Kebutuhan Oksigen Biokimia (BOD)

Dekomposisi bahan organic terdiri atas 2 tahap, yaitu terurainya bahan organic

menjadi anorganik dan bahan anorganik yang tidak stabil berubah menjadi bahan

anorganik yang stabil, misalnya ammonia mengalami oksidasi menjadi nitrit atau nitrat

(nitrifikasi). Pada penentuan nilai BOD, hanya dekomposisi tahap pertama ynag berperan,

sedangkan oksidasi bahan anorganik (nitrifikasi) dianggap sebagai zat pengganggu.

Dengan demikian, BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh

mikroorganisme dalam lingkungan air untuk memecah (mendegradasi) bahan buangan

organic yang ada dalam air menjadi karbondioksida dan air. Pada dasarnya, proses oksidasi

bahan organic berlangsung cukup lama. Menurut Sawyer dan McCarty, 1978 (Effendi,

2003) proses penguraian bahan buangan organic melalui proses oksidasi oleh

mikroorganisme atau oleh bakteri aerobic adalah :

CnHaObNc + (n + a/4 – b/2 – 3c/4) O2 → n CO2 + (a/2 – 3c/2) H2O + c NH3

Bahan organic oksigen bakteri aerob

Untuk kepentingan praktis, proses oksidasi dianggap lengkap selama 20 hari, tetapi

penentuan BOD selama 20 hari dianggap masih cukup lama. Penentuan BOD ditetapkan

selam 5 hari inkubasi, maka biasa disebut BOD5. Selain memperpendek waktu yang

diperlukan, hal ini juga dimaksudkan untuk meminimumkan pengaruh oksidasi ammonia

yang menggunakan oksigen juga. Selama 5 hari masa inkubasi, diperkirakan 70% - 80%

bahan organic telah mengalami oksidasi. (Effendi, 2003).

Jumlah mikroorganisme dalam air lingkungan tergantung pada tingkat kebersihan

air. Air yang bersih relative mengandung mikroorganisme lebih sedikit dibandingkan yang

tercemar. Air yang telah tercemar oleh bahan buangan yang bersifat antiseptic atau bersifat

racun, seperti fenol, kreolin, detergen, asam cianida, insektisida dan sebagainya, jumlah

mikroorganismenya juga relative sedikit. Sehingga makin besar kadar BOD nya, maka

merupakan indikasi bahwa perairan tersebut telah tercemar, sebagai contoh adalah kadar

maksimum BOD5 yang diperkenankan untuk kepentingan air minum dan menopang

kehidupan organisme akuatik adalah 3,0 – 6,0 mg/L berdasarkan UNESCO/WHO/UNEP,

1992. Sedangkan berdasarkan Kep.51/MENKLH/10/1995 nilai BOD5 untuk baku mutu

limbah cair bagi kegiatan industri golongan I adalah 50 mg/L dan golongan II adalah 150 mg/L

Uji BOD memiliki beberpa kelemahan, diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Dalam uji BOD ikut terhitung oksigen yang dikonsumsi oleh bahan – bahan anorganik atau

bahan – bahan tereduksi lainnya yang disebut juga “intermediate oxygen demand”

2. Uji BOD memerlukan waktu yang lama yaitu minimal lima hari

3. Uji BOD yang dilakukan selama lima hari masih belum bisa mnunjukkan nilai total BOD

melainkan hanya kira – kira 68 persen dari total BOD

4. Uji BOD tergantung dari adanya senyawa penghambat dalam air tersebut, misalnya adanya

klorin yang dapat menghambat pertumbukan mikroorganisme yang dibutuhkan untuk

merombak bahan organik, sehingga hasil uji BOD mejadi kurang teliti (Srikandi Fardiaz, 1992).

BOD juga suatu analisis empiris yang mencoba mendekati secara global proses- proses mikrobiologis yang benar – benar terjadi didalam air. Penguraian limbah organik melalui proses oksidasi oleh organisme di dalam air lingkungan adalah merupakan proses alamiah yang mudah terjadi apabila air lingkungan mengandung oksigen yang cukup.

Berikut ini adalah tabel nilai DO dan BOD untuk tingkat pencemaran perairan.

Sumber : Wirosarjono (1974)

Prinsip Analisa

Pemeriksaan BOD didasarkan atas reaksi oksidasi zat organik dengan oksigen didalam air, dan

proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri aerobik.Sebagian hasil oksidasi akan

terbentuk karbondioksida, air dan amioniak. Atas dasar reaksi tersebut, yang memerlukan kira

– kira 2 hari dimana 50 % reaksi telah tercapai, 5 hari supaya 75% dan 20 hari supaya 100%

tercapai, maka analisa BOD dapat dipergunakan untuk menaksir beban pencemaran zat

organik. Tentu saja, reaksi tersebut juga berlangsung pada badan air sungai, air danau maupun

Tingkat pencemaran Parameter

DO (ppm) BOD

Rendah > 5 0 -10

Sedang 0 - 5 10 - 20

Tinggi 0 25

di instalasi pengolahan air buangan yang menerima air buangan yang mengandung zat organik

tersebut. Dengan kata lain, tes BOD berlaku sebagai simulasi (berbuat seolah – olah terjadi)

suatu proses biologis secara alamiah.

Reaksi biologis pada tes BOD dilakukan pada temperature inkubasi 20oc dan dilakukan selama 5

hari, hingga mempunyai istilah yang lengkap BOD205 (angka 20 menunjukkan temperatur

inkubasi dan 5 menunjukkan lama waktu inkubasi), namun di beberpa literatur terdapat lama

inkubasi 6 jam atau 2 hari atau 20 hari.

Demikian, jumlah zat organik yang ada didalam air diukur melalui jumlah oksigen yang

dibutuhkan oleh bakteri untuk mengoksidasi zat tersebut. Karena reaksi BOD dilakukan didalam

botol yang tertutup, maka jumlah oksigen yang telah dipakai adalah perbedaan antara kadar

oksigen didalam larutan pada t = 0 (biasanya baru ditambah oksigen dengan aerasi, hingga = 9

mg O2/L, yaitu konsentrasi kejenuhan) dan kadarnya pada t = 5 hari (konsentrasi sisa ≥ 2 mg

O2/L agar hasi cukup teliti). Oleh karena itu, semua sampel yang mengandung BOD 6 mg O2/L

harus diencerkan supaya syarat tersebut dapat dipenuhi.

Gangguan – ganguan pada analisa BOD

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

kemasukan udara pada botolnya, kekurangan nutrient (garam) dan kekurangan bakteri yang

dibutuhkan proses tersebut. Gangguan – ganguan tersebut akan diuraikan sebagai berikut :

a. Proses nitrifikasi dapat mulai terjadi didalam botol BOD setelah 2 sampai 10 hari; NH3

amoniak berubah menjadi NO3- (nitrat) lewat NO2- (nitrit) oleh jenis bakteri tertentu.Nitrifikasi

juga membutuhkan oksigen. Di alam terbuka ada 2 sebab yang mencegah pertumbuhan bakteri

nitrrifikasi: seringkali nitrifikasi ini tidak terjadi (misalnya karena suhu 100C atau karena air

sungai yang tercemar telah sampai ke muara). Hal ini menunjukkan nitrifikasi pada botol BOD

tidak berlaku, seperti pada raksi karbon yang menstimulasi suatu proses alam.Oleh karena itu di

dalam analisa BOD baku pertumbuhan bakteri penyebab proses nitrifikasi harus di halangi

dengan inhibitor, walaupun kemungkinan suhu tinggi seperti di daerah tropis, mempercepat

proses nitrifikasi secara alamiah.

b. Zat beracun dapat memperlambat pertumbuhan bakteri (yaitu memperlambat reaksi BOD)

bahkan membunuh organisme tersebut. Kalau zat tersebut memang sangat beracun hingga

bakteri – bakteri tidak bisa hidup sama sekali atau sukar berkembang, maka hanya sebagian

jumlah bakteri akan aktif dalam oksidasi zat organik tersebut, hingga BOD yang tercatat akan

lebih rendah dari angka COD suatu sampel yang tidak mengandung zat beracun.

c. Masuk (keluarnya) oksigen dari botol selama waktu inkubasi harus di cegah. Botolnya harus

ditutup dengan hati – hati (diatas tutup botol) bisa di beri air, gelembung udara tidak boleh ada

di dalam botol, gelembung udara dapat dikeluarkan dengan mengetuk botol.Oleh karena itu

pada waktu inkubasi botol BOD harus disimpang ditempat gelap.

d. Nutrien merupakan slah satu syarat bagi kehidupan bakteri – bakteri. Nutrien terbentuk dari

bermacam – macam garam (Fe, K, Mg dan sebagainya). Karena kekurangan nutrient

secukupnya sebelum masa inkubasi, yaitu pada saat t = 0.

e. Karena benih dari bermacam – macam bakteri kurang jumlahnya atau kurang cocok bagi jenis

air buangan yang akan dianalisa, maka cara pembenihan selalu harus diikuti dengan baik,

sehingga menjamin jumlah populasi bakteri yang diperlukan.

Catatan :

Kalau smpel mengandung racun, pertumbuhan bakteri terhalang maka angka BOD rendah. Cara

lain untk mendeteksi gangguan – gangguan tersebut adalah dengan pengenceran sampel

supaya dosis zat beracun dapat berada di bawah konsentrasi yang berbahaya, memang cara ini

terbatas, hingga pengenceran maksimum yang di perbolehkan adalah kira – kira 10 kali (Alaerts,

1987).