Berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor 19 Tahun 2010 tentang Baku Mutu Air Limbah untuk Industri Minyak dan Gas serta Panas Bumi, terdapat beberapa parameter penentu kualitas air limbah yang wajib untuk diukur dan disertakan pelaporannya. Parameter - parameter tersebut meliputi COD (chemical oxygen demand) atau kebutuhan oksigen kimiawi (KOK), minyak dan lemak (oil and grease), sulfida, ammonia, total fenol dan total padatan terlarut (total dissolved solids/TDS). Banyaknya parameter yang perlu diuji mungkin menjadi tantangan tersendiri dari segi durasi dan pengoperasiannya. Apakah uji yang Anda lakukan sudah efektif dan efisien? Adakah langkah strategis yang dapat dijalankan untuk mengoptimalkan analisis serta menghemat biaya pengoperasian? Artikel bagian 1 ini akan membahas parameter awal, yakni chemical oxygen demand (COD) serta cara strategis dan praktis dalam ujinya. 

Setiap air limbah yang hendak dibuang ke lingkungan harus lolos seleksi agar tidak mencemari lingkungan, tidak terkecuali untuk industri minyak dan gas. Standar kualitas air limbah perlu dicocokan dengan baku mutu yang berlaku. Terkhusus untuk industri minyak dan gas (oil & gases), pemantauan nilai air limbah tidak hanya dilakukan pada outlet saja, melainkan juga dilakukan pada air drainase. Adapun letak manufaktur juga membedakan nilai baku mutu limbahnya. Baku Mutu Air Limbah industri/ kegiatan Minyak dan Gas untuk parameter COD (chemical oxygen demand) ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Nilai Baku Mutu Parameter COD untuk Industri Minyak & Gas 

Parameter Chemical Oxygen Demand (COD)

Chemical oxygen demand (COD) atau kebutuhan oksigen kimiawi adalah parameter yang menyatakan seberapa banyak kandungan oksigen terlarut yang dibutuhkan untuk mengoksidasi partikel - partikel yang terdapat dalam sampel air limbah melalui reaksi kimia. Semakin tinggi nilai COD suatu air limbah menyatakan bahwa semakin tercemar air limbah tersebut. Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) Nomor 6989 Tahun 2019 yang diadaptasi dari American Public Health Association (APHA) 5220, kadar COD pada air limbah dapat ditentukan dengan metode titrimetri dan metode spektrofotometri.

1. Metode Titrimetri 

Pada prinsipnya, metode ini dilakukan dengan menggunakan teknik titrasi. Sampel yang telah dikumpulkan akan direaksikan dengan ion dikromat (Cr2O7^2-) berlebih, ion ini akan tereduksi menjadi Cr³⁺. Sisa ion dikromat kemudian dititrasi dengan larutan Ferro Ammonium Sulfat (FAS). Dengan adanya indikator ferron, larutan akan berubah warna dari hijau - kebiruan menjadi warna merah bata. Tercantum pada SNI Nomor 6989 Tahun 2019, metode ini dilakukan dengan tahapan refluks selama 120 menit (2 jam) pada suhu 150^oC yang dapat dilakukan secara terbuka (bagian 15) maupun tertutup (bagian 73) dan dilanjutkan dengan tahap titrasi. 

2. Metode Spektrofotometri

Pada metode spektrofotometri, tahap destruksi tetap dibutuhkan, yakni pada suhu 150^oC selama 120 menit (2 jam). Reagen yang digunakan pada tahap refluks ini adalah kalium dikromat dalam suasana asam. Reaksi yang terjadi pada tahap refluks yakni reduksi ion dikromat menjadi ion kromat akibat adanya partikel organik dalam sampel. Karena metode ini menggunakan alat spektrofotometer untuk mendeteksi kadar COD, maka analis harus benar - benar memastikan bahwa suhu sampel hasil destruksi telah mencapai suhu ruang.

Sampel yang telah dingin dapat diuji pada panjang gelombang 420 nm atau 600 nm. Tentunya, hal ini bergantung pada nilai estimasi COD pada sampel. Jika sampel diestimasikan memiliki nilai COD yang relatif kecil yakni dibawah atau sama dengan 90 mg/L maka sampel diuji pada panjang gelombang 420 nm. Namun jika sampel melebihi nilai 90 mg/L (100 - 900 mg/L), maka disarankan untuk menggunakan panjang gelombang 600 nm.

Apa yang membedakan keduanya? 

Baik metode titrimetri maupun metode spektrofotometri dapat digunakan dan sangat relevan untuk digunakan sebagai metode uji COD. Hanya saja peruntukkan kebutuhan dari masing - masing metode agak berbeda. Jika metode titrasi dilakukan dengan menggunakan cara konvensional, hal ini beresiko mengakibatkan kesalahan relatif dalam perhitungan karena adanya kesalahan paralaks, sehingga lebih direkomendasikan untuk menggunakan instrumen yang telah berbasis digital. Instrumen digital yang dimaksud ini adalah instrumen yang dapat menampilkan angka digital dari hasil pengukuran yang dilakukan. 

Meski sedikit berbeda, namun metode spektrofotometri dengan alat spektrofotometer lebih banyak digunakan secara lapangan. Hal ini karena pengukurannya yang praktis dan responnya yang relatif cepat (2 - 3 detik), hasil pengukuran sudah dalam bentuk angka digital serta cenderung praktis dan dapat mengukur banyak sampel dalam waktu yang singkat. Umumnya, reagen yang digunakan untuk metode titrasi relatif lebih banyak dibandingkan metode spektrofotometri. Namun, penentuan dengan spektrofotometri diperlukan konfirmasi terkait panjang gelombang yang digunakan serta kurva kalibrasinya dan memerlukan pengenceran jika sampel terlalu pekat.

Syarat Uji COD

Setiap pengujian kimia dipastikan memiliki keadaan spesifiknya masing - masing, baik dalam hal pengumpulan dan penyimpanan sampel, hingga preparasi sampel sebelum pengujian. Adapun syarat agar uji COD berlangsung optimal yaitu : 

1. Berdasarkan SNI 8990 Tahun 2021, sampel air limbah dapat dikumpulkan dari titik dengan menggunakan wadah 1 liter yang bersih. 

2. Jika uji tidak dilakukan segera, tambahkan asam pada 1 Liter sampel yang dikumpulkan hingga pH dibawah dari 2, dan simpan sampel yang diasamkan ini pada inkubator pada suhu  2–6 °C.

3. Uji COD harus dilaksanakan, karena nilai COD tidak terkorelasi dengan BOD, TOC ataupun lainnya. Meski banyak industri yang membandingkan nilai parameter - parameter ini dan menemukan faktor korelasinya, namun hal tersebut tetap harus dikajia secara berkala dan tetap melakukan uji dari setiap parameter tersebut.

4. Jika nilai COD terlampau tinggi, maka disarankan untuk mengencerkan sampel sebelum melakukan pengujian. 

5. Sampel harus homogen sebelum direaksikan dengan reagen COD. Jika terdapat lumpur yang mengendap, maka disarankan untuk menghaluskan partikel - partikel lumpur sebelum uji dilakukan. Homogenisasi ini dapat dilakukan dengan menggunakan blender dan magnetic stirrer. 

Gambar 1. Kebutuhan Uji Chemical Oxygen Demand (COD) (a) Reaktor COD, (b) Reagen Uji COD dan (c) Alat Spektrofotometer

Cara Praktis Optimalkan Uji COD

Telah dibahas pada artikel sebelumnya tentang beberapa kasus yang paling sering dialami oleh analis pada uji COD. Untuk melihat artikel sebelumnya, klik disini. Dari artikel tersebut dapat disimpulkan bahwa untuk melakukan uji COD yang lebih praktis dan optimal dapat dilakukan beberapa langkah berikut : 

1. Menggunakan Alat destruksi (COD digester/ COD reactor) yang dapat menampilkan suhu secara digital. Hal ini tentunya memudahkan dalam pemantauan suhu, kalibrasi dan verifikasi oleh analis yang bersangkutan;

2. Karena larutan blanko merupakan titik 0 (nol) dari uji, Maka disarankan untuk menggunakan air deionisasi yang berkualitas sebagai blanko. 

3. Reagen uji COD komersial juga dapat menjadi alternatif untuk mempersingkat waktu persiapan uji, menghemat biaya analisa serta mengurangi kemungkinan terjadinya human error pada saat preparasi;

4. Menggunakan alat deteksi COD yang mudah untuk digunakan dan dapat menampilkan angka digital pada display.

5. Menggunakan alat deteksi COD yang mudah untuk diverifikasi dan divalidasi. Contohnya seperti alat spektrofotometer, kolorimeter ataupun titrator otomatis. 

6. Memilih alat COD yang disertai dengan data logger juga dapat mengoptimalkan dan memudahkan analis dalam arsip data. 

7. Fitur tambahan seperti export data juga mungkin diperlukan untuk memenuhi standar GLP (good laboratory practice).

Dari penjabaran diatas dapat disimpulkan bahwa uji COD dapat dioptimalkan melalui cara - cara strategis yang praktis dan efisien dari segi pengerjaan, durasi waktu yang lebih singkat dan dari segi biaya. Cara - cara yang telah dijabarkan diatas diharapkan dapat menjadi alternatif yang dapat dipertimbangkan oleh analis untuk melakukan uji COD.