Biologycal Oxygen Demand (BOD) atau kebutuhan
oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme selama penghancuran bahan organik
dalam waktu tertentu pada suhu 20 oC. Oksidasi biokimiawi ini merupakan
proses yang lambat dan secara teoritis memerlukan reaksi sempurna. Dalam waktu
20 hari, oksidasi mencapai 95-99 % sempurna dan dalam waktu 5 hari seperti yang
umum digunakan untuk mengukur BOD yang kesempurnaan oksidasinya mencapai 60– 70
%. Suhu 20 oC yang digunakan merupakan nilai rata-rata untuk daerah perairan
arus lambat di daerah iklim sedang dan mudah ditiru dalam inkubator. Hasil yang
berbeda akan diperoleh pada suhu yang berbeda karena kecepatan reaksi biokimia
tergantung dari suhu.
BOD adalah suatu analisa empiris yang mencoba
mendekati secara global proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi dalam
air. BOD merupakan parameter yang umum
dipakai untuk menentukan tingkat pencemaran bahan organik pada air limbah. Pemeriksaan
BOD diperlukan untuk menentukan beban pencemaran akibat air buangan dan untuk
mendesain sistem pengolahan secara biologis (G. Alerts dan SS Santika, 1987). Adanya
bahan organik yang cukup tinggi (ditunjukkan dengan nilai BOD dan COD)
menyebabkan mikroba menjadi aktif dan menguraikan bahan organik tersebut secara
biologis menjadi senyawa asam-asam organik. Peruraian ini terjadi disepanjang
saluran secara aerob dan anaerob. Timbul gas CH4, NH3 dan H2S yang berbau busuk
(Djarwanti dkk, 2000). Uji BOD ini tidak dapat digunakan untuk mengukur jumlah
bahan-bahan organik yang sebenarnya terdapat di dalam air, tetapi hanya
mengukur secara relatif jumlah konsumsi oksigen yang digunakan untuk
mengoksidasi bahan organik tersebut. Semakin banyak oksigen yang dikonsumsi,
maka semakin banyak pula kandungan bahan-bahan organik di dalamnya.
Salah satu variabel penentu yang menentukan
kualitas air sehingga kita dapat menggolongkannya ke dalam empat golongan di
atas adalah berdasarkan kandungan bahan organiknya yang dapat dinyatakan
sebagai nilai BOD dan COD. Untuk golongan A, nilai ambang BOD adalah 20 dan COD
adalah 40. Untuk golongan B, nilai ambang BOD adalah 50 dan COD adalah 100.
Untuk golongan C, nilai ambang BOD adalah 150 dan COD adalah 300. Sedangkan
untuk golongan D, nilai ambang BOD adalah 300 dan COD adalah 600 (Perdana,
1992).
Semua makhluk hidup membutuhkan oksigen tidak
terkecuali organisme yang hidup dalam air. Kehidupan akuatik seperti ikan
mendapatkan oksigennya dalam bentuk oksigen terlarut yang sebagian besar
berasal dari atmosfer. Tanpa adanya oksigen terlarut pada tingkat konsentrasi
tertentu banyak jenis organisme akuatik tidak akan ada dalam air. Banyak ikan
akan mati dalam perairan tercemar bukan diakibatkan oleh toksitasi zat pencemar
langsung, tetapi karena kekurangan oksigen sebagai akibat dari digunakannya gas
tersebut pada proses penguraian/penghancuran zat pencemar (Achmad, 2004). Di
dalam lingkungan bahan organik banyak terdapat dalam bentuk karbohidrat,
protein, dan lemak yang membentuk organisme hidup dan senyawa-senyawa lainnya
yang merupakan sumber daya alam yang sangat penting dan dibutuhkan oleh
manusia. Secara normal, bahan organik tersusun oleh unsur-unsur C, H, O, dan
dalam beberapa hal mengandung N, S, P, dan Fe (Achmad, 2004). Senyawa-senyawa
organik pada umumnya tidak stabil dan mudah dioksidasi secara biologis atau
kimia menjadi senyawa stabil, antara lain menjadi CO2 dan H2O. Proses inilah
yang menyebabkan konsentrasi oksigen terlarut dalam perairan menurun dan hal
ini menyebabkan permasalahan bagi kehidupan akuatik.
Biological Oxygen Demand (BOD) atau Kebutuhan
Oksigen Biologis (KOB) adalah suatu analisa empiris yang mencoba mendekati
secara global proses-proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi di dalam
air. Angka BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan
(mengoksidasikan) hampir semua zat organis yang terlarut dan sebagian zat-zat
organis yang tersuspensi dalam air. Pemeriksaan BOD diperlukan untuk menentukan
beban pencemaran akibat air buangan penduduk atau industri, dan untuk mendisain
sistem-sisitem pengolahan biologis bagi air yang tercermar tersebut.
Penguraian zat organis adalah peristiwa alamiah; kalau sesuatu badan air
dicemari oleh zat organik, bakteri dapat menghabiskan oksigen terlarut, dalam
air selama proses oksidasi tersebut yang bisa mengakibatkan kematian ikan-ikan
dalam air dan keadaan menjadi anaerobik dan dapat menimbulkan bau busuk pada
air. Pemeriksaan BOD didasarkan atas reaksi oksidasi zat organis dengan oksigen
di dalam air, dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri aerob.
Sebagai hasil oksidasi akan terbentuk karbon dioksida dan air.
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.
Chemical Oxygen Demand (COD) atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) adalah
jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat – zat organis
yang ada dalam 1 L sampel air. Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air
oleh zat – zat organis yang secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses
mokrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air.
Oksigen terlarut adalah banyaknya oksigen yang terkandung didalam air dan diukur
dalam satuan ppm. Oksigen yang terlarut ini dipergunakan sebagai tanda derajat
pengotor air baku. Semakin besar oksigen yang terlarut, maka menunjukkan
derajat pengotoran yang relatif kecil. Rendahnya nilai oksigen terlarut
berarti beban pencemaran meningkat sehingga koagulan yang bekerja untuk
mengendapkan koloida harus bereaksi dahulu dengan polutan – polutan dalam air
menyebabkan konsusmsi bertambah.
Metode Analisa BOD
Metode Elektrokimia
Metode Elektrokimia adalah menggunakan
peralatan DO Meter. Untuk menganalisa kadar BOD dengan alat ini adalah dengan
menganalisa kadar DO hari 0 dan selanjutnya menganalisa kadar DO hari ke 5.
Selanjtnya kadar BOD dapat dianalisa dengan mengurangkan selisih keduanya. Cara
penentuan oksigen terlarut dengan metoda elektrokimia adalah cara langsung
untuk menentukan oksigen terlarut dengan alat DO meter. Prinsip kerjanya adalah
menggunakan probe oksigen yang terdiri dari katoda dan anoda yang direndam
dalam larutan elektrolit. Pada alat DO meter, probe ini biasanya menggunakan
katoda perak (Ag) dan anoda timbal (Pb). Secara keseluruhan, elektroda ini
dilapisi dengan membran plastik yang bersifat semi permeable terhadap oksigen.
Reaksi kimia yang akan terjadi adalah
Katoda : O2 + 2 H2O + 4e à 4 HO-
Anoda : Pb + 2 HO- à PbO + H2O + 2e
Cara penentuan oksigen terlarut dengan metoda
elektrokimia tidak lebih akurat dibandingkan metode winkler disebabkan alat ini
tidak dapat mendeteksi keseluruhan nilai oksigen terlarut dengan baik. Namun
kelebihan metode ini adalah alat ini mudah digunakan dan hasil yang diperoleh
relatif cepat.
Metode Winkler
Metode Pemeriksaan BOD adalah dengan metode
Winkler (titrasi di laboratorium). Prinsipnya dengan menggunakan titrasi
iodometri. Sampel yang akan dianalisis
terlebih dahulu ditambahkan larutan MnCl2 den NaOH-KI, sehingga akan terjadi
endapan MnO2. Dengan menambahkan H2SO4 atan HCl maka endapan yang terjadi akan
larut kembali dan juga akanmembebaskan molekul iodium (I2) yang ekivalen dengan
oksigen terlarut. Iodium yang dibebaskan ini selanjutnyadititrasi dengan
larutan standar natrium tiosulfat (Na2S2O3) dan menggunakan indikator larutan
amilum (kanji). Prinsip pemeriksaan parameter BOD didasarkan pada reaksi
oksidasi zat organik dengan oksigen di dalam air dan proses tersebut berlangsung
karena adanya bakteri aerobik. Untuk menguraikan zat organik memerlukan waktu ±
2 hari untuk 50% reaksi, 5 hari untuk 75% reaksi tercapai dan 20 hari untuk
100% reaksi tercapai. Dengan kata lain tes BOD berlaku sebagai simulasi proses
biologi secara alamiah, mula-mula diukur DO nol dan setelah mengalami inkubasi
selama 5 hari pada suhu 20°C atau 3 hari pada suhu 25°C–27°C diukur lagi DO air
tersebut. Perbedaan DO air tersebut yang dianggap sebagai konsumsi oksigen
untuk proses biokimia akan selesai dalam waktu 5 hari dipergunakan dengan
anggapan segala proses biokimia akan selesai dalam waktu 5 hari, walau
sesungguhnya belum selesai.
Pengujian BOD menggunakan metode
Winkler-Alkali iodida azida, adalah penetapan BOD yang dilakukan dengan cara
mengukur berkurangnya kadar oksigen terlarut dalam sampel yang disimpan dalam
botol tertutup rapat, diinkubasi selama 5 hari pada temperatur kamar, dalam
metode Winkler digunakan larutan pengencer MgSO4, FeCl3, CaCl2 dan buffer
fosfat. Kemudian dilanjutkan dengan metode Alkali iodida azida yaitu dengan
cara titrasi, dalam penetapan kadar oksigen terlarut digunakan pereaksi MnSO4,
H2SO4, dan alkali iodida azida. Sampel dititrasi dengan natrium thiosulfat
memakai indikator amilum (Alaerts dan Santika, 1984).
Kelebihan dan
Kelemahan Metode Winkler
Kelebihan Metode Winkler dalam menganalisa BOD
melalui penganalisaan oksigen terlarut (DO) terlebih dahulu adalah metoda
Winkler lebih analitis, teliti dan akurat
apabila dibandingkan dengan cara alat DO meter. Hal yang perlu
diperhatikan dala titrasi iodometri ialah penentuan titik akhir titrasinya,
standarisasi larutan tio dan penambahan indikator amilumnya. Dengan mengikuti
prosedur yang tepat dan standarisasi tio secara analitis, akan diperoleh hasil
penentuan oksigen terlarut yang lebih akurat. Sedangkan cara DO meter, harus diperhatikan suhu dan
salinitas sampel yang akan diperiksa. Peranan suhu dan salinitas ini sangat
vital terhadap akurasi penentuan oksigen terlarut dengan cara DO meter.
Disamping itu, sebagaimana lazimnya alat yang digital, peranan kalibrasi alat
sangat menentukan akurasinya hasil penentuan. Berdasarkan pengalaman di
lapangan, penentuan oksigen terlarut dengan cara titrasi lebih dianjurkan untuk
mendapatkan hasil yang lebih akurat.
Alat DO meter masih dianjurkan jika sifat
penentuannya hanya bersifat kisaran. Kelemahan Metode Winkler dalam
menganalisis oksigen terlarut (DO) adalah dimana dengan cara Winkler penambahan
indikator amylum harus dilakukan pada saat mendekati titik akhir titrasi agar
amilum tidak membungkus iod karena akan menyebabkan amilum sukar bereaksi untuk
kembali ke senyawa semula. Proses titrasi harus dilakukan sesegera mungkin, hal
ini disebabkan karena I2 mudah menguap. Dan ada yang harus diperhatikan dari
titrasi iodometri yang biasa dapat menjadi kesalahan pada titrasi iodometri
yaitu penguapan I2, oksidasi udara dan adsorpsi I2 oleh endapan.
Penanggulangan
Kelebihan Kadar BOD
Penanggulangan kelebihan kadar BOD adalah
dengan cara sistem lumpur aktif yang efisien dapat menghilangkan padatan
tersuspensi dan BOD sampai 90%. Ada pula cara yang lain yaitu dengan Sistem
Constructed Wetland merupakan salah satu cara untuk pengolahan lindi yang
memanfaatkan simbiosis mikroorganisme dalam tanah dan akar tanaman. Sistem ini
juga merupakan sistem pengolahan limbah yang ekonomis. Penelitian ini bertujuan
menganalisis kemampuan sistem sub-surface constructed wetland untuk menurunkan kandungan
COD, BOD dan N total.
Apabila kandungan zat-zat organik dalam limbah
tinggi, maka semakin banyak oksigen yang dibutuhkan untuk mendegradasi zat-zat
organik tersebut, sehingga nilai BOD dan COD limbah akan tinggi pula. Oleh
karena itu untuk menurunkan nilai BOD dan COD limbah, perlu dilakukan
pengurangan zat-zat organik yang terkandung di dalam limbah sebelum dibuang ke
perairan. Pengurangan kadar zat-zat organik yang ada pada limbah cair sebelum
dibuang ke perairan, dapat dilakukan dengan mengadsorpsi zat-zat tersebut
menggunakan adsorben. Salah satu adsorben yang memiliki kemampuan adsorpsi yang
besar adalah zeolit alam. Kemampuan adsorpsi zeolit alam akan meningkat apabila
zeolit terlebih dahulu diaktifkan.
Sumber:
http://lovegreenzone.blogspot.com/2011/10/all-about-bod-cod-dan-do.html
http://goelanzsaw.blogspot.com/2013/02/analisa-bod-dalam-air.html
http://widyapranata.wordpress.com/tag/bod-dan-cod-sebagai-parameter-pencemaran-air-dan-baku-mutu-air-limbah-bod-and-cod-as-a-parameter-water-pollution-and-waste-water-quality-standards/
