BOD (Biochemical Oxygen Demand)

BOD (Biological Oxygen Demand)

Biological Oxygen Demand (BOD) adalah suatu analisis empiris yang mencoba mendekati secara global 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 organis yang tersuspensi dalam air. Pemeriksaan BOD diperlukan untuk menentukan beban pencemaran akibat air buangan penduduk atau industri, dan untuk mendisain sistem pengolahan biologis bagi air yang tercemar tersebut. Penguraian zat organis adalah peristiwa alamiah. Apabila sesuatu badan air dicemari oleh zat organis, bakteri dapat menghabiskan oksigen terlarut dalam air selama proses oksidasi tersebut yang bisa mengakibatkan kematian ikan. Keadaan menjadi anaerobik dan dapat menimbulkan bau busuk pada air.

BOD merupakan salah satu indikator yang menyatakan dampak biologis dari jasad organik yang hidup di air, dan merupakan salah satu parameter kualitas air. Kajian mengenai parameter kualitas air telah banyak dilakukan, namun untuk parameter BOD belum banyak studi yang dilakukan khususnya menggunakan data citra Landsat.

pengujian BOD

PERALATAN DAN BAHAN

a. Peralatan

Peralatan yang digunakan terdiri atas:

1)   Lemari pengeram KOB dengan kisaran suhu -10 hingga 50ºC dan stabilkan pada suhu 20ºC pada saat pengukuran;

2)   Botol KOB 300 mL;

3)   Aerator;

4)   Gelas ukur 1000 mL;

5)   Gelas piala 2000 mL;

6)   Peralatan untuk pengukuran oksigen terlarut sesuai dengan SNI 06-6989.14.2004

b. Bahan

Bahan kimia yang berkualitas p.a dan bahan lain yang digunakan pengukuran ini terdiri atas:

1)      Larutan pengencer;

2)      Larutan natrium hidroksida (NaOH) 0,1 N;

3)      Larutan asam sulfat (H₂SO₄) 0,1 N;

4)      Larutan natrium sulfit (Na₂SO₃) 0,025 N.

III. DASAR TEORI

Kebutuhan oksigen biologi (BOD) didefinisikan sebagai banyaknya oksigen yang diperlukan oleh organisme pada saat pemecahan bahan organik. Pada kondisi aerobic, pemecahan bahan organik diartikan bahwa bahan organik ini digunakan oleh organisme sebagai bahan makanan dan energinya diperoleh dari proses oksidasi. Parameter BOD, secara umum banyak dipakai untuk menentukan tingkat pencemaran air buangan. 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.

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 harnpir sama dengan kondisi yang ada di alam.

 Selama pemeriksaan BOD, contoh yang diperiksa harus bebas dari udara luar untuk rnencegah 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 pada suhu 20°C. Penguraian bahan organik secara biologis di alam, melibatkan bermacam-macam organisme dan menyangkut reaksi oksidasi dengan hasil akhir karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O). Pemeriksaan BOD tersebut dianggap sebagai suatu prosedur oksidasi dimana organisme hidup bertindak sebagai medium untuk menguraikan bahan organik menjadi CO₂ dan H₂O. Reaksi oksidasi selama pemeriksaan BOD merupakan hasil dari aktifitas biologis dengan kecepatan reaksi yang berlangsung sangat dipengaruhi oleh jumlah populasi dan suhu. Karenanya selama pemeriksaan BOD, suhu harus diusahakan konstan pada 20°C yang merupakan suhu yang umum di alam. Secara teoritis, waktu yang diperlukan untuk proses oksidasi yang sempurna sehingga bahan organik terurai menjadi CO₂dan H₂O adalah tidak terbatas. Dalam prakteknya dilaboratoriurn, biasanya berlangsung selama 5 hari dengan anggapan bahwa selama waktu itu persentase reaksi cukup besar dari total BOD. Nilai BOD 5 hari merupakan bagian dari total BOD dan nilai BOD 5 hari merupakan 70 – 80% dari nilai BOD total. Penentuan waktu inkubasi adalah 5 hari, dapat mengurangi kemungkinan hasil oksidasi ammonia (NH₃) yang cukup tinggi. 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 2 NO₃^-

Oksidasi nitrogen anorganik ini memerlukan oksigen terlarut, sehingga perlu diperhitungkan.

Dalam praktek untuk penentuan BOD yang berdasarkan pada pemeriksaan oksigen terlarut (DO), biasanya dilakukan secara langsung atau dengan cara pengenceran. Prosedur secara umum adalah menyesuaikan sampel pada suhu 20°C dan mengalirkan oksigen atau udara kedalam air untuk memperbesar kadar oksigen terlarut dan mengurangi gas yang terlarut, sehingga sampel mendekati kejenuhan oksigen terlarut. Dengan cara pengenceran pengukuran BOD didasarkan atas kecepatan degradasi biokimia bahan organik yang berbanding langsung dengan banyaknya zat yang tidak teroksidasi pada saat tertentu. Kecepatan dimana oksigen yang digunakan dalam pengenceran sampel berbanding lurus dengan persentase sampel yang ada dalam pengenceran dengan anggaapan faktor lainnya adalah konstan. Sebagai contoh adalah 10 % pengenceran akan menggunakan sepersepuluh dari kecepatan penggunaan sampel 100% (SAWYER & MC CARTY, 1978). Dalam hal dilakukan pengenceran, kualitas aimya perlu diperhatikan dan secara umum yang dipakai aquades yang telah mengalami demineralisasi. Untuk analisis air laut, pengencer yang digunakan adalah standard sea water (SSW). Derajat keasaman (pH) air pengencer biasanya berkisar antara 6,5 – 8,5 dan untuk menjaga agar pH-nya konstan bisa digunakan larutan penyangga (buffer) fosfat. Untuk menentukan BOD, terlebih dahulu diukur DO nya (DO 0 hari), sementara sampel yang lainnya diinkubasi selama 5 hari pada suhu 20°C, selanjutnya setelah 5 hari diukur DO nya (DO 5 hari). Kadar BOD ditentukan dengan rumus :

5 X [ kadar { DO(0 hari) - DO (5 hari) }] ppm

Selama penentuan oksigen terlarut, baik untuk DO maupun BOD, diusahakan seminimal mungkin larutan sampai yang akan diperiksa tidak berkontak dengan udara bebas. Khusus untuk penentuan BOD, sebaiknya digunakan botol sampel BOD dengan volume 250 ml dan semua isinya dititrasi secara langsung. Perhitungan kadar DO nya :

DO,ml/L = B/B -2 x 5,6 x 10 x N x V

Dimana :

B = volume botol sampel BOD = 250 ml

B – 2 = volume air dalam botol sampel setelah ditambah 1 ml MnCl2 dan 1 ml NaOH-KI.

5,6 = konstanta yang sama dengan ml oksigen ~ 1 mgrek tiosulfat

10 = volume K₂Cr₂O₇ 0,01 N yang ditambahkan

N = normalitas tiosulfat

V = volume tiosulfat yang dibutuhkan untuk titrasi.

Berikut ini adalah tabel nilai DO dan BOD untuk tingkat pencemaran perairan

Tingkat pencemaran	Parameter
	DO (ppm)	BOD
Rendah	>5	0 – 10
Sedang	0 – 5	10 – 20
Tinggi	0	25

Tabel 1. Tingkat pencemaran perairan berdasarkan nilai DO dan BOD

Sumber : WIROSARJONO (1974)

Berdasarkan PP no 82 tahun 2001 pasal 8 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, klasifikasi dan kriteria mutu air ditetapkan menjadi 4 kelas yaitu:

Kelas 1 : yaitu air yang dapat digunakan untuk bahan baku air minum atau peruntukan lainnya mempersyaratkan mutu air yang sama

Kelas 2 : air yang dapat digunakan untuk prasarana/ sarana rekreasi air, budidaya ikan air tawar, peternakan, dan pertanian

Kelas 3 : air yang dapat digunakan untuk budidaya ikan air tawar, peternakan dan pertanian

Kelas 4 : air yang dapat digunakan untuk mengairi pertanaman/ pertanian

Beberapa parameter yang digunakan untuk menentukan kualitas air diantaranya adalah :

	-	DO (Dissolved Oxygen)
	-	BOD (Biochemical Oxygen Demand)
	-	COD (Chemical Oxygen Demad), dan
	-	Jumlah total Zat terlarut

IV. PERSIAPAN DAN PENGUKURAN

a. Persiapan Contoh/sampel

1)      Sample yang bersifat asam atau basa harus dinetralkan sampai pada pH 7,0 ± 0,1 dengan menggunakan asam atau basa.

2)      Sampel yang diduga mengandung sisa klor aktip (yang dapat menghalangi proses mikrobiologi) harus ditentukan konsentrasi klor aktipnya. Per mol klor aktip yang dikandung sampel, dibutuhkan satu mol zat pereaksi seperti Na₂SO₃

3)      Sampel yang diduga mengandung zat beracun.

4)      Sampel yang mengandung oksigen melebihi kejenuhannya (terlalu jenuh), misalnya lenih dari 9 mg O₂ / l pada 20ºC, perlu diturunkan kadar oksigennya dengan cara pengocokan. Keadaan tersebut dapat terjadi pada sampel yang ditumbuhi ganggang.

5)      Pengenceran sampel:

Oleh karena jumlah oksegen dalam botol terbatas, maksimum 9 mg/L tersedia, dan sebaiknya oksigen terlarut pada masa akhir masa inkubasi antara 3-6 mg O₂/L, maka sampel perlu diencerkan.

b. Cara Pengukuran

Pengukuran kadar KOB/BOD dengan tahapan sebagai berikut:

a.    Mengambil sampel air sebanyak 500 mL diencerkan di beaker glass dengan air suling yang sudah diaerasi selama 2 jam sehihingga volumenya menjadi 2000 mL.

b.   Membagi sample menjadi 6 botol winkler dan botol winkler diberi nama. Misalnya BOD hari ke 0, BOD hari ke 1 dan seterusnya sampai hari ke 5.

c.    Menambahkan 1 ml MnSO₄ dan 1 ml alkali iodide azida ke dalam botol winkler BOD hari ke 0, sementara itu ke 5 botol winkler lainnya dimasukkan ke dalam inkubator.

d.   Menutup botol winkler BOD hari ke 0 dan menghomogenkan hingga terbentuk gumpalan yang sempurna.

e.    Membiarkan gumpalan mengendap 5 menit sampai 10 menit.

f.    Menambahkan 5 ml H₂SO₄ pekat, menutup dan menghomogenkan hingga endapan larut sempurna.

g.   Mengambil 50 ml sampel dengan pipet dan memasukkannya ke dalam Erlenmeyer 150 ml

h.   Meneteskan indikator amilum/ kanji berwarna biru kemudian menitrasi sampel dengan Na₂SO₃ sampai warna biru tepat hilang dan mencatan volume Na₂SO₃ yang terpakai.

i.     Botol winkler selanjutnya diukur nilai DO nya seperti tahapan d-h.