Jika ditemukan error pada uji COD, hal ini mungkin dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti masa penyimpanan sampel, treatment pada sampel, pemilihan reagen, dan alat spektrofotometer yang digunakan. Berikut contoh kasus dan solusi yang dapat direkomendasikan :

Kasus 1 : Warna dan hasil nilai COD yang tidak sesuai atau bahkan error

Penjelasan :

Umumnya, hal ini terjadi pada alat spektrofotometer yang telah dilengkapi dengan program analisa COD. Jika nilai COD sampel ternyata tidak sesuai dengan range yang dipilih, maka pesan error pada alat akan muncul. Dalam pengukuran COD, penting halnya untuk mengetahui estimasi nilai dari sampel yang diuji. Dari penampakan, sampel yang cenderung lebih keruh atau pekat dapat diperkirakan memiliki nilai COD yang tinggi dan begitupun sebaliknya. Hal ini akan berdampak pada panjang gelombang maksimum yang perlu digunakan dalam analisa dimana hal ini dikarenakan oleh jumlah ion dikromat yang terpakai dalam reaksi. Umumnya, sampel yang memiliki nilai COD cenderung kecil akan menghasilkan warna kehijauan setelah proses destruksi dalam reaktor COD, sedangkan sampel nilai COD yang cenderung besar akan menghasilkan warna jingga (orange) setelah destruksi.

Rekomendasi :

Penting untuk memperhatikan pilihan metode atau jumlah reagen yang perlu digunakan dengan mengetahui nilai estimasi COD sampel yang hendak dianalisa. 

Kasus 2 : Jika kadar ion klorida (chloride) pada sampel tinggi

Penjelasan :

Dalam kasus pengujian COD, ion klorida (chloride) dapat mengganggu karena ion klorida dapat ikut teroksidasi dengan tereduksinya ion dikromat (Cr₂O₇^2-) sehingga kadar ion dikromat yang tersisa ataupun yang terpakai tidak sepenuhnya digunakan untuk mengoksidasi partikel organik sehingga ion klorida harus ditangani dengan baik.

Rekomendasi : 

Penambahan merkuri sulfat (HgSO₄) dapat dilakukan untuk mengikat ion klorida sehingga tidak mengganggu analisa COD. Dalam suatu metode yang menggunakan reagen khusus COD, penambahan 0,5 gram merkuri sulfat dapat dilakukan pada setiap vial sebelum penambahan sampel. Namun, beberapa reagen khusus COD biasanya sudah mengandung merkuri sulfat untuk menanggulangi adanya ion klorida pada kadar tertentu.

Kasus 3 : Hasil nilai COD sampel yang terlampau rendah atau terlampau tinggi.

Penjelasan :

Ada beberapa faktor yang mungkin mempengaruhi terjadinya hal ini, seperti masa simpan dan treatment pada sampel, instrumentasi, reagen yang digunakan, dan kondisi lingkungan. Adapun penjelasan terkait beberapa faktor ini dirangkum sebagai berikut :.

1. Masa simpan dan treatment sampel​

Dalam American Public Health Association (APHA) 5220A disebutkan bahwa sampel COD harus segera dianalisa setelah pengumpulan sampel. Jika sampel tidak segera dianalisa, dikhawatirkan hasil nilai COD sampel yang didapatkan kurang akurat. 

Rekomendasi :

Jika harus menunda analisa sampel, maka disarankan untuk mengkondisikan sampel pada pH kurang dari 2 dengan menambahkan asam sulfat (H₂SO₄) dan disimpan pada suhu 2 – 6 °C. 

2. Instrumentasi

Dalam hal ini, instrument memang memegang peran penting sehingga penggunaan serta perawatannya perlu dipantau. Dalam International Organization of Standardization (ISO) 17025 tahun 2017, disebutkan bahwa instumen analisa wajib untuk dikalibrasi sesuai dengan regulasi yang berlaku dan mempertimbangkan kondisi alat, umur alat, intensitas pemakaian dan lainnya. Hal ini karena semakin lama umur suatu alat, kemungkinan performa alat juga akan semakin menurun, tidak terkecuali untuk alat spektrofotometer. Selain performa, kemungkinan alat sudah membutuhkan perawatan seperti pembersihan filter, penggantian lampu ataupun perawatan lainnya karena seringkali filter yang kotor mempengaruhi hasil analisa yang didapat.

Rekomendasi : 

Perlu dilakukannya pemantauan terhadap uji fungsi alat. Kalibrasi dapat dilakukan minimal 1 tahun (12 bulan) sekali atau sesuai kebutuhan yang ditinjau dari kondisi alat, umur alat dan intensitas pemakaian alat. 

3. Reagen yang digunakan

Kualitas reagen memang menjadi faktor penting dalam pengujian apapun. Oleh karena itu, menjaga kualitas reagen agar tetap dalam kualitas terbaik adalah solusi paling strategis.

Rekomendasi :

Operator dianjurkan untuk memperhatikan tanggal kadaluarsa reagen dan petunjuk penyimpanan reagen yang tertulis pada label reagen. Jika pada label reagen tidak tertulis tentang petunjuk penyimpanan, maka operator atau analis dapat menanyakan cara penyimpanan reagen ke supplier terkait.

4. Kondisi Lingkungan

Suhu dan kelembaban lingkungan sekitar juga terkadang memberikan dampak terhadap hasil treatment limbah sehingga mempengaruhi karakteristik air limbah. Dalam studi yang dilakukan oleh Mines dkk, (2007) menyatakan bahwa cuaca dengan curah hujan tinggi berdampak pada tingginya nilai COD dan BOD pada air limbah.

Rekomendasi :

Melakukan pemantauan terhadap cuaca, debit dan keseluruhan sistem instalasi pengolahan air limbah (IPAL) agar nilai COD masih dalam interval baku mutu yang ditentukan.

B. Uji Biochemical Oxygen Demand (BOD) atau kebutuhan Oksigen Biologi (KOB)

1.  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.

2. Metode Dilusi dengan Probe

3. Metode Respirometrik

Faktor yang Mempengaruhi Uji Biochemical Oxygen Demand (BOD)

Faktor - faktor yang dapat mempengaruhi 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 :

1. Nilai pH sampel berkisar pada 6,5 - 7,5

2. Memiliki nutrisi dan bakteri yang cukup

3. Tidak mengandung zat- zat toksik yang dapat mematikan bakteri seperti  klorin dan turunannya, ozon, dan logam berat.

4. Sistem yang baik (tidak bocor)

5. 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 5.

Gambar 5. Kurva Pengujian BOD

 

 

Cara Mengoptimalkan 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 :

 

A. 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.

 

 

B. 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, penggunaan BOD seed sangatlah efisien karena tidak memakan waktu terlalu lama seperti cara lainnya, serta peralatan yang diperlukan hanyalah magnetic stirrer, aerator dan gelas kimia berisikan air dilusi.

 

 

C. Pemilihan Tipe Air 

Kriteria air yang harus digunakan untuk analisa BOD telah tercantum dalam American Public Health Association (APHA) nomor 5210 dengan ketentuan bersyarat bahwa air tidak mengandung ion logam khususnya logam tembaga ataupun zat - zat toksik yang dapat mengganggu analisa BOD. Dalam hal ini, air destilasi (distilled water) lebih direkomendasikan daripada air deionisasi (deionized water) karena seringkali air deionisasi masih mengandung partikel organik dan mikroorganisme yang dapat menyebabkan terganggunya analisa. Oleh karena itu, pemeriksaan air perlu dilakukan secara berkala dan tidak direkomendasikan untuk menyimpan air dilusi selama lebih dari 24 jam setelah penambahan nutrien, mineral, dan buffer, kecuali jika blanko air dilusi memiliki limit kontrol kualitas yang konsisten. Dalam hal ini, penggunaan instrumen water purifier dapat memudahkan analis dalam mengontrol kualitas air yang hendak digunakan untuk analisa. 

 

 

D. Pemilihan Alat

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 saja 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.

 

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 6. Contoh Tampilan Inkubator Khusus BOD

 

 

Dari penjabaran diatas, dapat disimpulkan bahwa terdapat beberapa faktor yang dapat dimodifikasi untuk mengoptimalkan analisa COD (Chemical Oxygen Demand) dan BOD (Biochemical Oxygen Demand). Dalam kasus COD, penambahan reagen merkuri sulfat (HgSO₄) , pemberian perlakuan (treatment) sebelum masa simpan sampel serta penggunaan reagen khusus dan alat spektrofotometer khusus yang dilengkapi dengan fitur pengujian COD dimungkinkan dapat mengoptimalkan analisa COD yang dilakukan. Dalam analisa BOD, upaya yang dapat dilakukan untuk mengoptimalkan serta mengefisienkan analisa adalah dengan memperhatikan faktor - faktor yang dapat mempengaruhi uji BOD. Faktor - faktor ini antara lain adalah jumlah nutrien, pH sampel, bakteri pada sampel, serta tipe air yang digunakan, instrumentasi yang digunakan. Dalam beberapa kasus perlu juga dilakukan pemantauan cuaca serta sistem Instalasi Pengolahan Air Limbah untuk kasus keduanya.

 

Referensi :

American Public Health Association (APHA). Standard Method 5210 : “Biochemical Oxygen Demand”

American Public Health Association (APHA). Standard Method 5220 : “Chemical Oxygen Demand”

Arslan, Saral dan Bülent Ilhan Goncaloğlu. 2008. Determination of Real COD in Highly Concentrated Wastewater, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/clen.200800073#:~:text=Chloride%20ions%2C%20which%20may%20be,using%20mercuric%20sulfate%20(HgSO4) diakses pada Hari Selasa Tanggal 19 April 2022 Pukul 13.35

Badan Standardisasi Nasional. 2019. Standar Nasional Indonesia Nomor 6989 tentang “Air dan Air Limbah - Bagian 2 : Cara Uji Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand/ COD)” 

Badan Standardisasi Nasional. 2009. Standar Nasional Indonesia Nomor 6989 tentang “Air dan Air Limbah - Bagian 72 : cara Uji Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand/ BOD)” 

Hach. 2022. Chemical Oxygen Demand, https://sea.hach.com/parameters/cod?_bt=520707712696&_bk=cod%20oxygen%20demand&_bm=b&_bn=g&_bt=520707712696&_bk=cod%20oxygen%20demand&_bm=b&_bn=g&utm_id=go_cmp-13050126186_adg-118927001421_ad-520707712696_aud-830782129328:kwd-386122717113_dev-c_ext-_prd-&utm_source=google&gclid=Cj0KCQjwmPSSBhCNARIsAH3cYgZQfwpwfbGQ7XCirB78pJ4xJ00PAjD1ZlwRSfMoBkZxX6PGBBn1bo0aAoShEALw_wcB diakses pada Hari Selasa Tanggal 19 April 2022 Pukul 13.54

Kementerian Lingkungan Hidup. 2014. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 5 Tahun 2014 tentang “Baku Mutu Air Limbah”

Mines, Richard. O, dkk. 2007. The Impact Of Rainfall On Flows and Loadings at Georgia’s Wastewater Treatment Plants, https://gwri.gatech.edu/sites/default/files/files/docs/2007/4.2.3.pdf diakses pada Hari Rabu Tanggal 20 April 2022 Pukul 21.30

Velp Scientifica. 2019. BOD test with Control Test Tablets : Biochemical Oxygen Demand according to Respirometric Method. Italy: Velp Scientifica