga perlu dipertimbangkan
informasi yang ada dalam pustaka-pustaka, seperti Canter (1977), untuk
memperhitungkan jumlah limbah yang akan masuk ke perairan. Perhatian juga harus diberikan pada dekomposisi bahan organik dalam perairan
melalui proses perombakan biologis.
Model-model matematika dapat digunakan untuk menduga konsentrasi BOD
dalam aliran sungai. Pendugaan dampak
pembendungan aliran air tehadap BOD juga harus dilakukan kalau ada proyek
pembangunan sumberdaya air yang diikuti dengan pembendungan aliran air.
Rasionalitas
yang melandasi kurva fungsional berikut ini ialah bahwa BOD sangat penting
karena ia merangsang pengurangan oksigen terlarut atau pertumbuhan organisme
benthos yang tidak diinginkan. Dalam
aliran sungai yang lambat atau waduk, BOD sebesar 5 mg/liter mungkin telah
cukup untuk menimbulkan kondisi buruk, sedangkan sungai-sungai di pegunungan
yang aliran airnya deras dapat mengandung BOD 30 mg/liter atau lebih tanpa
menimbulkan efek yang buruk. Hal ini
karena aliran sungai yang deras mempunyai kemampuan yang lebih besar untuk
re-aerasi dan mencegah terjadinya akumulasi bahan organik di sedimen dasar.
Kurfa fungsional dari NSF berada di antara kedua kondisi ekstrem tersebut.
PERHATIAN KHUSUS
Dalam
kaitannya dengan kajian BOD perairan permukaan, sangat penting diperhatikan
adalah sumber-sumber pencemaran yang bersifat non-point.
KURVA.FUNGSIONAL:
(Battelle Environmental Evaluation System, 1972)
Indeks
Kualitas
1.0
|
|
|
|
|
|
|||
0.8
|
|
Sungai
yang alirannya deras
|
|
|||||
0.6
|
|
|
|
|
|
|||
0.4
|
NSF
|
|
|
|
|
|||
0.2
Waduk
|
|
|
|
|
0.0 10 20 30 40 50 60 70
BOD, mg/l
Contoh perhitungan nilai BOD5
1. Nilai
BOD5 contoh uji dihitung sbb:
Dengan
pengertian:
BOD5 adalah nilai BOD5
contoh uji (mg/l);
A1 adalah kadar oksigen terlarut contoh
uji sebelum inkubasi (0 hari) (mg/l);
A2 adalah kadar oksigen terlarut contoh
uji setelah inkubasi (5 hari) (mg/l);
B1 adalah kadar oksigen terlarut blanko sebelum inkubasi (0 hari) (mg/l);
B2 adalah kadar oksigen terlarut blanko setelah inkubasi (5 hari) (mg/l);
VB adalah volume suspensi mikroba (mL)
dalam botol DO blanko;
VC adalah volume suspensi mikroba (mL)
dalam botol contoh uji (mL);
P adalah perbandingan volume contoh
uji (V1) per volume total (V2).
CATATAN Bila contoh uji tidak ditambah bibit mikroba
VB = 0.
2. Nilai BOD5
kontrol standar dihitung sbb:
Dengan
pengertian:
BOD5 adalah nilai BOD5 kontrol
standar (2 ulanagan) (mg/L);
C1 adalah kadar oksigen terlarut
glukosa-asam glutamat nol hari (mg/L);
C2 adalah kadar oksigen terlarut
glukosa-asam glutamat 5 hari (mg/L);
B1 adalah kadar oksigen terlarut blanko
nol hari (mg/L);
B2 adalah kadar oksigen terlarut blanko
5 hari (mg/L);
VB adalah volume suspensi mikroba (mL)
dalam botol DO blanko;
VS adalah volume suspensi mikroba per
botol DO (mL) dalam standar glukosa-glutamat;
P adalah perbandingan volume contoh
uji dengan larutan pengencer.
Berdasarkan kekuatannya, air limbah
digolongkan dalam 3 jenis yaitu : kuat, sedang dan lemah.Jenis kekuatan
tersebut biasanya dinyatakan dengan tingkat BOD, yaitu:
·
Kuat, bila
nilai BOD > 300 mg/L.
·
Sedang, bila
nilai BOD 100 -300 mg/L
·
Lemah, bila
nilai BOD < 100 mg/L
Sumber:http://www.kimpraswil.go.id/Limbah.pdf
Tabel 2.
Derajat Pencemaran Berdasarkan Nilai BOD5
Kisaran BOD5 (mg/l) Kriteria Kualitas Perairan
” 2,9 Tidak tercemar
3,0 – 5,0 Tercemar ringan
5,1 – 14,9 Tercemar sedang
• 15,0 Tercemar berat
Sumber: Lee
(1987) dalam Sukardiono (1987).
Tabel 2 menyajikan tingkat pencemaran di badan perairan
berdasarkan nilai BOD.
Kriteria ini
merupakan kriteria untuk organisme budidaya dengan berbagai sistem budidaya.
Lampiran
1.
PERATURAN PEMERINTAH NOMOR 82 TAHUN 2001
TANGGAL 14 DESEMBER
2001 TENTANG PENGELOLAAN KUALITAS AIR DAN PENGENDALIAN PENCEMARAN AIR
Kriteria
Mutu Air Berdasarkan Kelas:
PARAMETER
|
SATUAN
|
KELAS(I,II,III,IV)
|
BOD
|
Mg/L
|
2,3,6,12
|
2. Keputusan Menteri Negara
Lingkungan Hidup,
Nomor : 112 Tahun 2003
Tanggal : 10 Juli 2003
BAKU MUTU AIR LIMBAH DOMESTIK
PARMETER
|
SATUAN
|
KADAR MAKSIMUM
|
BOD
|
Mg/L
|
100
|
3.
Berdasarkan Permenkes no. 416 Tahun 1990
Tentang: syarat-syarat dan
pengawasan kualitas air.
DAFTAR PUSTAKA
ANONIMOUS. 2004. Keputusan Menteri Negara Lingkungan
Hidup. No. 112 Tahun 2003. Tentang : Baku Mutu Air Limbah Domestik. 6 hal.
ANONIMOUS. 2001. Peraturan
Pemerintah Republik Indonesia. No. 82 Tahun 2001. Tentang : Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian
Pencemaran Air. 46 hal.
Canter, L.W.
1977. Environmental Impact Assessment.
McGraw-Hill Book Company, New York.
Canter, L.W.
dan L.G.Hill. 1979. Handbook of
Variables for Environmental Impact Assessment. Ann Arbor Science, Publishers
Inc, Ann Arbor, Michigan.
Chanlett,
E.T. 1973. Environmental Protection.
McGraw-Hill Book Company, new York.
Fardiaz, Srikandi. (1992). Polusi Air dan Udara.
Jakarta: Kanisius: 36- 44.
http://djoker-edogawa.blogspot.com/bod-dan-cod-sebagai-parameter.html : diakses 27 September 2011.
http://moeljadie.blogspot .com/cara-analisa-metode-analisis-cod-dan.html : diakses
27 September 2011.
SNI 06-2875-1992, Cara uji Kebutuhan Oksigen Biokimia air limbah.
Wisnu Arya Wardhana. 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan. Penerbit Andi. Yogyakarta.