Analisis Kualitas Air

Pengertian COD dan BOD

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 (Chemical Oxygen Demand) atau kebutuhan oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air.

COD adalah jumlah oksigen (Mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat oraganik yang ada dalam satu liter sample air atau kebutuhan oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air.

Dalam kimia lingkungan, Chemical Oxygen Demand (COD), digunakan untuk secara tidak langsung mengukur jumlah senyawa organik di dalam air. Kebanyakan aplikasi COD menentukan jumlah organik polutan yang ditemukan di permukaan air (misalnya danau dan sungai ), berguna untuk mengukur kualitas air yang dinyatakan dalam miligram per liter (mg/ L), yang menunjukkan massa oksigen yang dikonsumsi per liter larutan dan ppm.

Dasar untuk uji COD adalah bahwa semua senyawa organik hampir dapat sepenuhnya dioksidasi karbon dioksida dengan zat pengoksidasi dalam kondisi asam. Analisis COD adalah pengukuran kapasitas oksigen-deplesi dari sampel air yang terkontaminasi dengan materi sampah organik. COD digunakan sebagai indikator umum kualitas air dan merupakan bagian integral dari semua program pengelolaan kualitas air. Selain itu, COD sering digunakan untuk memperkirakan BOD (Biochemical Oxygen Demand) sebagai korelasi yang kuat ada antara COD dan BOD. Namun tes COD, jauh lebih cepat dan lebih akurat.

Metode pemeriksaan: tanpa refluks (titrasi di laboratorium), prinsip analisis: pemeriksaan ini menggunakan oksidator potasium dikromat yang berkadar asam tinggi dan dipertahankan pada temperatur tertentu. Penambahan oksidator ini menjadikan proses oksidasi bahan organik menjadi air dan CO2. Setelah pemanasan, maka sisa dikromat diukur. Pengukuran ini dengan jalan titrasi. Oksigen yang ekivalen dengan dikromat inilah yang menyatakan COD dalam satuan ppm.

2.      BOD (Biological Oxygen Demand) atau kebutuhan oksigen biologis untuk memecah bahan buangan di dalam air oleh mikroorganisme.

Suatu analisa empiris yang mencoba mendekati secara global proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi dalam air. Pemerikasaan BOD diperlukan untuk menentukan beban pencemaran akibat air buangan dan untuk mendesain system pengolahan secara biologis. kebutuhan oksigen biologis untuk memecah bahan buangan di dalam air oleh mikroorganisme.

Uji BOD adalah untuk menentukan efek air kotor, mengandung bakteri dan bahan-bahan organik, akan terjadi pada hewan dan tumbuhan ketika dirilis ke dalam sungai atau danau.

Ketika ada banyak bakteri dan bahan organik, bakteri akan mengambil oksigen yang dapat merusak molekul disekitarnya. Jika bakteri mengambil dalam jumlah besar oksigen, ini akan memiliki efek yang merugikan pada ekosistem sekitarnya. Sebaliknya, ketika ada tingkat rendah sampah organik dalam air, ada bakteri lebih sedikit ini, Direksi akan lebih rendah dan kadar oksigen terlarut lebih tinggi. Uji BOD melibatkan mengambil oksigen terlarut awal (DO) membaca dan membaca kedua setelah lima hari masa inkubasi pada suhu 20^oC.

Melalui kedua cara tersebut dapat ditentukan tingkat pencemaran air lingkungan. Perbedaan dari kedua cara uji oksigen yang terlarut di dalam air tersebut secara garis besar adalah sebagai berikut ini. Dalam proses penanganan air limbah biologis dengan sistem aerobik, oksigen menjadi penting untuk penurunan kadar BOD dan COD yang efektif.

Tingkat Oksigen terlarut yang Positif harus dipertahankan dalam pabrik penanganan biologis aerobik untuk memungkinkan biomass mencernakan BOD dan COD secara optimal. Pada saat aerasi biasa digunakan, oksigen dengan tingkat kemurnian yang tinggi menawarkan lebih banyak oksigen tingkat tinggi dan penurunan kadar COD daripada sistem aerasi yang konvensional.

Proses Oxy Dep Air Products telah dikembangkan untuk menggunakan oksigen dalam proses pengaliran pelumas yang diaktifkan (ASP) dalam bentuk yang efisien. Penggunaan oksigen Oxy-Dep atau proses hibridasi udara oksigen secara luar biasa telah meningkatkan kapasitas ASP untuk pemindahan kontaminasi.

Metode pemeriksaan: Winkler (titrasi di laboratorium). Prinsip analisis: didasarkan pada prinsip oksidasi zat organik dengan oksigen di dalam air dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri aerobik. Untuk menguraikan zat organik dibutuhkan waktu dua hari untuk 50% reaksi, lima hari untuk 75% reaksi. 20 hari untuk 100% reaksi. Tes BOD berlaku sebagai simulasi proses biologi secara alamiah. Mula-mula diukur DO nol dan setelah mengalami inkubasi selama lima hari pada suhu 200C atau tiga hari pada suhu 25-270C diukur lagi DO air tersebut. Perbedaan DO dianggap sebagai konsumsi oksigen untuk proses biokimia selama lima hari.

Pengujian COD

1.      Pipet 50 ml larutan sampel ke dalam Erlenmeyer 250 ml

2.      Tambahkan 5 ml KMnO4 ) 0.1 N/ K2Cr2O7 dan panaskan selama satu jam dalam penangas air.

3.      Didnginkan selama 10 menit, tambahkan larutan KI 10% dan 10 ml H2SO4 6 M

4.      Titrasi dengan larutan thiosulfat 0.05 N sampai warna kuning, tambah 1- 2 ml indicator kanji sampai timbul warna biru dan lanjutkan titrasi sampai warana biru hilang

5.      Lakukan hal yang sama terhadap blanko

 Pengujian BOD

1.      Pipet 100 ml sampel kedalam larutan Erlenmeyer tutup asah, tambahkan 1ml MnSO4 dan 1 ml larutan alkali azida.

2.      Tutup sampel dan kocok dengan membolak- balikkan botol beberapa kali

3.      Biarkan hingga terbentuk endapan setengah bagian

4.      Buka tutup sampel dan panaskan dalam H2SO4 pekat melalui dinding botol,kemudian tutup botol kembali

5.      Kocok kembali sampai endapan melarut

6.      Titrasi larutan dengan natrium thiosulfat 0.1N sampai berwarna kuning muda, tambahkan 1-2 ml indicator kanji sampai warna biru dan lanjutkan titrasi sampai warna biru hilang.