Kamis, 14 Maret 2013

BOD (tugas kimia lingkungan)



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 :
  1. COD, singkatan dari Chemical Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air.
  2. 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.
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.
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://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.