BOD COD DO

Nanda Nabilah Ubay-2B

A. BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND (BOD)

1. Definisi BOD

Suatu karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen

terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme (biasanya bakteri)

untuk mengurai atau mendekomposisi bahan organik dalam

kondisi aerobik (Umaly dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy, 1991).

Ditegaskan lagi oleh Boyd (1990), bahwa bahan organik yang

terdekomposisi dalam BOD adalah bahan organik yang siap

terdekomposisi (readily decomposable organic matter). Mays

(1996) mengartikan BOD sebagai suatu ukuran jumlah oksigen

yang digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam

perairan sebagai respon terhadap masuknya bahan organik yang

dapat diurai.

Kebutuhan oksigen yang terlarut dalam air buangan yang

mengandung senyawa kimia organic (karbon, hydrogen,

nitrogen, belerang). Pada umumnya proses penguraian senyawa

organic terjadi secara sempurna pada temperatur 20ocelsius dan

dalam tempo 5 hari. Satuan BOD dinyatakan dalam milligram per

liter (mg/lt) atau milligram per kilogram (mg/kg). Kebutuhan

oksigen biokima yang menunjukkan jumlah oksigen yang

digunakan dalam reaksi oksidasi oleh bakteri. Sehingga makin

banyak bahan organik dalam air, makin besar BOD nya

sedangkan DO akan makin rendah. Air yang bersih adalah yang

BOD nya kurang dari 1 mg/l atau 1 ppm, jika BOD nya di atas 4

ppm, air dikatakan tercemar. Suatu analisa empiris yang

mencoba mendekati secara global proses mikrobiologis yang

benar - benar terjadi dalam air.

2. Metode Pemeriksaan BOD

1


Pemeriksaan BOD diperlukan untuk menentukan beban

pencemaran akibat air buangan dan untuk mendesain sistem

pengolahan secara biologis (G. Alerts dan SS Santika,1987).

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 (200C) 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

mikroorganisme, 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.

3. Dampak Tingginya Kadar BOD Terhadap Lingkungan

Pencemar organik terdiri dari pencemar organik tidak

mudah urai (nondegradable organic pollutant) dan pencemar

organik mudah urai (degradable organic pollutants). Pencemar

organik mudah urai antara lain sampah rumah tangga, kotoran

manusia dan hewan, sampah dan limbah pertanian dan berbagai

jenis limbah industri. Pencemar organik tersebut di perairan akan

2


diuraikan oleh mikroba, terutama berbagai jenis bakteria.

Mikroba aerobik dalam proses penguraian bahan organik

tersebut menggunakan oksigen terlarut dalam air dan

melepaskan unsur-unsur hara ke dalam air. Akibatnya kadar

oksigen terlarut akan menurun (oxygen depletion) dan kesuburan

perairan meningkat. Apabila kandungan unsur-unsur hara tinggi

sehingga menyebabkan perairan lewat subur (eutrophication)

dapat menyebabkan peledakan pertumbuhan fitoplankton dan

atau zooplankton yang disebut “blooming”. Akibat blooming,

kandungan oksigen terlarut akan menurun dan apabila

planktonnya mati secara massal dapat mencemari perairan

karena terbentuk gas-gas (seperti ammonia, hydrogen sulfida

dan fosfat) dan senyawa beracun lain (cyanoglucosida).

Aktifitas mikroba aerob yang berlebihan menyebabkan

kandungan oksigen terlarut di dalam perairan habis, kondisi

perairan menjadi aerob. Proses penguraian bahan organik

selanjutnya dilakukan oleh mikroba anearob. Hasil dari aktifitas

mikroba anaerobik adalah gas-gas ammonia, hydrogen sulfide,

methan dan ethan serta fosfin. Gas-gas tersebut umumnya

bersifat racun bagi ikan dan biota air lainnya. Gas ammonia,

sulfide dan fosfin mempunyai bau yang menyengat dan busuk

sehingga air dan perairan yang tercemari bahan organik mudah

diurai, nilai gunanya bagi peruntukan perikanan, rumah tangga

dan industri menurun atau tidak berguna lagi.

4. Dampak Tingginya Kadar BOD Terhadap Kesehatan

Tingginya kadar BOD dalam suatu perairan biasanya

ditunjukkan dengan tingginya kandungan mikroorganisme dalam

perairan tersebut. Mikroorganisme yang biasanya terdapat pada

3


limbah domestik dalam jumlah banyak yaitu bakteri kelompok

Coliform, Escherichia coli dan Streptococcus faecalis (Schaechter

1992). Bakteri yang merupakan indikator kualitas suatu perairan

adalah coliform, fecal coli, salmonella dan fecal streptococcus

(Wolff 1991).

E. coli jika masuk ke dalam saluran pencernaan dalam

jumlah banyak dapat membahayakan kesehatan. Menurut

Pelczar & Chan (1988) walaupun E. coli merupakan bagian dari

mikroba normal saluran pencernaan, tapi saat ini telah terbukti

bahwa galur-galur tertentu mampu menyebabkan gastroeritris

taraf sedang hingga parah pada manusia dan hewan.

Tingkat pencemaran perairan berdasarkan nilai BOD:

Tingkat Pencemaran Parameter BOD (ppm)

Rendah 0 - 10

Sedang 10 - 20

Tinggi 25

Sumber : WIROSARJONO (1974)

B. CHEMICAL OXYGEN DEMAND (COD)

1. Definisi COD

Jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengurai seluruh

bahan organik yang terkandung dalam air (Boyd, 1990). 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 (Boyd,

1990; Metcalf & Eddy, 1991), sehingga segala macam bahan

organik, baik yang mudah urai maupun yang kompleks dan sulit

urai, akan teroksidasi.

4


Kadar oksigen yang terlarut dalam air limbah yang

diperlukan untuk menguraikan zat organic tertentu secara kimia

karena sukar dihancurkan secara oksidasi. Oleh karenanya

dibutuhkan bantuan reaksi oksidator yang kuat menjadi suasana

asam. Nilai COD selalu lebih besar daripada nilai BOD.

Jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang

ada dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia baik yang

dapat didegradasi secara biologis maupun yang sukar

didegradasi. Bahan buangan organik tersebut akan dioksidasi

oleh dikromat yang digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing

agent) menjadi gas CO2 dan H2O serta sejumlah ion chrom.

Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh

zat- zat organik yang secara alamiah dapat maupun tidak dapat

dioksidasikan melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan

berkurangnya oksigen terlarut dalam air (Alaerts and Sumestri,

1984) oleh karena itu konsentrasi COD dalam air harus

memenuhi ambang batas yang ditentukan. Perairan dengan nilai

COD tinggi tidak diinginkan bagi kepentingan perikanan dan

pertanian.

Nilai COD pada perairan yang tidak tercemar biasanya

kurang dari 20 mg/L, sedangkan pada perairan tercemar dapat

lebih dari 200 mg/L dan pada limbah industri dapat mencapai

60.000 mg/L. Nilai COD merupakan satu bilangan yang dapat

menunjukkan banyaknya oksigen yang diperlukan untuk

mengoksidasi bahan organik menjadi CO2 dan air dengan

perantara oksidan kuat dalam suasana asam. Beberapa bahan

organik tertentu yang terdapat pada air limbah ”kebal” terhadap

degradasi biologis dan ada beberapa di antaranya yang beracun

5


meskipun pada kosentrasi yang rendah. Bahan yang tidak dapat

didegradasi secara biologis tersebut akan didegradasi secara

kimiawi melalui proses oksidasi, jumlah oksigen yang dibutuhkan

untuk mengoksidasi tersebut dikenal dengan COD

(Cheremisionoff and Ellerbusch, 1978).

COD merupakan salah satu parameter indikator pencemar

di dalam air yang disebabkan oleh limbah organik, keberadaan

COD di dalam lingkungan sangat ditentukan oleh limbah organik,

baik yang berasal dari limbah rumah tangga maupun industri,

secara umum konsentrasi COD yang tinggi dalam air

menunjukkan adanya bahan pencemar organic dalam jumlah

banyak. Kadar COD dalam air limbah berkurang seiring dengan

berkurangnya konsentrasi bahan organik yang terdapat dalam air

limbah, kosentrasi bahan organik yang rendah tidak selalu dapat

direduksi dengan metode pengolahan yang konvensional.

Nilai COD ditentukan dari bahan organik yang

biodegradable maupun non-degradable, sehingga hasil

penetapan nilai COD biasanya lebih tinggi dari nilai BOD. Apabila

nila COD 3 kali lebih tinggi dari BOD, maka perlu diketahui

apakah ada bahan- bahan yang bersifat toksik dan

nonbiodegredable (Ibnu, 2002).

2. Metode Pemeriksaan COD

Metode pengukuran COD sedikit lebih kompleks, karena

menggunakan peralatan khusus reflux, penggunaan asam pekat,

pemanasan, dan titrasi (APHA, 1989, Umaly dan Cuvin, 1988).

Peralatan reflux diperlukan untuk menghindari berkurangnya air

sampel karena pemanasan. Pada prinsipnya pengukuran COD

adalah penambahan sejumlah tertentu kalium bikromat

6


(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. Dengan demikian kalium bikromat yang terpakai untuk

oksidasi bahan organik dalam sampel dapat dihitung dan nilai

COD dapat ditentukan.

3. Dampak Tingginya Kadar COD Terhadap Lingkungan

Pencemar organik terdiri dari pencemar organik tidak

mudah urai (nondegradable organic pollutant) dan pencemar

organik mudah urai (degradable organic pollutants). Pencemar

organik tidak mudah urai diantaranya adalah batang kayu (log)

yang berada di perairan, menyebabkan gangguan terhadap

navigasi dan setelah mengendap, mendangkalkan perairan.

Detergent alkylbehenesulfonate (sabun detergen dan pestisida

organochlorine (misalnya, dieldrien, DDT) termasuk pencemar

organik sukar urai dan pencemar organik. Mikroba aerobik dalam

proses penguraian bahan organik menggunakan oksigen terlarut

dalam air dan melepaskan unsur- unsur hara ke dalam air.

Akibatnya kadar oksigen terlarut akan menurun (oxygen

depletion) dan kesuburan perairan meningkat. Apabila

kandungan unsur-unsur hara tinggi sehingga menyebabkan

perairan lewat subur (eutrophication) dapat menyebabkan

peledakan pertumbuhan fitoplankton dan atau zooplankton yang

disebut “blooming”. Akibat blooming, kandungan oksigen terlarut

akan menurun dan apabila planktonnya mati secara missal dapat

mencemari perairan karena terbentuk gas-gas (seperti ammonia,

hydrogen sulfide dan fosfat) dan senyawa beracun lain

(cyanoglucosida).

7


Aktifitas mikroba aerob yang berlebihan menyebabkan

kandungan oksigen terlarut di dalam perairan habis, kondisi

perairan menjadi aerob. Proses penguraian bahan organik

selanjutnya dilakukan oleh mikroba anearob. Hasil dari aktifitas

mikroba anaerobik adalah gas-gas ammonia, hydrogen sulfide,

methan dan ethan serta fosfin. Gas-gas tersebut umumnya

bersifat racun bagi ikan dan biota air lainnya. Gas ammonia,

sulfide dan fosfin mempunyai bau yang menyengat dan busuk

sehingga air dan perairan yang tercemari bahan organic mudah

diurai, nilai gunanya bagi peruntukan perikanan, rumah tangga

dan industri menurun atau tidak berguna lagi.

4. Dampak Tingginya Kadar COD Terhadap Kesehatan

Tingginya kadar COD menunjukkan tingginya kandungan

mikroorganisme dalam air. Mikroorganisme yang biasanya

terdapat pada limbah domestik dalam jumlah banyak yaitu

bakteri kelompok Coliform, Escherichia coli dan Streptococcus

faecalis (Schaechter 1992). Mikroorganisme tersebut dapat

menyebabkan diare, disentri dan gangguan pencernaan lainnya

bagi orang yang mengkonsumsi air dengan kadar COD tinggi

(melewati ambang batas).

C. DISSOLVED OXYGEN (DO)

1. Definisi DO

Oksigen mengandung peranan penting sebagai indikator

kualitas perairan, karena oksigen terlarut berperan dalam proses

oksidasi dan reduksi bahan organik dan anorganik. Selain itu

oksigen juga menentukan khan biologis yang dilakukan oleh

organisme anaerobik atau aerobik. Dalam kondisi aerobik,

oksigen berperan sebagai atau mengoksidasi bahan organik dan

8


anorganik dengan hasil akhirnya adalah nutrien yang pada

akhirnya dapat memberikan kesuburan pada perairan. Oksigen

terlarut (dissolved oxygen) merupakan kebutuhan dasar untuk

kehidupan tanaman dan hewan di dalam air. Kadar oksigen

terlarut merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk

respirasi aerob mikroorganisme. DO di dalam air sangat

tergantung pada temperatur dan salinitas.

Oksigen terlarut yang terkandung di dalam air, berasal dari

udara dan hasil proses fotosintesis tumbuhan air. Oksigen

diperlukan oleh semua mahluk yang hidup di air seperti ikan,

udang, kerang dan hewan lainnya termasuk mikroorganisme

seperti bakteri.

Biota air yang hangat memerlukan O2 terlarut minimal 5

ppm, sedangkan biota air dingin memerlukan O2 terlarut

mendekati jenuh. Konsentrasi O2 terlarut minimal untuk

kehidupan biota tidak boleh kurang dari 6 ppm. Agar ikan dapat

hidup, air harus mengandung oksigen paling sedikit 5 mg/ liter

atau 5 ppm (part per million). Apabila kadar oksigen kurang dari

5 ppm, ikan akan mati, tetapi bakteri yang kebutuhan oksigen

terlarutnya lebih rendah dari 5 ppm akan berkembang.

Dalam kondisi anaerobik oksigen dihasilkan akan

mereduksi senyawa-senyawa kimia menjadi lebih sederhana

dalam bentuk nutrient dan gas. Karena proses oksidasi dan

reduksi sangat penting untuk membantu mengurangi beban

pencemaran pada perairan secara alami maupun secara

perlakuan aerobik yang ditujukan untuk memurnikan air

buangan industri dan rumah tangga. Karena peranannya yang

sangat penting ini, air buangan industri dan limbah sebelum

9


dibuang ke lingkungan umum terlebih dahulu diperkaya kadar

oksigennya. Di dalam suatu badan air, oksigen memiliki peranan

dalam menguraikan komponen-komponen kimia menjadi

komponen yang lebih sederhana.

Oksigen memiliki kemampuan untuk beroksidasi dengan

zat pencemar seperti komponen organik sehingga zat pencemar

tersebut tidak membahayakan bagi lingkungan. Oksigen juga

dibutuhkan oleh mikroorganisme, baik yang bersifat aerob

maupun anaerob, dalam proses metabolismenya. Dengan

adanya oksigen dalam air, mikroorganisme semakin giat dalam

menguraikan kandungan dalam air. Jika reaksi penguraian

komponen kimia dalam air terus berlanjut, maka kadar oksigen

pun akan terus menurun. Pada puncaknya, oksigen yang tersedia

tidak cukup lagi untuk menguraikan komponen kimia tersebut.

Kondisi yang demikian merupakan indikasi pencemaran berat

pada badan air.

2. Metode Pemeriksaan DO

Untuk mengukur kadar DO dalam air, ada 2 metode yang sering

dilakukan :

a. Metode titrasi

b. Metode elektrokimia atau lebih dikenal pengukran dengan DO-

meter

3. Tingkat Pencemaran Berdasarkan Nilai DO

Berikut ini adalah tabel tingkat pencemaran perairan

berdasarkan nilai DO:

Tingkat Pencemaran Parameter DO (ppm)

Rendah > 5

10


Sedang 0-5

Tinggi 0

Sumber : WIROSARJONO (1974)

Dampak Tingginya Kadar DO Terhadap Lingkungan

Ketersediaan oksigen terlarut merupakan informasi penting

dalam reaksi secara biologi dan biokimia di perairan. Konsentrasi

oksigen yang tersedia berpengaruh secara langsung pada

kehidupan akuatik khususnya respirasi aerobik, pertumbuhan

dan reproduksi. Konsentrasi oksigen terlarut di perairan juga

menentukan kapasitas perairan untuk menerima beban bahan

organik tanpa menyebabkan gangguan atau mematikan

organisme hidup (Umaly and Cuvin, 1988). Sumber oksigen di

perairan berasal dari: difusi atmosfir, fotosintesis,angin, dan

susupan oksigen terlarut. Sedangkan penggunaan oksigen

terlarut di perairan mencakup respirasi, dan dekomposisi aerobik

bahan organik yang berasal dari luar maupun dari dalam

perairan. Dari uraian diatas, bahan organik dan nutrien yang

berasal dari luar dan dari suatu kegiatan akan mempengaruhi

ketersediaan oksigen di perairan dan akhirnya akan

mempengaruhi daya dukung perairan. Daya dukung perairan

adalah kemampuan perairan dalam menerima, mengencerkan

dan mengasimilasi beban tanpa menyebabkan perubahan

kualitas air atau pencemaran.

11

BOD COD DO

Documents

Transcript of BOD COD DO