| ( ! ) Notice: Trying to access array offset on value of type null in /home2/sakaka/public_html/web/news-detail.php on line 100 | ||||
|---|---|---|---|---|
| Call Stack | ||||
| # | Time | Memory | Function | Location |
| 1 | 0.0001 | 364736 | {main}( ) | .../news-detail.php:0 |
Efisiensi Pengujian Biochemical Oxygen Demand (BOD) pada Air Limbah Industri Semen
Uji Biochemical Oxygen Demand (BOD) atau Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB) adalah salah satu syarat dalam baku mutu untuk air limbah industri semen. Meski tidak termasuk sebagai limbah polutan, namun parameter BOD tetap wajib diukur sebelum limbah dilepaskan ke lingkungan. hal ini tercantum dalam Environmental Protection Agency (EPA) pada 40 CFR Part 411. Lalu, bagaimana cara mengetahui bahwa uji BOD yang dilakukan telah efektif dan efisien? Kebanyakan uji BOD belum efektif dikarenakan beberapa hal seperti kurangnya bakteri, kurangnya nutrisi (nutrient), atau bahkan adanya kebocoran pada sistem. Disisi lain, penggunaan bakteri dan nutrien juga dapat mempengaruhi biaya (cost) dalam pengujian. Artikel ini akan membahas uji BOD agar lebih efektif dan efisien dalam segi waktu maupun biaya (cost).
Dalam industri semen, penting untuk memperhatikan residu yang dihasilkan karena akan berpengaruh pada kesehatan lingkungan sekitarnya. Hal ini dikemukakan oleh Nourma dkk (2017) dalam artikelnya Environmental Health Management of Cement Industry yang tercantum pada Proceeding Surabaya International Health Conference Tahun 2017, yang menyatakan bahwa residu yang dihasilkan oleh industri semen berupa air limbah, kebisingan, dan debu. Dalam artikel tersebut disebutkan juga bahwa pengujian BOD dan COD pada air limbah perlu dilakukan.
Biochemical Oxygen Demand (BOD) atau Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB) merupakan parameter turunan Dissolved Oxygen (DO) yang memiliki peran besar dalam keberlangsungan ekosistem air. Alasan utamanya adalah jika nilai BOD terlampau besar, maka akan menimbulkan efek persaingan kebutuhan oksigen antara proses oksidasi material organik dan proses respirasi makhluk hidup akuatik sehingga kehidupan akuatik dapat terganggu.
Pengujian Biochemical Oxygen Demand (BOD) atau Kebutuhan Oksigen Biokimia ( KOB)
Sesuai dengan American Public Health Association (APHA) Nomor 5210 yang menjelaskan bahwa terdapat 3 cara untuk melakukan pengujian BOD, yakni menggunakan metode titrasi, metode dilusi, dan metode respirometrik. Perbedaan antara ketiga metode ini terdapat pada prinsip dan cara pengujiannya, meskipun ketiganya sama sama melakukan pengukuran terhadap kadar oksigen diawal dan diakhir masa inkubasi dalam kondisi suhu 20oC ± 1oC. Masa inkubasi pengujian BOD pun beragam tergantung pada tujuan yang ditargetkan. Pengujian BOD dapat dilakukan selama 5 hari (BOD5), 7 hari (BOD7), 10 hari (BOD10) atau 21 hari (BODu), yang mana BOD5 adalah pengujian BOD yang paling umum dilakukan.
Metode Titrasi
Meski jarang dilakukan, namun pengujian BOD dapat dilakukan dengan menggunakan metode winkler yakni melalui titrasi iodometri. Secara prinsip titrasi iodometri merupakan titrasi reduksi-oksidasi (redoks) yang menggunakan Mangan klorida (MnCl2), Larutan kalium iodida dalam natrium hidroksida (NaOH-KI), asam sulfat (H2SO4), dan natrium tiosulfat (NaS2O3). Prinsipnya adalah dengan menambahkan sampel dengan mangan klorida dan larutan kalium iodida dalam natrium hidroksida yang kemudian dikondisikan pada keadaan asam dengan penambahan asam sulfat sehingga ion iodida pada vessel titrat berubah menjadi iodin yang ekivalen dengan kadar oksigen terlarut. Vessel titrat kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat dengan menggunakan indikator kanji.
Umumnya, pengujian titrimetri menggunakan rangkaian alat gelas seperti buret dan statif, labu erlenmeyer. Uji ini mungkin membutuhkan biaya yang relatif sedikit karena tidak menggunakan instrument tertentu, tetapi pengujian secara titrimetri lebih beresiko terhadap hasil analisa maupun terhadap analis. Hal ini karena penggunaan buret masih bersifat subjektif dan adanya faktor human error seperti kesalahan paralaks dapat memicu hasil yang kurang efektif dan tidak efisien.
Metode Dilusi dengan Probe
Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) nomor 6989 bagian 72 Tahun 2009, pengukuran BOD dapat dilakukan dengan menggunakan DO meter, yakni dengan membandingkan kadar oksigen sebelum dan setelah masa inkubasi. Nilai BOD kemudian dihitung dengan menggunakan rumus :
Dalam hal ini, pengujian BOD dengan menggunakan DO meter sangat berguna apalagi jika jumlah sampel yang dianalisa terlampau banyak. DO meter merupakan rangkaian alat yang terdiri dari elektroda Dissolved Oxygen (DO) dan meter pembaca. Perlu diketahui bahwa terdapat beberapa tipe elektroda DO, yakni elektroda DO tipe polarographic, elektroda DO tipe luminescene, dan elektroda DO yang dilengkapi dengan fitur stirrer. Ketiga tipe elektroda DO ini ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Contoh Tampilan Alat DO meter dengan Elektroda (a) Polarographic (b) Dilengkapi Stirrer (c) Teknologi Luminescene
Metode Respirometrik
Metode ini tercantum dalam metode standar American Public Health Association (APHA) 5210D yang memanfaatkan proses respirasi bakteri aerob dengan mengestimasikan pada hari 0 (nol) nilai BOD adalah 0 mg/L. Secara teori, pada hari 0 bakteri belum melakukan proses respirasi dan ketika respirasi bakteri terjadi, nilai oksigen pada botol uji akan perlahan menurun dengan meningkatnya volume gas karbon dioksida (CO2), namun gas ini tidak akan mengganggu proses karena akan ditangkap oleh padatan Alkali hiroksida seperti natrium hidroksida (NaOH), kalium hidroksida (KOH) ataupun Lithium Hidroksida (LiOH). Serangkaian reaksi dari proses ini diilustrasikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Ilustrasi Uji BOD dengan Metode Respirometrik
Sedikit berbeda dengan metode dilusi dengan probe, metode respirometrik menggunakan alat berupa sensor yang dapat membaca tekanan gas yang terdapat dalam botol uji selama analisa berlangsung. Alat pun telah dilengkapi dengan stirrer sehingga membantu mengoptimalkan uji BOD yang dilakukan. Adapun contoh tampilan Alat BOD Respirometrik ini ditunjukkan pada Gambar 3.
Zat - Zat Penggangu Uji Biochemical Oxygen Demand (BOD)
Hal yang dapat mengganggu uji BOD pun beragam, dari mulai kondisi pH, keberadaan zat klorin dan turunannya, ozon, dan logam berat. Adapun syarat kondisi yang harus dipenuhi dalam pengujian BOD adalah sebagai berikut :
-
Nilai pH sampel berkisar pada 6.5 - 7.5
-
Memiliki nutrisi dan bakteri yang cukup
-
Tidak mengandung zat- zat toksik yang dapat mematikan bakteri seperti klorin dan turunannya, ozon (O3), dan logam berat.
-
Sistem yang baik (tidak bocor)
-
Jika pengujian dilakukan kebih dari 5 hari, maka sampel tidak boleh mengandung bakteri nitrifikasi.
Poin - poin penting yang telah disebutkan diatas dapat disederhanakan menjadi suatu grafik yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Cara Mengefektifkan dan mengefisienkan Uji BOD
Dalam hal ini penggunaan reagen seperti larutan nutrisi, benih bakteri serta reagen lainnya yang digunakan untuk melakukan pre-treatment dapat mempengaruhi efektivitas dan efisiensi dari uji BOD, baik dalam segi waktu maupun biaya (cost). Berikut adalah beberapa rekomendasi yang dapat kami sarankan untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas uji BOD :
-
Penggunaan Larutan Nutrisi
Dalam American Public Health Association (APHA) disebutkan bahwa larutan nutrisi terdiri dari beberapa reagen kimia seperti kalsium klorida (CaCl2), magnesium sulfat (MgSO4), Besi (III) klorida (FeCl3), dan larutan buffer phosphate. Namun preparasi keseluruhan larutan – larutan tersebut akan memakan waktu dari mulai penimbangan hingga pelarutan, selain itu preparasi setiap larutan dilakukan dalam jumlah 1 L. Hal ini tentulah kurang efisien jika dilihat dari segi waktu maupun “cost” dalam tiap pengujian, sehingga alternatif lainnya adalah dengan menggunakan nutrient pack seperti nutrient buffer pillow.
-
Penggunaan Larutan Benih Bakteri
Terdapat 3 cara untuk membuat larutan suspensi benih bakteri yang dapat digunakan untuk uji BOD yaitu cara pertama dengan mengambil supernatan dari sumber bibit mikroba limbah domestik), cara kedua berdasarkan OECD guideline for testing of chemicals, 301 – 1992 ready biodegradability, atau dengan menggunakan suspensi bibit bakteri berupa BOD seed. Dalam hal ini, pengguna BOD seed sangatlah efisien karena tidak memakan waktu terlalu lama seperti cara lainnya, serta peralatan yang diperlukan hanyalah magnetic stirrer dan gelas kimia berisikan air dilusi.
Dalam hal ini, jika pengujian hendak menggunakan metode dilusi dengan probe, maka disarankan untuk memilih probe yang dilengkapi dengan teknologi luminescene atau yang dilengkapi dengan stirrer. Hal ini tentunya akan mempermudah dan mengoptimalkan pengujian BOD yang dilakukan. Hal ini karena pembacaan yang jauh lebih cepat dibandingkan elektroda DO polarographic, serta tidak ada perlakuan khusus yang harus diberikan pada elektroda sebelum digunakan. Selain itu, perawatan rutin yang perlu dilakukan hanya dengan mengganti membran secara rutin untuk elektroda DO luminescene.
Untuk alat BOD respirometrik, dapat menggunakan sistem dengan 6 posisi atau 10 posisi yang dilengkapi dengan stirrer dan display digital yang dapat menampilkan nilai hasil pengukuran BOD dalam satuan mg/L BOD atau langsung dalam bentuk display kurva.
Sedangkan untuk alat inkubator, disarankan untuk memilih inkubator khusus BOD yang dilengkapi dengan teknologi pendingin berupa elemen Peltier. Hal ini karena elemen peltier bersifat hemat energi dan tidak bising, serta dapat mendistribusikan suhu lebih cepat dan merata dibandingkan inkubator sejenisnya yang menggunakan kompresor.
Gambar 5. Contoh Tampilan Inkubator Khusus BOD
Dengan demikian, untuk mengefisienkan pengujian BOD baik dari segi waktu maupun biaya (cost) direkomendasikan untuk memilih alat sensor dengan cermat, sesuai dengan kebutuhan analisa yang dilakukan, serta dapat memilih reagen komersial siap pakai sebagai alternatif untuk kebutuhan larutan nutrisi dan larutan benih bakteri pada pengujian BOD.
Referensi :
American Public Health Association (APHA). Standard Method 5210 : “Biochemical Oxygen Demand”
Badan Standardisasi Nasional. 2009. Standar Nasional Indonesia Nomor 6989 Bagian 72 tentang “Air dan Air Limbah - Bagian 72 : cara Uji Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand/ BOD)”
United States Environmental Protection Agency. 2021. Cement Manufacturing Effluent Guidelines, https://www.epa.gov/eg/cement-manufacturing-effluent-guidelines diakses pada Hari Senin Tanggal 3 Januari 2022 Pukul 21.30 WIB
Nourma Rhomadhani, Mushlika., dkk. 2017. Environmental Health Management of Cement Industry, Vol 1 No.1, https://conferences.unusa.ac.id/index.php/SIHC17/article/view/333 diakses pada Hari Selasa Tanggal 4 Januari 2022 Pukul 20.30 WIB
Velp Scientifica. 2019. BOD test with Control Test Tablets : Biochemical Oxygen Demand according to Respirometric Method. Italy: Velp Scientifica