Analisa Kimia Sampel Air Sungai : Penentuan DO dan BOD

Analisa Kimia Sampel Air Sungai : Penentuan DO dan BOD

DO dan BOD

1.      Tinjauan Pustaka

Oksigen  terlarut  adalah suatu hal yang sangat diperlukan oleh makhluk hidup dalam air tergantung dari kemampuan air untuk mempertahankan konsentrasi oksigen minimal yang dibutuhkan untuk kehidupannya. Konsentrasi oksigen terlarut  minimal untuk kehidupannya.

Oksigen terlarut dalam air dapat berasal dari proses fotosintesis tanaman air, dimana jumlahnya tidak tetap tergantung dari jumlah tanamannya, dan dari atsmosfer (udara) yang masuk kedalam air dengan kecepatan terbatas. Konsentrasi oksigen terlarut dalam keadaan jenuh bervariasi tergantung dari suhu dan tekanan atmosfer. Semakin tinggi suhu air, semakin rendah tingkat kejenuhan. Misalnya danau di pegunungan yang tinggi mungkin mengandung oksigen terlarut 20-40 % kurang daripada danau pada permukaan laut.

BOD atau Biochemical Oxygen Demand atau kebutuhan oksigen biologis merupakan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organismee untuk mengoksidasi bahan-bahan buangan dalam air. Dengan kata lain, BOD menunjukkan kebutuhan oksigen oleh organismee untuk mengoksidasi bahan-bahan buangan yang terlarut dalam air.( Metclaf,Eddy. 2003. Waste Water Engineering Design).

Angka BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan hampir semua zat organik yang terlarut dan sebagian zat-zat organik yang tersuspensi dalam air. (Alaert.G dan Sri Sumestri Santika,Msc. 1984. Metoda Penelitian Air).

BOD penting untuk mengetahui banyaknya zat anorganik yang terkandung dalam air limbah. Makin banyak zat organik, makin tinggi BOD-nya. Nilai BOD dipengaruhi oleh suhu, cahaya, matahari, pertumbuhan biologik, gerakan air dan kadar oksigen. .( Metclaf,Eddy. 2003. Waste Water Engineering Design).

2.             Prosedur Kerja

2.1              Penentuan Dissolve Oxygen

Metode Titrasi Winkler (Iodometri)

·         Prosedur Pengambilan

Botol Winkler yang digunakan untuk mengambil sampel harus bersih, dan telah dibilas dengan air suling terlebih dahulu, kemudian dilanjutkan  pengkondisian cairan yang akan digunakan untuk mengisi botol. Hal yang sama juga berlaku untuk alat-alat pengambilan sampel yang digunakan. Alat-alat ini harus bersih dan tidak mengandung sisa dari bekas sampel yang lama, khususnya tumbuhnya jamur dan lumut harus dicegah.  Pengambilan sampel  dilakukan di sungai dibawah permukaan air sekitar 5 m. kemudian di tempatkan dalam botol sampel/ botol winkler sampai penuh, kemudian di tutup.

Selama penentuan oksigen terlarut, baik untuk DO maupun BOD, diusahakan seminimal mungkin larutan sampai yang akan diperiksa tidak berkontak dengan udara bebas. Sampel dalam botol winkler kemudian ditentukan DO-nya dengan titrasi winkler.

·         Prosedur Pengukuran DO

Alat – alat :

1.      Botol Winkler yang volumenya telah diketahui  dengan ketelitian ± 0,1 ml lengkap dengan tutupnya

2.      Kotak inkubator

3.      Pipet ukur 10 ml

4.      Gelas arloji

5.      Pipet tetes

6.      Erlenmeyer 250

7.      Labu ukur 100 ml

Bahan :

1.      MnSO₄ . 2H₂O 20 g

2.      NaOH 26 g

3.      KI 7,5 g

4.      NaN₃ 0,5 g

5.      Indikator amilum

6.      Na₂S₂O₃ 3,1025 g

7.      K₂Cr₂O₇ 0,1205 g

8.      KI murni 2 g

9.      H₂SO₄ 4 N 40 ml

10.  Akuades

11.  Es batu

Pembuatan Reagen :

a.       Larutan Mangan Sulfat

Larutkan MnSO₄ . 2H₂O 20 g didalam 50 ml akuades pada labu takar

b.      Larutan alkali – iodide – azida

Larutkan secara terpisah 25 g NaOH, 7,5 g KI dan 0,5 g NaN₃. Campurkan dalam labu takar  dan diencerkan dengan akuades sampai 50 ml lalu didinginkan

c.       Larutan tiosulfat 0,025 N

Na₂S₂O₃ 3,1025 g dilarutkan dalam labu takar dengan akuades sampai 500 mL. Diawetkan dengan tambahan 0,25 g NaOH

-          Standarisasi larutan tiosulfat dengan titrasi K₂Cr₂O₇ 0,025 N untuk meningkatkan ketelitian

Dilarutkan 0,1205 gr dalam labu ukur 100 ml (K₂Cr₂O₇ sebelumnya harus dikeringkan pada suhu 105^oC selama 2 jam lalu didinginkan dalam desikator). Dipipet 20 ml larutan K₂Cr₂O₇ kedalam Erlenmeyer 250 ml diencerkan dengan aquades sampai 100 ml ditambah 2 gr KI murni (p.a) dan 10 ml  H₂SO₄ 4 N. dikocok dan disimpan dalam pada tempat gelap selama 5 menit. Dititrasi dengan larutan nantrium tiosulfat yang akan distandarkan bila warna kuning dalam larutan hamper hilang ditambah 2 ml indicator amilum. Diteruskan titrasi sampai warna biru yang baru muncul habis menjadi bening.

Cara kerja Penentuan DO:

1.      Dipipet  2 ml larutan mangan sulfat kedalam sampel  yang ada dalam botol winkler dimana penambahan dilakukan   di bawah permukaan cairan.

2.      Ditambah 2 ml larutan alkali-iodida-azida  kemudian botol ditutup kembali untuk mencegah udara terperangkap udara luar, kemudian dikocok dengan membalik-balikkan botol  beberapa kali.

3.      Dibiarkan  10 menit agar gumpalan mengendap.

Setelah pengendapan sempurna , maka bagian larutan yang jernih dikeluarkan dari botol dengan menggunakan pipet ; sebanyak  kurang lebih 100 ml dipindahkan dalam Erlenmeyer 500 ml.

4.      Ditambahkan 2 ml H₂SO₄  pekat  dikocok, dimasukkan kedalam Erlenmeyer 250 ml

5.      Dititrasi dengan larutan tiosulfat 0,025 N sampai timbul warna kuning pucat.

6.   Ditambah indicator kanji 1- 2 ml sehingga timbul warna biru. Titrasi dilanjutkan sampai warna biru hilang, dicatat volum titrasi dan volum contoh

Perhitungan

Penentuan nilai oksigen terlarut (DO)  dengan rumus:

DO(ppm) =  V Na₂s₂o₃ x N  Na₂s₂o₃ x 8 x 1000

                                      V sampel

2.2          Penentuan BOD

Pada penentuan BOD, digunakan Metode Titrasi Winkler (Iodometri) yang sama dengan metode pada penentuan DO. Perlakuan yang berbeda adalah pada perlakuan awal sebelum titrasi winkler, meliputi :

·           Prosedur pengambilan sampel

Botol Winkler yang digunakan untuk mengambil sampel harus bersih, dan telah dibilas dengan air suling terlebih dahulu, kemudian dilanjutkan  pengkondisian cairan yang akan digunakan untuk mengisi botol. Hal yang sama juga berlaku untuk alat-alat pengambilan sampel yang digunakan. Alat-alat ini harus bersih dan tidak mengandung sisa dari bekas sampel yang lama, khususnya tumbuhnya jamur dan lumut harus dicegah.  Pengambilan sampel  dilakukan di sungai dibawah permukaan air sekitar 5 m. kemudian di tempatkan dalam botol sampel/ botol winkler sampai penuh,  dikondisikan Ph pada 7,0 ± 0,1 dengan menggunakan asam atau basa  kemudian langsung di tutup.

Selama penentuan oksigen terlarut, baik untuk DO maupun BOD, diusahakan seminimal mungkin larutan sampai yang akan diperiksa tidak berkontak dengan udara bebas.

·           Prosedur pengenceran sampel

Oleh karena jumlah oksigen dalam botol terbatas, maksimum 9 mg O₂/L tersedia, maka oksigen terlarut pada akhir inkubasi antara 3 dan 6 mg O₂/L sehingga perlu diencerkan. Karena COD sampel belum diketahui, untuk menaksir pengenceran (Derajat Pengenceran/ P) yang cocok  disesuaikan dengan sumber atau asal sampel (Tabel 10.2 di lampiran) . Untuk air sungai yang tercemar zat organic, maka dipilih P = 0,25; 0,125 dan 0,0625.  Air buangan penduduk P = 0,015 dan 0,075. Dan air dari buangan industry P= 0,075; 0,004; 0,002; dan 0,001.

·           Prosedur pembawaan sampel BOD ke lab

Botol BOD ini disimpan dalam incubator (suhu 20^o C) selama kira-kira 1 jam saat di bawa ke lab.

·           Penyimpanan sampel selama 5 hari

Jika suhu awal sampel lebih dari 20^o C, maka setelah pendinginan 1 jam, volum larutan akan berkurang, sehingga ditambahkan kembali air pengencer sehingga di dalam botol tertutup tidak ada gelembung udara. Kemudian disimpan terus dalam incubator (suhu 20^o C) selama 5 hari.

·           Penentuan BOD dengan titrasi Winkler (sama seperti pada penentuan DO)

Perhitungan  untuk kadar  BOD:

BOD (ppm) = 5x (DO awal – DO akhir)

3.      Data Hasil Pengamatan

-          Penentuan DO Awal

Perkotaan

·         Permukaan (A)

DO(ppm) =  12 ml x 0,025 N x 8 x 1000  = 8,187 ppm

                                      293,11 ml

·         Kedalaman (C)

DO(ppm) =  11,2 ml  x 0,025 N x 8 x 1000  = 7,676 ppm

297 

-     Penentuan DO akhir

Perkotaan

·         Permukaan (A)

DO(ppm) =  9,1 ml x 0,025 N x 8 x 1000  = 6,289 ppm

                                      289,4 ml

·         Kedalaman (C)

DO(ppm) =  7,5 ml  x 0,025 N x 8 x 1000  = 5,117 ppm

                          293,16   ml

-          Penentuan BOD

Perkotaan

·         Permukaan (A)

BOD (ppm) = 5x ( 8,817 – 6,289 ) = 12,64 ppm

·         Kedalaman (C)

BOD (ppm) = 5x ( 7,676 – 5,117 ) = 12, 729 ppm

4.      Pembahasan

Berdasarkan data yang diperoleh, pada penentuan DO, untuk sampel air pada permukaan (A) memiliki nilai DO yang lebih tinggi daripada nilai DO sampel air kedalaman (C) karena pada permukaan air berinteraksi dengan oksigen dari udara secara langsung, sedangkan pada air kedalam tidak. Selain itu pada air kedalaman (C) juga dipengaruhi oleh  organisme seperti ikan , hewan air, dan tumbuhan air yang hidup di dalam air dan bergantung pada oksigen terlarut dalam air. Hal ini yang menyebabkan kadar DO di kedalaman makin kecil.

Pada penentuan BOD, air permukaan (A) akan memiliki kadar BOD lebih rendah dari pada BOD  air kedalaman (C). Rendahnya BOD di air kedalaman dikarenakan  ketergantungan organisme seperti  air ikan , hewan air dan tumbuhan air yaitu  pada oksigen dalam air akan semakin tinggi.

5. Kesimpulan

            Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa konsentrasi DO paling besar yaitu pada daerah permukaan karena kontak langsung dengan udara luar. Sedangkan untuk BOD konsentrasi paling tinggi pada daerah kedalaman tertentu karena semakin banyaknya mikroogranisme didaerah kedalaman sehingga kandungan oksigennya semakin sedikit.

kumpulan artikel cara perhitungan BOD dan COD disini