I. PENDAHULUAN
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, singkatan dari Chemical Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air.
2. BOD singkatan dari Biological Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen biologis untuk memecah bahan buangan di dalam air oleh mikroorganisme.
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.
II. PENGERTIAN COD
COD(Chemical Oxygen Demand) atau kebutuhan oksigen kimia adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar limbah organik yang ada didalam air dapat teroksidasi oleh reaksi kimia. Limbah organik akan dioksidasi oleh Kalium Bicarbonat (K2Cr2O7) sebagai sumber oksigen menjadi gas CO2 dan H2O serta sejumlah ion Crom. Nilai COD merupakan ukuran bagi tingkat pencemaran oleh bahan organik yang secara alamiah dapat dioksidasi melelui proses mikrobiologis dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air.. Uji COD dapat dilakukan lebih cepat dari pada uji BOD, karena waktu yang diperlikan hanya sekitar 2 jam.
COD atau kebutuhan oksigen kimia (KOK) adalah jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan u ntuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam satu liter sampel air, dimana pengoksidasinya adalah Kalium Bicarbonat (K2Cr2O7) atau KmnO4.
Analisa COD berbeda dengan analisa BOD namun perbandingan antara angka COD dengan angka BOD dapat ditetapkan. Perbandingan rata-rata angka BOD5/COD untuk beberapa jenis air :
Air buangan domestik (penduduk) : 0,4-0,6
Air buangan domestik setelah pengendapan primer : 0,6
Air buangan domestik setelah pengolahan secara biologis : 0,2
Air sungai : 0,1
Angka perbandingan yang lebih rendah dari yang seharusnya, misalnya untuk air buangan penduduk (domestik) < style=""> Tidak semua zat-zat organis dalam air buangan maupun air permukaan dapat dioksidasikan melalui tes COD atau BOD. Zat organis yang biodegradable (dapat dicerna/diuraikan), misalnya protein dan gula dapat dioksidasikan melalui tes COD dan BOD. Selulosa hanya dapat dioksidasikan melalui tes COD. N organis yang biodegradable, misalnya protein dapat dioksidasikan melalui tes COD dan BOD. N organis yang non-biodegradable, misalnya NO2-, Fe2+, S2-, Mn3+ hanya dapat dioksidasikan melalui tes COD. NH4 bebas (nitrifikasi) hanya dapat dioksidasikan melalui tes BOD mulai setelah 4 hari, dan dapat dicegah dengan pembubuhan inhibitor. Hidrokarbon aromatik dan rantai hanya dapat dioksidasikan melalui tes COD saja karena adanya katalisator Ag2SO4.
Sebagian besar zat organik melelui tes COD ini dioksidasi oleh K2Cr2O7 dalam keadaan asam yang mendidih optimum.
CaHbOc + Cr2O72- + H+ E CO2 + H2O + 2Cr3+ Kuning Ag2SO4 Hijau
Perak Sulfat (Ag2SO4) ditambahkan sebagai katalisator untuik mempercepat reaksi. Sedangkan Merkuri Sulfat ditambahkan untk menghilangkan gangguan klorida yang pada umumnya ada di dalam air buangan.
Untuk memastikan bahwa hampir semua zat organik habis teroksidasi maka zat pengoksidasi (K2Cr2O7) masih terus tersisa sesudah direfluks. K2Cr2O7 yang tersisa menentukan berapa beszar oksigen yang telah terpakai. SisaCtersebut ditentukan melelui titrasi dengan Ferro ammonium sulfat (FAS). Reaksi yang berlangsung adalah sebagai berikut:
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O Indikator Ferroin digunakan untuk menentukan titik akhir titrasi yaitu disaat warna hijau biru larutan berubah menjadi ciklat merah. Sisa K2Cr2O7 dalam larutan Blanko adalah K2Cr2O7 awal, karena diharapkan blanko tidak mengandung zat organik yang dioksidasi oleh K2Cr2O7 (Alaerts dan Santika, 1984).
III. Cara Uji COD dalam Air
A. Analisis COD (Chemical Oxygen Demand) (SNI 06-6989.15-2004)
a) Metode : Titrasi dengan menggunakan larutan FAS (Ferro Ammonium
Sulfat)
b) Tujuan :
· Dapat menguasai teknik analisis COD (Chemikel Oxygen Demand) dalam sampel.
· Dapat mengetahui jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam sampel air.
· Dapat mengetahui prinsip dan reaksi yang terjadi.
c) Prinsip :
Senyawa organik dalam air dioksidasi oleh kalium dikromat dalam suasana asam pada temperatur 1500 C. Kelebihan kalium dikromat dititrasi oleh larutan ferro amonium sulfat (FAS) dengan indikator ferroin.
d) Alat dan Bahan
Alat:
- Buret;
- Tabung reaksi 16x100 ml;
- Erlemeyer 250 ml;
- Pipet tetes;
- COD reaktor dan transformer;
- Labu ukur 100 ml.
- Buret;
- Tabung reaksi 16x100 ml;
- Erlemeyer 250 ml;
- Pipet tetes;
- COD reaktor dan transformer;
- Labu ukur 100 ml.
Bahan:
- Larutan digesti;
- Reagenasam sulfat – perak sulfat;
- Indikator ferroin;
- larutan FAS 0,05 N;
- Sampel air yang di periksa.
- Larutan digesti;
- Reagenasam sulfat – perak sulfat;
- Indikator ferroin;
- larutan FAS 0,05 N;
- Sampel air yang di periksa.
e) Cara Kerja
• 2,5 ml sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi;
• Tambahkan 1,5 larutan digesti;
• Kemudian tambahkan 3,5 ml H2SO4 – Ag2SO4. Aduk hingga homogen;
• Letakkan tabung yang berisi larutan tersebut kedalam COD reaktor, panaskan pada suhu 1500 C selama 2 jam;
• Setelah dingin, titrasi dengan FAS 0,05N dengan menggunakan 1 tetes indikator ferroin sehingga terjadi perubahan warna dari hijau menjadi merah – coklat;
• Diperlukan percobaan blanko dengan cara yang sama;
• Untuk sampel dilakukan dengan pengenceran.
• 2,5 ml sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi;
• Tambahkan 1,5 larutan digesti;
• Kemudian tambahkan 3,5 ml H2SO4 – Ag2SO4. Aduk hingga homogen;
• Letakkan tabung yang berisi larutan tersebut kedalam COD reaktor, panaskan pada suhu 1500 C selama 2 jam;
• Setelah dingin, titrasi dengan FAS 0,05N dengan menggunakan 1 tetes indikator ferroin sehingga terjadi perubahan warna dari hijau menjadi merah – coklat;
• Diperlukan percobaan blanko dengan cara yang sama;
• Untuk sampel dilakukan dengan pengenceran.
f) 
PEHITUNGAN :
Sampel
PEHITUNGAN :Sampel
COD sebagai mg O2 = (A – B)N x 8000
Dimana :
A = ml FAS untuk blanko
B = ml FAS untuk sampel
N = Normalitas FAS
Dimana :
A = ml FAS untuk blanko
B = ml FAS untuk sampel
N = Normalitas FAS
Normalitas (N) FAS = (V1).(N1)V2
Dimana :
V1 = Volume larutan K2Cr2O7 yang digunakan, (ml)
V2 = Volume larutan FAS yang digunakan, (ml)
B. Cara uji Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand/COD) dengan refluks tertutup secara spektrofotometri.
a) Tujuan :
· Dapat menguasai teknik analisis COD (Chemikel Oxygen Demand) dalam sampel dengan spektrototometer.
· Dapat mengetahui jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam sampel air.
· Dapat mengetahui prinsip dan reaksi yang terjadi.
b) Prinsip :
Senyawa organik dan anorganik, terutama organik dalam contoh uji dioksidasi oleh Cr2O72- dalam refluks tertutup menghasilkan Cr3+. Jumlah oksidan yang dibutuhkan dinyatakan dalam ekuivalen oksigen (O2 mg/L) diukur secara spektrofotometri sinar tampak. Cr2O72- kuat mengabsorpsi pada panjang gelombang 420 nm dan Cr3+ kuat mengabsorpsi pada panjang gelombang 600 nm.
Untuk nilai COD 100 mg/L sampai dengan 900 mg/L kenaikan Cr3+ ditentukan pada panjang gelombang 600 nm. Pada contoh uji dengan nilai COD yang lebih tinggi, dilakukan pengenceran terlebih dahulu sebelum pengujian. Untuk nilai COD lebih kecil atau sama dengan 90 mg/L penurunan konsentrasi Cr2O72- ditentukan pada panjang gelombang 420 nm.
c) Alat dan Bahan
Alat :
· Spektrofotometer sinar tampak (400 nm sampai dengan 700 nm);
· Kuvet;
· Digestion vessel, lebih baik gunakan kultur tabung borosilikat dengan ukuran 16 mm x 100 mm; 20 mm x 150 mm atau 25 mm x 150 mm bertutup ulir. Atau alternatif lain, gunakan ampul borosilikat dengan kapasitas 10 mL (diameter 19 mm sampai dengan 20 mm);
· Pemanas dengan lubang-lubang penyangga tabung (heating block); Catatan Jangan menggunakan oven.
· Buret;
· Labu ukur 50,0 mL; 100,0 mL; 250,0 mL; 500,0 mL dan 1000,0 mL;
· Pipet volumetrik 5,0 mL; 10,0 mL; 15,0 mL; 20,0 mL dan 25,0 mL;
· Gelas piala;
· Magnetic stirrer; dan
· Timbangan analitik dengan ketelitian 0,1 mg.
Bahan :
Sebaiknya larutan ini dipersiapkan setiap 1 minggu :
1) Air bebas organik;
2) Digestion solution pada kisaran konsentrasi tinggi.Tambahkan 10,216 g yang K2Cr2O7 telah dikeringkan pada suhu 150 °C selama 2 jam ke dalam 500 mL air suling. Tambahkan 167 mL H2SO4 pekat dan 33,3 g HgSO4. Larutkan dan dinginkan pada suhu ruang dan encerkan sampai 1000 mL.
3) Larutan pereaksi asam sulfat
4) Larutkan 10,12 g serbuk atau kristal Ag2SO4 ke dalam 1000 mL H2SO4 pekat. Aduk hingga larut. CATATAN Proses pelarutan Ag2SO4 dalam asam sulfat dibutuhkan waktu pengadukan selama 2 (dua) hari, sehingga digunakan magnetic stirer untuk mempercepat melarutnya pereaksi.
5) Asam sulfamat (NH2SO3H). Digunakan jika ada gangguan nitrit. Tambahkan 10 mg asam sulfamat untuk setiap mg NO2-N yang ada dalam contoh uji.
6) Larutan baku Kalium Hidrogen Ftalat (HOOCC6H4COOK, KHP) ? COD 500 mg O2/L Gerus perlahan KHP, lalu keringkan sampai berat konstan pada suhu 110 °C. Larutkan 425 mg KHP ke dalam air bebas organik dan tepatkan sampai 1000 mL. Larutan ini stabil bila disimpan dalam kondisi dingin pada temperatur 4 °C ± 2 °C dan dapat digunakan sampai 1 minggu selama tidak ada pertumbuhan mikroba CATATAN Larutan baku Kalium Hidrogen Ftalat digunakan sebagai pengendalian mutu kinerja pengukuran.
7) Bila nilai COD contoh uji lebih besar dari 500 mg/L, maka dibuat larutan baku KHP yang mempunyai nilai COD 1000 mg O2/L.
8) Larutan baku KHP dapat menggunakan larutan siap pakai.
Persiapan dan pengawetan contoh uji
Persiapan contoh uji
a. homogenkan contoh uji; CATATAN Contoh uji dihaluskan dengan blender bila
mengandung padatan tersuspensi.
b. cuci digestion vessel dan tutupnya dengan H2SO4 20 % sebelum digunakan;
Pengawetan contoh uji
Bila contoh uji tidak dapat segera diuji, maka contoh uji diawetkan dengan menambahkan H2SO4 pekat sampai pH lebih kecil dari 2 dan disimpan dalam pendingin pada temperatur 4 °C ± 2 °C dengan waktu simpan maksimum yang direkomendasikan 7 hari.
Pembuatan larutan kerja
Buat deret larutan kerja dari larutan induk KHP dengan 1 (satu) blanko dan minimal 3 kadar yang berbeda secara proporsional yang berada pada rentang pengukuran.
d) Prosedur Kerja
proses digestion
· pipet volume contoh uji atau larutan kerja, tambahkan digestion solution dan tambahkan larutan pereaksi asam sulfat yang memadai ke dalam tabung atau ampul, seperti yang dinyatakan dalam tabel berikut:
Tabel 1 – Contoh uji dan larutan pereaksi untuk bermacam-macam digestion vessel
Digestion Vessel | Contoh uji (mL) | Digestion solution (mL) | Larutan pereaksi asam sulfat (mL) | Total volume (mL) |
Tabung kultur | ||||
16 x 100 mm | 2,50 | 1,50 | 3,5 | 7,5 |
20 x 150 mm | 5,00 | 3,00 | 7,0 | 15,0 |
25 x 150 mm | 10,00 | 6,00 | 14,0 | 30,0 |
Standar Ampul: | ||||
10 mL | 2,50 | 1,50 | 3,5 | 7,5 |
· tutup tabung dan kocok perlahan sampai homogen;
· letakkan tabung pada pemanas yang telah dipanaskan pada suhu 150 °C, lakukan refluks selama 2 jam. CATATAN Selalu gunakan pelindung wajah dan sarung tangan untuk melindungi dari panas dan kemungkinan menyebabkan ledakan tinggi pada suhu 150 °C.
Pembuatan kurva kalibrasi
1. hidupkan alat dan optimalkan alat uji spektrofotometer sesuai petunjuk penggunaan alat untuk pengujian COD. Atur panjang gelombangnya pada 600 nm atau 420 nm;
2. ukur serapan masing-masing larutan kerja kemudian catat dan plotkan terhadap kadar COD;
Tidak ada komentar:
Posting Komentar