09e02172

Anda Yani : Pengaruh Penerapan Prosedur Pengujian Pada Temperatur Ruang Terhadap Nilai Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB), 2009. USU Repository 2009

PENGARUH PENERAPAN PROSEDUR PENGUJIAN PADA TEMPERATUR RUANG TERHADAP NILAI KEBUTUHAN

OKSIGEN BIOKIMIA (KOB)

TUGAS AKHIR

ANDA YANI 062401051

DEPARTEMEN KIMIA PROGRAM STUDI D-3 KIMIA ANALIS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009


PENGARUH PENERAPAN PROSEDUR PENGUJIAN PADA TEMPERATUR RUANG TERHADAP NILAI KEBUTUHAN OKSIGEN BIOKIMIA (KOB)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya

ANDA YANI 062401051

DEPARTEMEN KIMIA PROGRAM STUDI D-3 KIMIA ANALIS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009


PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH PENERAPAN PROSEDUR PENGUJIAN PADA TEMPERATUR RUANG TERHADAP NILAI KEBUTUHAN OKSIGEN BIOKIMIA (KOB)

Kategori : TUGAS AKHIR Nama : ANDA YANI NIM : 062401051 Program Studi : DIPLOMA (D-3) KIMIA ANALIS Departemen : KIMIA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Mei 2009 Diketahui Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dosen Pembimbing, Dr. Rumondang Bulan, MS. Dra. Herlince Sihotang, MSi NIP. 131 459 466 NIP. 131 572 436


PERNYATAAN


TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Mei 2009 ANDA YANI 062401051


PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang mencurahkan rahmat, berkah dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan perkuliahan dan penulisan karya ilmiah ini yang merupakan salah satu syarat guna menyelesaikan Studi Program Diploma 3 pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Semoga niat dan amalan ini dapat dinilai sebagai ibadah. Shalawat dan salam penulis panjatkan kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW yang syafaatnya kita harapkan di kemudian hari. Karya ilmiah ini ditulis berdasarkan pengamatan penulis selama melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan, dengan judul PENGARUH PENERAPAN PROSEDUR PENGUJIAN PADA TEMPERATUR RUANG TERHADAP NILAI KEBUTUHAN OKSIGEN BIOKIMIA (KOB). Selesainya Karya Ilmiah ini juga tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya :

1. Orang tua tercinta Ibunda Rosdiana dan Ayahanda Drs. Asmari, Ak yang telah memberikan doa restunya yang tiada terhingga, dan telah banyak memberikan pengorbanan moril maupun materil serta kesabaran yang tulus, serta kakak saya dr. Syafrina Asmari, Riky Adriana Asmari, Amf dan adik saya Ananda Syah Putra yang telah memberikan dukungan dan bantuan kepada penulis.

2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS selaku Ketua Departemen Kimia FMIPA USU. 3. Ibu Dra. Herlince Sihotang, MSi selaku dosen pembimbing yang telah banyak

meluangkan waktu dan memberikan bimbingan kepada penulis. 4. Ibu Suestinah, BSc selaku penenggung jawab laboratorium air, serta seluruh

karyawan BARISTAND Medan khususnya laboratorium air terima kasih atas dukungan dan bantuannya kepada penulis.

5. Rekan-rekan mahasiswa/I Kimia Analis D-3 angkatan 2006 sekaligus sahabat-sahabat yang lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.

Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan dalam materi dan penyajian. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak yang dapat menjadi bahan masukkan bagi penulis. Semoga penulisan karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Mei 2009

Penulis



ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh penerapan prosedur pengujian pada temperatur ruang terhadap nilai kebutuhan oksigen biokimia (KOB). Penelitian ini bertujuan untuk menentukan adanya perbedaan yang signifikan antara prosedur pengujian pada temperatur ruang dan temperatur inkubasi 20oC terhadap nilai BOD. Sampel penelitian yang digunakan berupa air buangan sebanyak 4 sampel dari air buangan yang berbeda. Masing-masing sampel dibagi menjadi dua kelompok yaitu kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Kelompok perlakuan adalah kelompok yang diinkubasi pada temperatur ruang dan kelompok kontrol adalah kelompok yang diinkubasi pada temperatur 20o C. Nilai BOD diukur pada hari ke-3, ke-5, dan ke-7 pascainkubasi. Data diproses menggunakan uji Mann-Whitney. Hasil penelitian menunjukkan nilai BOD pada temperatur ruang lebih tinggi secara tidak signifikan (nilai Asymp. Sig. (2-tailed) > (0,025)) dari temperatur inkubasi 20o C baik pada hari ke-3, ke-5, dan ke-7. Maka dapat disimpulkan bahwa tidak ada perbedaan nilai BOD yang signifikan antara prosedur pengujian pada temperatur ruang dan temperatur inkubasi 20o C.


THE EFFECT OF THE EXPERIMENT PROCEDURE TREATMENT ON

ROOM TEMPERATURE TO BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND (BOD) VALUE

ABSTRACT

It had been performed the treatment about the effect of the experiment procedure treatment on room temperature to biochemical oxygen demand (BOD).This study aims to find whether are there significant difference of BOD value between experiment procedure on room temperature and incubation temperature (20o C). The samples used waste water that consist of four samples from difference waste water. Each of samples were divided into two groups, treatment and control group. Group of treatment is group that was incubated on room temperature and group of control is group that was incubated on 20o C. BOD value was measured on third, fifth, and seventh days postincubation. Data was processed using Mann-Whitney test. This study shows that BOD value on room temperature is more than incubation temperature (20o C) unsignificantly on third, fifth, and seventh days postincubation (Asymp. Sig. (2-tailed) > (0,025)). It is concluded that is not significant difference of BOD value between experiment procedure on room temperature and incubation temperature (20o C).


DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN i PERNYATAAN ii PENGHARGAAN iii ABSTRAK iv ABSTRACT v DAFTAR ISI vi DAFTAR TABEL viii DAFTAR GRAFIK ix BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Tujuan Penelitian 3 1.4 Manfaat Penelitian 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4 2.1 Definisi BOD 4 2.2 Prinsip Analisa BOD 5 2.3 Gangguan pada Analisa BOD 8 2.4 Pengaruh Temperatur pada Analisa BOD 9 2.5 Analisa Oksigen Terlarut (DO) 10 BAB 3 METODE PENELITIAN 13 3.1 Alat dan Bahan 13 3.1.1 Alat 13 3.1.2 Bahan 14 3.2 Prosedur Penelitian 14 3.2.1 Pembuatan Pereaksi 14 3.2.2 Persiapan Pengujian 16 3.2.3 Penentuan BOD pada Temperatur Ruang dan Inkubasi 20o C pada 0 Hari dan Hari ke-3, ke-5, dan ke-7 Pascainkubasi 16 3.2.4 Penentuan BOD pada Temperatur Ruang dan Inkubasi 20o C pada 0 Hari dan Hari ke-3, ke-5, dan ke-7 Pascainkubasi untuk Larutan Blanko 18 BAB 4 HASIL PENELITIAN 21 4.1 Penyajian Data 21 4.2 Uji Hipotesis 27


4.3 Pembahasan 27 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 29 5.1 Kesimpulan 29 5.2 Saran 29 DAFTAR PUSTAKA 30 LAMPIRAN 32


DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Nilai BOD pada Prosedur Pengujian Temperatur Ruang 21 dan Temperatur Inkubasi 20o C Tabel 2 Hasil Uji Mann-Whitney untuk Analisa Nilai BOD 27 Kelompok Perlakuan dan Kontrol


DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Rata-rata Nilai BOD Kelompok Perlakuan dan Kontrol 26


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB) atau Biochemical Oxygen Demand (BOD)

merupakan ujicoba yang diterapkan terhadap air buangan penduduk atau industri

untuk menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan

zat organis dalam air di bawah keadaan aerobik. Penguraian zat organis adalah

peristiwa alamiah. Jenis bakteri yang mampu mengoksidasi zat organis pada

umumnya berada di setiap air alam.1, 2

Pertumbuhan bakteri ini dipengaruhi oleh suhu, adanya nutrien, ketersediaan

oksigen, pH, kaberadaan zat toxin, dan sinar matahari (bila terdapat tumbuhan yang

dapat berfotosintesis).3 Sebagian proses biologi secara aerobik berada pada rentang

temperatur mesopilik yaitu rentang temperatur antara 4o C sampai 39o C.4

Berdasarkan prosedur yang disarankan oleh AOAC (Association of Official

Analytical Chemists), BOD ditentukan pada temperatur inkubasi 20o C selama 5 hari

dan disebut 205BOD .5 Prosedur ini tidak memiliki dasar teori, tetapi berdasarkan

sejarah konvensi. Tchobanoglous dan Schroeder (1985) memberikan latar belakang

antara lain sebagai berikut : Dalam sebuah laporan yang disiapkan oleh Royal

Komisi Pembuangan Sampah di Inggris pada permulaan abad, telah direkomendasikan

BOD 5 hari, 18,3 C. Nilai ini digunakan sebagai acuan di Inggris. Nilai-nilai ini


dipilih karena sungai-sungai di Inggris tidak memiliki waktu untuk mengalir sampai

ke muara yaitu laut yang terbuka lebih dari 5 hari dan rata-rata suhu musim panas di

Inggris tidak melebihi 18,3 C. Suhu tersebut telah dibulatkan ke atas menjadi 20o C

dan periode 5 hari telah menjadi referensi ilmiah dan legal secara universal.6

Di Asian Institute of Technology (Bangkok, Thailand) telah dilakukan penelitian

untuk mendapatkan tes BOD yang lebih sesuai untuk daerah tropis seperti tes BOD

selama 3 hari pada suhu 30o C. Ternyata 303BOD 1,15 (air sungai) sampai 1,05 (zat

organis murni) kali 205BOD .1

Penelitian tersebut menunjukkan bahwa pada negara-negara yang beriklim tropis

temperatur yang lebih tinggi dapat digunakan untuk mengurangi biaya inkubasi yang

memerlukan unit-unit pemanasan dan pendinginan, seperti pada temperatur ruang

yang berkisar antara 27o C sampai 31o C. Oleh karena itu, penulis merasa perlu untuk

mengetahui apakah ada perbedaan yang signifikan antara pengujian pada temperatur

ruang dan temperatur inkubasi 20oC terhadap nilai BOD.

1.2 Perumusan Masalah

Reaksi biologi akan meningkat seiring dengan bertambahnya suhu sampai suatu

temperatur maksimum (sekitar 31o C untuk sebagian sistem aerobik), dengan

meningkatnya suhu akan mempercepat pertumbuhan dan kerja bakteri tersebut yang

akan mempercepat reaksi oksidasi zat organis pada analisa BOD.4,7,8 Namun pada

suhu tinggi seperti daerah tropis kemungkinan dapat mempercepat proses nitrifikasi


yang dapat mengganggu analisa BOD.1 Pada tulisan ilmiah ini, penulis akan meneliti

apakah ada perbedaan yang signifikan antara prosedur pengujian pada temperatur

ruang dan temperatur inkubasi 20oC terhadap nilai BOD.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan adanya perbedaan nilai BOD yang

signifikan antara prosedur pengujian pada temperatur ruang dan temperatur inkubasi

20oC terhadap nilai BOD.

1.4 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini dapat memberikan informasi tentang pengaruh penerapan

prosedur pengujian pada temperatur ruang terhadap nilai BOD dan diharapkan

dapat memberikan kontribusi bagi pengembangan ilmu pengetahuan selanjutnya.


BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi BOD

Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB) atau Biochemical Oxygen Demand (BOD)

adalah suatu analisa empiris yang mencoba mendekati secara global proses-proses

mikrobiologis yang benar-benar terjadi di dalam air.1,9 Angka BOD merupakan

gambaran kadar bahan organik, yaitu jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroba

aerob untuk mengoksidasi bahan organik menjadi karbondioksida dan air ( Davis and

Cornwell, 1991 ).10

Pemecahan bahan organik diartikan bahwa bahan organik ini digunakan oleh

organisme sebagai bahan makanan dan energi yang diperoleh dari proses oksidasi

(Pescod, 1973). Parameter BOD secara umum banyak dipakai untuk menentukan

tingkat pencemaran air buangan. Penentuan BOD sangat penting untuk menelusuri

aliran pencemaran dari tingkat hulu ke muara. Sesungguhnya penentuan BOD

merupakan suatu prosedur bioassay yang menyangkut pengukuran banyaknya oksigen

yang digunakan oleh organisme selama organisme tersebut menguraikan bahan

organik yang ada dalam suatu perairan, pada kondisi yang hampir sama dengan

kondisi yang ada di alam.11


Bahan organik ini dapat berupa lemak, protein, kanji (starch), glukosa, aldehida,

ester, dan sebagainya. Bahan organik merupakan hasil pembusukan tumbuhan dan

hewan yang telah mati atau hasil buangan dari limbah domestik dan industri.10

Pada proses dekomposisi bahan organik, mikroba memanfaatkan bahan organik

sebagai sumber makanan dari suatu rangkaian reaksi biokimia yang kompleks.

Reaksi-reaksi tersebut dapat berupa katabolisme maupun anabolisme. Pada reaksi

katabolisme, makanan ( bahan organik ) dipecah untuk menghasilkan energi. Pada

reaksi anabolisme, energi digunakan untuk sintesis sel baru. Transfer biokimiawi

energi pada makhluk hidup melibatkan senyawa Adenosine Triphosphate (ATP)

(sebagai tempat penyimpanan energi) dan senyawa Adenosine Diphosphate (ADP).

Pemecahan senyawa ATP menjadi ADP disertai dengan pelepasan energi. Energi

yang tersimpan dalam bahan organik digunakan untuk membentuk kembali ATP dari

ADP.10

Reaksi biokimia melibatkan enzim yang disekresi oleh bakteri sebagai katalis

organik, yang berfungsi untuk mempercepat reaksi.8,10 Pada reaksi biokimia, enzim

tidak dikonsumsi, melainkan hanya berperan sebagai katalis. Enzim berupa protein

yang memiliki berat molekul tinggi. Daya kerja enzim sangat dipengaruhi oleh suhu,

pH, jenis bahan organik, dan keberadaan senyawa pengganggu (inhibitor).10

2.2 Prinsip Analisa BOD


Dekomposisi bahan organik pada dasarnya terjadi melalui dua tahap. Pada tahap

pertama, bahan organik diuraikan menjadi bahan anorganik. Pada tahap kedua,

bahan anorganik yang tidak stabil mengalami oksidasi menjadi bahan anorganik

yang lebih stabil, misalnya amonia mengalami oksidasi menjadi nitrit dan nitrat

(nitrifikasi). Pada penentuan nilai BOD hanya dekomposisi tahap pertama yang

berperan, sedangkan oksidasi bahan anorganik (nitrifikasi) dianggap sebagai

pengganggu.10 Ujicoba BOD tidak membedakan antara kebutuhan oksigen yang

disebabkan oleh oksidasi secara karbon dan kebutuhan oksigen yang disebabkan

karena nitrifikasi.2

Pemeriksaan BOD didasarkan atas reaksi oksidasi zat organis dengan oksigen

di dalam air, dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri aerobik.

Sebagai hasil oksidasi akan terbentuk karbondioksida, air, dan amonia.1

Reaksi oksidasi dapat dituliskan sebagai berikut :1

+cban NOHC 3222 23

243

24cNHOHcanCOOcban bakteri +

+

+

Zat organik oksigen

Pada dasarnya proses oksidasi bahan organik berlangsung lama. Namun untuk

kepentingan praktis proses oksidasi dianggap berlangsung lengkap selama 20 hari

yaitu tercapai reaksi 100 %. Meskipun demikian, penentuan BOD selama 20 hari

dianggap terlalu lama. Oleh karena itu, pengukuran nilai BOD didasarkan pada 5

hari inkubasi. Selain memperpendek waktu yang diperlukan, hal ini dimaksudkan

untuk meminimumkan pengaruh oksidasi amonia yang juga menggunakan oksigen.


Proses oksidasi amonia (nitrifikasi) diperkirakan mulai berlangsung pada hari ke-8

sampai 10. Selama 5 hari masa inkubasi, diperkirakan 70 % sampai 80 % bahan

organik telah mengalami oksidasi.10 Selama 2 hari masa inkubasi, diperkirakan 50

% reaksi telah tercapai.1

Pada penentuan nilai BOD, selama waktu 5 hari diperkirakan oksidasi bahan

organik sederhana, misalnya glukosa, berlangsung sempurna. Oksidasi amonia

terutama yang terjadi pada air sampel yang berasal dari sungai, dapat direduksi

dengan penambahan agen penghambat pertumbuhan bakteri nitrifikasi, misalnya

biru metilen (methylene blue) atau alkyl thiourea. Selain itu, dapat juga diterapkan

pasteurisasi atau klorinasi sebagai perlakuan awal terhadap air sampel.10

Kelarutan oksigen pada temperatur 20o C adalah sekitar 9 mg/l. Oleh karena

itu, pada penentuan BOD perairan yang tercemar bahan organik dalam jumlah besar

perlu dilakukan pengenceran. Tanpa pengenceran dikhawatirkan ketersediaan

oksigen untuk keperluan oksidasi bahan organik selama lima hari tidak mencukupi.

Kadar oksigen mencapai nol sebelum hari kelima. Untuk mengoptimumkan

keberadaan oksigen, air sampel perlu diberikan pasokan oksigen dengan

menggunakan aerator untuk mendekati nilai jenuh (saturasi), sehingga pada hari

kelima diharapkan tersisa oksigen terlarut sekurang-kurangnya 1 sampai 2 mg/l

(Tebbut, 1992).10

Dalam praktek untuk penentuan BOD yang berdasarkan pada pemeriksaan

oksigen terlarut (DO), biasanya dilakukan secara langsung atau dengan cara


pengenceran.11 Adapun nilai BOD dipengaruhi oleh bibit yang dipakai, pH,

temperatur, keracunan sampel, dan waktu inkubasi.5

2.3 Gangguan pada Analisa BOD

Ada 5 jenis gangguan yang umumnya terdapat pada analisa BOD yaitu nitrifikasi, zat

beracun, kemasukan udara pada botolnya, kekurangan nutrien (garam) dan

kekurangan bakteri yang dibutuhkan proses tersebut. Gangguan-gangguan tersebut

akan diuraikan di bawah ini : 1

a. Proses nitrifikasi dapat mulai terjadi di dalam botol BOD setelah 8 sampai 10

hari, yaitu NH3 amonia berubah menjadi NO3 (nitrat) lewat NO2 (nitrit) oleh

jenis bakteri tertentu :1,10,11

2 NH3 + 3 O2 bakteri 2 NO2 + 2 H + + 2 H2O

2 NO2 + O2 bakteri 2 NO3

b. Zat beracun dapat memperlambat pertumbuhan bakteri yaitu memperlambat

reaksi BOD, bahkan membunuh bakteri tersebut. Contoh zat beracun adalah Cr

(VI), Hg, Pb, CN (sianida), dan sebagainya yang konsentrasinya melampaui

sesuatu kadar yang tertentu.1

c. Kemasukan atau keluarnya oksigen dari botol selama waktu inkubasi harus

dicegah. Botolnya harus ditutup dengan hati-hati ( di atas tutup diberi air

(water seal )); gelembung udara tidak boleh berada dalam botol; gelembung

udara dapat dikeluarkan dengan mengetuk botol.1


d. Nutrien merupakan salah satu syarat bagi kehidupan bakteri-bakteri. Karena

kekurangan nutrien tersebut sukar diduga, maka sebaiknya pada setiap botol

BOD ditambah nutrien secukupnya sebelum masa inkubasi yaitu saat t = 0.1

e. Karena benih dari bermacam-macam bakteri dapat kurang jumlahnya atau

kurang cocok bagi jenis air buangan yang akan dianalisa, maka cara

pembenihan harus selalu diikuti dengan baik sehingga menjamin jumlah

populasi bakteri yang diperlukan.1

2.4 Pengaruh Temperatur pada Analisa BOD

Variasi temperatur mempengaruhi seluruh proses biologi. Reaksi biologi akan

meningkat seiring dengan bertambahnya suhu sampai suatu temperatur maksimum

(sekitar 31o C untuk sebagian sistem aerobik). Demikian juga pada analisa BOD yang

berada di bawah kerja bakteri aerobik, dengan meningkatnya suhu akan mempercepat

pertumbuhan dan kerja bakteri tersebut yang akan mempercepat reaksi oksidasi zat

organis pada analisa BOD.4,7,8 Namun pada suhu tinggi seperti daerah tropis

kemungkinan dapat mempercepat proses nitrifikasi yang dapat mengganggu analisa

BOD.1 Dalam proses biologi, rentang temperatur dibagi menjadi tiga antara lain :4

a. mesofilik, yaitu rentang temperatur antara 4o C sampai 39o C,

b. termofilik, yaitu rentang temperatur yang puncaknya pada 55o C,

c. psikrofilik, yaitu rentang temperatur dengan temperatur minimum 4o C.

Oleh karena alasan secara ekonomis dan geografis, sebagian proses

pengolahan limbah secara aerob dilakukan pada rentang mesofilik. Pada rentang


mesofilik, rata-rata reaksi biologi akan meningkat seiring dengan meningkatnya

temperatur sampai suatu nilai maksimum sekitar 31o C pada sebagian sistem

pengolahan sampah secara aerobik. Pada temperatur di atas 39o C, rata-rata organisme

mesofilik akan mengalami penurunan.4

2.5 Analisa Oksigen Terlarut (DO)

Oksigen terlarut (dissolved oxygen = DO) merupakan parameter mutu air yang

penting karena nilai oksigen terlarut dapat menunjukkan tingkat pencemaran atau

tingkat pengolahan air limbah.9

Oksigen terlarut dapat dianalisis atau ditentukan dengan 2 macam cara, yaitu :11

1. Metoda titrasi dengan cara Winkler

2. Metoda elektrokimia

1. Metoda titrasi dengan cara Winkler

Metoda titrasi dengan cara Winkler secara umum banyak digunakan untuk

menentukan kadar oksigen terlarut. Prinsipnya dengan menggunakan titrasi iodometri.

Sampel yang akan dianalisis terlebih dahulu ditambahkan larutan MnCl2 dan

NaOHKI, sehingga akan terjadi endapan MnO2. Dengan menambahkan H2SO4 atau

HCl maka endapan yang terjadi akan larut kembali dan juga akan membebaskan

molekul iodium (I) yang ekivalen dengan oksigen terlarut. Iodium yang dibebaskan ini

selanjutnya dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat (Na2S2O3) dan

menggunakan indikator larutan amilum (kanji). Reaksi kimia yang terjadi dapat

dirumuskan sebagai berikut :11


MnCl2 + 2 NaOH Mn(OH)2 + 2 NaCl

2 Mn(OH)2 + O2 2 MnO2 + 2 H2O

MnO2 + 2 KI + 2 H2O H+ Mn(OH)2 + I2 + 2 KOH

I2 + 2 Na2S2O3 Na2S4O6 + 2 NaI

2. Metoda elektrokimia

Cara penentuan oksigen terlarut dengan metoda elektrokimia adalah cara langsung

untuk menentukan oksigen terlarut dengan alat DO meter.11 Prinsip kerjanya adalah

menggunakan elektroda yang terdiri dari katoda dan anoda yang direndam dalam

larutan elektrolit (larutan garam). Pada alat DO meter (DO singkatan dari Dissolved

Oxygen), elektroda ini terdiri dari katoda perak (Ag) dan anoda timbal (Pb) atau Au.

Sistem elektroda ini dilindungi dengan membran plastik tertentu yang bersifat semi-

permeabel terhadap oksigen dan hanya oksigen yang dapat menembus membran

tersebut. Reaksi kimia yang akan terjadi adalah :1

Katoda: O2 + 2 H2O + 4e- 4 OH

Anoda: Pb + 2 OH PbO + H2O + 2e-

Aliran reaksi yang terjadi tersebut tergantung dari aliran oksigen pada katoda.

Difusi oksigen dari sampel ke elektroda berbanding lurus terhadap konsentrasi

oksigen terlarut. Penentuan oksigen terlarut (DO) dengan cara titrasi berdasarkan

metoda Winkler lebih analitis apabila dibandingkan dengan cara alat DO meter. Hal


yang perlu diperhatikan dalam titrasi iodometri ialah penentuan titik akhir titrasinya,

standarisasi larutan tiosulfat dan pembuatan larutan standar kaliumbikromat yang

tepat.11

Dengan mengikuti prosedur penimbangan kaliumbikromat dan standarisasi

tiosulfat secara analitis, akan diperoleh hasil penentuan oksigen terlarut yang lebih

akurat. Sedangkan penentuan oksigen terlarut dengan cara DO meter, harus

diperhatikan suhu dan salinitas sampel yang akan diperiksa. Peranan suhu dan

salinitas ini sangat vital terhadap akurasi penentuan oksigen terlarut dengan cara DO

meter. Disamping itu, sebagaimana lazimnya alat yang digital, peranan kalibrasi alat

sangat menentukan akurasinya hasil penentuan. Berdasarkan pengalaman di lapangan,

penentuan oksigen terlarut dengan cara titrasi lebih dianjurkan untuk mendapatkan

hasil yang lebih akurat. Alat DO meter masih dianjurkan jika sifat penentuannya

hanya bersifat kisaran.11


BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

a. Inkubator dengan kisaran suhu 100 - 500 C

dan telah distabilkan pada suhu 200 C pada saat pengujian (Liebherr)

b. Botol BOD (botol Winkler) 300 ml

c. Gelas ukur 1000 ml (pirex)

d. Ember 4 liter

e. Beaker glass 250 ml (pirex)

f. Buret 50 ml (pirex)


g. Labu volumetrik 1000 ml (pirex)

h. Pipet volumetrik 10 ml (pirex)

i. Pipet volumetrik 50 ml (pirex)

j. Bola pengisap

k. Corong

l. Erlenmeyer 250 ml (pirex)

m. Thermometer ruangan

3.1.2 Bahan

a. Air suling

b. Larutan Buffer Posfat

c. Kalsium Klorida 0,5 N

d. Magnesium Sulfat 0,4 N

e. Feri Klorida 0,005 N

f. Mangan Sulfat 5 N

g. Larutan Alkali Iodida Azida

h. Asam Sulfat Pekat

i. Natrium Hidroksida 12,5 N

j. Natrium Tiosulfat 0,025 N

k. Indikator Amilum 1%

l. Kalium Iodida 1 N


3.2 Prosedur Penelitian

3.2.1 Pembuatan Pereaksi

a. Pembuatan Larutan Buffer Posfat

Timbang 2,125 gram KH2PO4, 5,4375 gram K2HPO4, 8,35 gram Na2HPO4,

dan 0,425 gram NH4Cl. Masukkan satu per satu kemudian dilarutkan dengan

air suling dalam labu volumetrik 250 ml ditepatkan sampai tanda batas.

b. Pembuatan Larutan Kalsium Klorida 0,5 N

Timbang 6,875 gram CaCl2 kemudian dilarutkan dengan air suling dalam labu

volumetrik 250 ml ditepatkan sampai tanda batas.

c. Pembuatan Larutan Magnesium Sulfat 0,4 N

Timbang 5,625 gram MgSO4 kemudian dilarutkan dengan air suling dalam

labu volumetrik 250 ml ditepatkan sampai tanda batas.

d. Pembuatan Larutan Feri Klorida 0,005 N

Timbang 0,0625 gram FeCl3 kemudian dilarutkan dengan air suling dalam

labu volumetrik 250 ml ditepatkan sampai tanda batas.

e. Pembuatan Larutan Mangan Sulfat 5 N

Timbang 91 gram MnSO4 kemudian dilarutkan dengan air suling dalam labu


f. Pembuatan Larutan Alkali Iodida Azida

Timbang 125 gram NaOH, 37,5 gram KI. Masukkan satu per satu kemudian

dilarutkan dengan air suling dalam labu volumetrik 250 ml ditepatkan sampai

tanda batas.


g. Pembuatan Indikator Amilum 1%

Timbang 2 gram amilum, 0,2 gram asam salisilat. Masukkan satu per satu

kemudian dilarutkan dengan air suling yang dipanaskan (mendidih) dalam labu


h. Pembuatan Larutan Natrium Tiosulfat 0,025 N

Timbang 6,205 gram Na2S2O3.5H2O kemudian dilarutkan dengan air suling

yang telah didihkan (bebas oksigen) dalam labu volumetrik 1000 ml ditepatkan

sampai tanda batas.

3.2.2 Persiapan Pengujian

Standarisasi Larutan Natrium Thio Sulfat (Na2S2O3) dengan menggunakan

Kalium Dikromat (K2Cr2O7)

a. Dimasukkan 10 ml larutan K2Cr2O7 0,025 N kedalam Erlenmeyer

b. Ditambahkan 80 ml air suling dalam Erlenmeyer

c. Ditambahkan 0,2 gram KI, diaduk

d. Ditambahkan 1 ml H2SO4 (p) sambil diaduk

e. Ditutup

f. Dibiarkan sampai dingin

g. Dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,025 N hingga berwarna kuning muda


h. Ditambahkan 2 sampai 3 tetes indikator amilum 1% dan dititrasi kembali

dengan Na2S2O3 0,025 N hingga berwarna bening yang dilakukan secara duplo

i. Dihitung normalitas larutan Na2S2O3

3.2.3 Penentuan BOD pada Temperatur Ruang dan Inkubasi 20o C pada 0 Hari

dan Hari ke-3, ke-5, dan ke-7 Pascainkubasi.

a. Disediakan sampel yang telah disiapkan berupa 4 jenis air buangan

b. Dipipet sampel sesuai dengan pengenceran sampel yaitu sampel 1 dengan 50

kali pengenceran, sampel 2 dengan 25 kali pengenceran, sampel 3 dengan 25

kali pengenceran, dan sampel 4 dengan 10 kali pengenceran kemudian

dimasukkan kedalam labu volumetrik 1000 ml

c. Ditambahkan buffer posfat, CaCl2 0,5 N, MgSO4 0,4 N, FeCl3 0,005 N

kedalam sampel masing-masing sebanyak 3 ml, serta ditambahkan bakteri seed

sesuai dengan kepekatan sampel tersebut

d. Ditambahkan dengan air aerasi sampai tepat pada tanda tera

e. Dimasukkan kedalam ember 4 liter kemudian ditambahkan air pengencer yang

sebelumnya telah diaerasi terlebih dahulu sebanyak 3 liter dipaskan sampai

tepat pada tanda tera

f. Diaduk hingga homogen

g. Setelah itu dimasukkan sampel kedalam botol BOD (botol Winkler) 300 ml

dengan menggunakan corong sampai melimpah agar tidak terdapat gelembung

udara


h. Sebanyak 3 botol BOD (botol Winkler) diinkubasi pada temperatur ruang

(kelompok perlakuan) dan 3 botol lainnya diinkubasi pada inkubator 20o C

(kelompok kontrol) selama 3, 5, dan 7 hari serta 1 botol yang lain ditentukan

kadar oksigen terlarut 0 hari

i. Ditambahkan masing-masing 1 ml MnSO4 dan NaOH/KI kedalam sampel

j. Kemudian dikocok hingga larutan homogen

k. Didiamkan beberapa saat hingga endapannya semua turun sempurna

l. Setelah itu ditambahkan 1 ml H2SO4 (p) pada masing-masing sampel

m. Ditutup dan dihomogenkan hingga endapan larut sempurna

n. Dipipet 50 ml dan dimasukkan kedalam Erlenmeyer

o. Kemudian dititrasi dengan Na2S2O3 0,025 N hingga berwarna kuning muda

p. Ditambahkan 2 sampai 3 tetes indikator amilum 1% dan dititrasi kembali

dengan Na2S2O3 0,025 N hingga berwarna bening

q. Setelah 3, 5, dan 7 hari dikeluarkan botol BOD (botol Winkler) yang telah

diinkubasi

r. Setelah itu ditambahkan masing-masing 1 ml MnSO4 dan NaOH/KI kedalam

sampel

s. Kemudian dikocok hingga larutan homogen

t. Didiamkan beberapa saat hingga endapannya semua turun sempurna

u. Setelah itu ditambahkan 1 ml H2SO4 (p) pada masing-masing sampel

v. Ditutup dan dihomogenkan hingga endapan larut sempurna

w. Dipipet 50 ml dan dimasukkan kedalam Erlenmeyer

x. Kemudian dititrasi dengan Na2S2O3 0,025 N hingga berwarna kuning muda


y. Ditambahkan 2 sampai 3 tetes indikator amilum 1% dan dititrasi kembali


z. Dicatat volume Na2S2O3 0,025 N yang terpakai

3.2.4 Penentuan BOD pada Temperatur Ruang dan Inkubasi 20o C pada 0 hari

dan hari ke-3, ke-5, dan ke-7 Pascainkubasi Untuk Larutan Blanko

a. Dimasukkan air suling ke dalam labu volumetrik 1000 ml

b. Ditambahkan buffer posfat, CaCl2 0,5 N, MgSO4 0,4 N, FeCl3 0,005 N

kedalam sampel masing-masing sebanyak 3 ml, serta ditambahkan bakteri seed

sesuai dengan kepekatan sampel tersebut

c. Ditambahkan dengan air aerasi sampai tepat pada tanda tera

d. Dimasukkan kedalam ember 4 liter kemudian ditambahkan air pengencer yang

sebelumnya telah diaerasi terlebih dahulu sebanyak 3 liter dipaskan sampai

tepat pada tanda tera

e. Diaduk hingga homogen

f. Setelah itu dimasukkan larutan diatas kedalam botol BOD (botol Winkler) 300

ml dengan menggunakan corong sampai melimpah agar tidak terdapat

gelembung udara

g. Sebanyak 3 botol BOD (botol Winkler) diinkubasi pada temperatur ruang

(kelompok perlakuan) dan 3 botol lainnya diinkubasi pada inkubator 20o C

(kelompok kontrol) selama 3, 5, dan 7 hari serta 1 botol yang lain ditentukan

kadar oksigen terlarut 0 hari


h. Ditambahkan masing-masing 1 ml MnSO4 dan NaOH/KI kedalam larutan

diatas

i. Kemudian dikocok hingga larutan homogen

j. Didiamkan beberapa saat hingga endapannya semua turun sempurna

k. Setelah itu ditambahkan 1 ml H2SO4 (p) pada masing-masing sampel

l. Ditutup dan dihomogenkan hingga endapan larut sempurna

m. Dipipet 50 ml dan dimasukkan kedalam Erlenmeyer

n. Kemudian dititrasi dengan Na2S2O3 0,025 N hingga berwarna kuning muda

o. Ditambahkan 2 sampai 3 tetes indikator amilum 1% dan dititrasi kembali


p. Setelah 3, 5, dan 7 hari dikeluarkan botol BOD (botol Winkler) yang telah

diinkubasi

q. Setelah itu ditambahkan masing-masing 1 ml MnSO4 dan NaOH/KI kedalam

larutan blanko diatas

r. Kemudian dikocok hingga larutan homogen

s. Didiamkan beberapa saat hingga endapannya semua turun sempurna

t. Setelah itu ditambahkan 1 ml H2SO4 (p) pada masing-masing sampel

u. Ditutup dan dihomogenkan hingga endapan larut sempurna

v. Dipipet 50 ml dan dimasukkan kedalam Erlenmeyer

w. Kemudian dititrasi dengan Na2S2O3 0,025 N hingga berwarna kuning muda

x. Ditambahkan 2 sampai 3 tetes indikator amilum 1% dan dititrasi kembali


y. Dicatat volume Na2S2O3 0,025 N yang terpakai


BAB 4

HASIL PENELITIAN

4.1 Penyajian Data


Tabel 1. Nilai BOD pada Prosedur Pengujian Temperatur Ruang dan Temperatur

Inkubasi 20o C

No

Sampel

Temperatur Inkubasi 20o C

( Kontrol )

Temperatur Ruang

( Perlakuan )

BOD

Hari ke-3

BOD

Hari ke-5

BOD

Hari ke-7

BOD

Hari ke-3

BOD

Hari ke-5

BOD

Hari ke-7

1 Sampel 1 20,35 30,325 30,725 29,6 39,55 39,925 2 Sampel 2 29,95 30,325 30,73 39,17 39,55 39,925 3 Sampel 3 10,75 20,725 21,125 19,96 29,95 30,325 4 Sampel 4 39,15 39,55 39,95 39,55 39,95 40,3

Perhitungan Nilai Oksigen Terlarut (DO) dan Nilai BOD

1. Nilai BOD pada inkubasi temperatur ruang

1.1 Untuk Larutan Pengencer

Untuk Larutan Pengencer (inkubasi temperatur ruang hari ke-0)

Volume titrasi Natrium Tiosulfat (Na2S2O3) hari ke-0 = 2,2 ml

Normalitas Natrium Tiosulfat (Na2S2O3) = 0,0240 N

50

80000

=

NVDO

Lmg448,850

80000240,02,2=

=

Untuk Larutan Pengencer (inkubasi temperatur ruang hari ke-3)




DO0 ( kadar oksigen terlarut hari ke-0) = 8,448 mg/L

50

80003

=

NVDO

Lmg680,750

80000240,00,2=

=

303 DODOKOB =

680,7448,8 =

Lmg768,0=

Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama untuk larutan pengencer pada hari

ke-5 dan hari ke-7.

1.2 Untuk Sampel 1

Untuk Sampel 1 (inkubasi temperatur ruang hari ke-0)



508000

0

=NVDO

Lmg448,850

80000240,02,2=

=

Untuk Sampel 1 (inkubasi temperatur ruang hari ke-3)





k ( faktor koreksi ) = 0,96

AP0 ( kadar oksigen terlarut blanko hari ke-0) = 8,448 mg/L


P ( faktor pengenceran ) = 25 kali

50

80003

=

NVDO

Lmg528,650

80000240,07,1=

=

( ){ ( )} PAPAPkDODOKOB = 30303

( ){ ( )} 2568,7448,896,0528,6448,8 =

( ){ } 257373,092,1 =

251827,1 =

Lmg6,29=

Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama untuk sampel 2, sampel 3, dan sampel 4

pada hari ke-0 sampai dengan hari ke-7.

2. Nilai BOD pada inkubator

2.1 Untuk Larutan Pengencer

Untuk Larutan Pengencer (inkubasi hari ke-0)




50

80000

=

NVDO

Lmg448,850

80000240,02,2=

=

Untuk Larutan Pengencer (inkubasi hari ke-3)




50

80003

=

NVDO

Lmg296,750

80000240,09,1=

=

303 DODOKOB =

296,7448,8 =

Lmg152,1=

Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama untuk larutan pengencer pada hari

ke-5 dan hari ke-7.

2.2 Untuk Sampel 1

Untuk Sampel 1 (inkubasi hari ke-0)




50

80000

=

NVDO

Lmg448,850

80000240,02,2=

=

Untuk Sampel 1 (inkubasi hari ke-3)




k ( faktor koreksi ) = 0,96



P ( faktor pengenceran ) = 25 kali

50

80003

=

NVDO

Lmg528,650

80000240,07,1=

=

( ){ ( )} PAPAPkDODOKOB = 30303

( ){ ( )} 25296,7448,896,0528,6448,8 =

( ){ } 25106,192,1 =

25814,0 =

Lmg35,20=


Catatan : Dilakukan perhitungan yang sama untuk sampel 2, sampel 3, dan

sampel 4 pada hari ke-0 sampai dengan hari ke-7.

Gambar 1. Rata-rata Nilai BOD Kelompok Perlakuan dan Kontrol

4.2 Uji Hipotesis

Tabel 2. Hasil Uji Mann-Whitney untuk Analisa Nilai BOD Kelompok Perlakuan dan

Kontrol

hari BOD

hari ke-5

hari ke-3

37.500

35.000

32.500

30.000

27.500

25.000

temperatur ruang (perlakuan)

temperatur inkubasi 20oC (kontrol)

prosedur BOD

hari ke-7

Mean nilai BOD


P - K Asymp sig.(2-tailed)

Hari ke-3 0,773

Hari ke-5 0.552

Hari ke-7 0,561

Signifikan untuk level ( = 0,05)

Nilai Asymp. Sig. (2-tailed) pada nilai BOD hari ke-3 (0,773), hari ke-5 (0,552), dan

hari ke-7 (0,561) lebih besar dari (0,025) sehingga Ho diterima. Oleh karena itu,

dari hasil uji Mann-Whitney diatas dapat disimpulkan bahwa antara kelompok

perlakuan dan kontrol pada hari ke-3, ke-5, dan ke-7 memperlihatkan perbedaan yang

tidak signifikan (Tabel 2), yang berarti bahwa tidak ada perbedaan nilai BOD yang

signifikan pada prosedur pengujian temperatur ruang dan temperatur inkubasi 20o C.

4.3 Pembahasan

Dari data pada Tabel 1 tampak bahwa terjadi peningkatan nilai BOD dari semua

sampel pada hari ke-3, ke-5, dan ke-7 baik pada prosedur pengujian temperatur ruang

maupun temperatur inkubasi 20o C. Hal ini menunjukkan bahwa proses oksidasi bahan

organik dalam botol Winkler pada semua sampel masih terus berlangsung yang

memerlukan waktu kira-kira 3 hari dimana 50% reaksi telah tercapai, 5 hari supaya

75% dan 7 hari supaya 80% reaksi tercapai.1,10,12

Data tersebut juga memperlihatkan bahwa nilai BOD dari semua sampel pada

prosedur pengujian temperatur ruang lebih tinggi dari temperatur inkubasi 20o C. Hal

ini terjadi karena pengaruh perbedaan temperatur pada kedua prosedur. Semakin


tinggi temperatur dapat mempercepat dan meningkatkan reaksi oksidasi biologi, baik

reaksi karbon maupun reaksi nitrifikasi.1,4

Reaksi karbon berupa reaksi bahan organik yang diuraikan menjadi bahan

anorganik (amonia), karbondioksida dan air. Reaksi nitrifikasi berupa reaksi oksidasi

bahan anorganik yang tidak stabil menjadi bahan anorganik yang lebih stabil (amonia

menjadi nitrit dan nitrat). Dalam uji BOD, reaksi nitrifikasi dianggap sebagai

pengganggu. Reaksi nitrifikasi ini dianggap mulai berlangsung pada hari ke-8 sampai

10.1,10 Oleh karena itu, pada penelitian ini digunakan waktu sampai hari ke-7 untuk

mengurangi kemungkinan terjadinya reaksi nitrifikasi tersebut.

Pada penelitian ini, meskipun pada Tabel 1 dan Grafik 1 menunjukkan bahwa

ada perbedaan nilai BOD pada prosedur pengujian temperatur ruang dan temperatur

inkubasi 20o C, yang terlihat dari nilai BOD pada temperatur ruang yang lebih tinggi

dari temperatur inkubasi 20o C baik pada hari ke-3, ke-5, dan ke-7. Namun melalui uji

Mann-Whitney didapatkan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan antara nilai

BOD pada prosedur pengujian temperatur ruang yang pada penelitian ini berkisar

antara 27o C sampai 31o C dan temperatur inkubasi 20o C baik pada hari ke-3, ke-5,

dan ke-7.

Berdasarkan hal tersebut diatas, prosedur BOD pada temperatur ruang dapat

diterapkan pada negara-negara tropis yang memiliki temperatur ruang berkisar antara

25o C sampai 31o C.

BAB 5


KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Nilai BOD mengalami peningkatan dari hari ke-3, ke-5 sampai hari ke-7.

2. Rata-rata nilai BOD pada prosedur pengujian temperatur ruang lebih tinggi

dari nilai BOD pada temperatur inkubasi 20o C.

3. Tidak ada perbedaan nilai BOD yang signifikan antara prosedur pengujian

pada temperatur ruang dan temperatur inkubasi 20o C baik pada hari ke-3, ke-

5, dan hari ke-7.

5.2 Saran

Perlunya dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai uji BOD yang dilakukan pada

temperatur ruang dengan waktu inkubasi yang lebih panjang disertai dengan

pengamatan berbagai gangguan yang terjadi pada saat penelitian.

DAFTAR PUSTAKA


1. Alaerts, G dan Santika, S. S. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya: Usaha

Nasional.

2. Mahida, U. N. 1984. Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri.

Cetakan Pertama. Terjemahan Otto Soemarwoto. Jakarta: C.V.

Rajawali.

3. Hammer, M. J. 1985. Water and Waste-Water Technology. New York: John

Wiley & Sons, INC.

4. Eckenfelder, W. W. 2000. Industrial Water Pollution Control. Third Edition.

Boston: McGraw-Hill.

5. Limbah Industri Pangan, Berbahayakah. Diakses tanggal 4 Maret, 2008.

http://agro-ekonomi.blogspot.com/2008/03/limbah-industri-pangan-

berbahayakah.html.

6. Innovative Solution for 5-Day BOD Measurement.[cited 2009 February 5].

Available from:

http://www.fkv2.com/linee2/mantech2/cat_ma/BOD_AssayPlus.pdf.

7. Soeparman, H. M dan Suparmin. 2002. Pembuangan Tinja & Limbah Cair.

Cetakan Pertama. Jakarta: Buku Kedokteran EGC.

8. Degremont. 1979. Water Treatment Handbook. Fifth Edition. New York: John

Wiley & Sons.

9. Sunu, P. 2001. Melindungi Lingkungan dengan Menerapkan ISO 14001.

Jakarta: PT. Gramedia Widiasarana Indonesia.

10. Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta: Kanisius.


11. Salmin. 2005. Oksigen Terlarut (DO) dan Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD)

sebagai Salah Satu Indikator untuk Menentukan Kualitas Perairan.

Oseana. Volume XXX. Nomor 3: hal. 21-26.

12. Mahida, U. N. 1983. Water Pollution and Disposal of Waste Water on Land.

New Delhi: Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited.


LAMPIRAN


Lampiran : Analisa Oksigen Terlarut (DO) dengan Metode Titrasi Winkler


Sumber : Washington State University Department of Ecology. Last Modified: April

22, 2009.

09e02172

Documents