COD vs BOD pada Air Limbah, Apa Bedanya?

Dalam dunia industri, air sering digunakan untuk keperluan produksi. Penggunaan air tersebut tentu akan keluar sebagai air limbah yang kuantitasnya akan sebanding dengan penggunaannya. Tak hanya industri, air limbah juga banyak dihasilkan oleh penggunaan rumah tangga (air limbah domestik). Parameter tingkat polusi yang disebabkan oleh air limbah dapat Anda ketahui melalui COD (Chemical Oxygen Demand) dan BOD (Biochemical Oxygen Demand). Simak penjelasan mengenai COD vs BOD berikut!

Baca juga: Pengertian, Fungsi, dan Cara Membaca Buret yang Benar

Mengapa Analisis Air Limbah Penting?

Sebelum beranjak ke dua parameter tersebut, Anda perlu mengetahui pentingnya analisis air limbah, terutama untuk oxygen demand atau kebutuhan oksigennya. Pengujian kebutuhan oksigen penting untuk mengestimasi tingkat polusi air. Tingkat kebutuhan oksigen yang tinggi mengindikasikan bahaya pada kehidupan perairan. Tidak hanya itu, sumber air yang tercemar polusi akan dapat membahayakan kesehatan tubuh Anda.

Baca juga: Presisi dan Akurasi dalam Sains, Apa Bedanya?

COD vs BOD, Apa Bedanya?

Pengujian COD dan BOD merupakan metode utama dalam penentuan konsentrasi materi organik pada sampel air limbah secara tidak langsung. Kedua metode tersebut sedikit berbeda, hanya saja sama-sama berperan dalam menentukan kuantitas materi organik yang tidak dapat terurai secara biologis (nonbiodegradable). Berikut uraiannya satu per satu untuk Anda mengenai COD vs BOD.

COD (Chemical Oxygen Demand)

Chemical Oxygen Demand atau kebutuhan oksigen kimiawi merupakan kebutuhan jumlah oksigen untuk mengoksidasi atau mendekomposisi zat-zat organik terlarut yang ada dalam satu liter sampel air. Pengujian COD memanfaatkan bahan kimia yaitu kalium dikromat (K₂Cr₂O₇) dalam 50% asam sulfat (H₂SO₄) yang berperan sebagai zat pengoksidasi atau oksidan. Tidak hanya itu, penggunaan oksidan kuat seperti kalium permanganat (KMnO₄) juga dapat menjadi alternatif.

Senyawa oksidan tersebut mampu mengoksidasi tidak hanya zat organik saja, tetapi juga zat anorganik. Karena menggunakan senyawa kimia, pengujian COD lebih tahan terhadap senyawa toksik yang dapat terkandung dalam sampel air limbah. Pengujian COD lebih cepat daripada BOD, yaitu hanya memakan waktu selama tiga jam.

Baca juga: Pemikiran Berbasis Risiko di Laboratorium Berdasarkan ISO 17025

Prosedur Pengujian COD

Berikut prosedur pengujian COD dalam laboratorium pengujian air limbah.

1. Melakukan preparasi sederet larutan standar COD dengan kalium hidrogen ftalat atau KHP dengan konsentrasi 100, 250, 500, dan 1000mg/L. Larutan tersebut juga tersedia secara komersial.
2. Menyalakan instrumen kolorimeter dan reaktor COD untuk menstabilkannya.
3. Menggunakan larutan dalam vial dengan rentang sempit (3 – 150ppm) dan rentang lebar (20 – 1500ppm) atau sesuai dengan hasil yang diharapkan. Anda dapat menyiapkan kedua rentang tersebut apabila nilai yang Anda harapkan belum diketahui.
4. Satu vial sebagai blanko (berisi air deionisasi) dan tiga atau empat vial lainnya sebagai standar. Dua vial kemudian Anda isi dengan sampel air limbah (untuk dua kali pengukuran atau duplo). Apabila sampel berjumlah banyak, maka pengujian wajib bersifat duplo minimal 10% jumlah sampel.
5. Menambahkan 2mL dari setiap larutan standar ke vial yang berisi sampel. Anda juga dapat melakukan pengenceran sampel apabila air limbah termasuk dalam kategori high-strength. Nantinya, pengujian akan menggunakan 2mL larutan sampel encer tersebut.
6. Meletakkan vial ke dalam reaktor selama dua jam setelah larutan tersebut homogen dan selanjutnya mendinginkannya dalam rak pendingin selama 15 menit.
7. Menjalankan pengukuran sampel dengan kolorimeter yang telah terkalibrasi. Selanjutnya Anda dapat mengkalkulasikan data yang terbaca sebagai konsentrasi COD.
8. Memperhitungkan faktor pengenceran apabila Anda melakukan pengenceran sampel.

Reaksi yang terjadi

2KC₈H₃O₄ (KHP) + 10K₂Cr₂O₇ + 41H₂SO₄ → 16CO₂ + 46H₂O + 10Cr₂(SO₄)₃ + 11K₂SO₄

Konsumsi jumlah oksigen dapat Anda ekspresikan dalam satuan mg/L atau ppm.

Baca juga: Kenali Definisi Validasi yang Penting untuk Suatu Metode Analisis

BOD (Biochemical Oxygen Demand)

Biochemical Oxygen Demand atau kebutuhan oksigen biokimia adalah kebutuhan jumlah oksigen oleh mikroorganisme untuk mendekomposisikan materi organik dalam kondisi aerob pada sampel air limbah. BOD dan BOD5 merupakan istilah yang sama. Angka ‘5’ mengindikasikan pengukuran jumlah oksigen awal dan akhir yang berjalan selama lima hari di tempat gelap dengan kondisi terinkubasi.

Perubahan konsentrasi oksigen selama lima hari tersebut merepresentasikan kebutuhan oksigen bagi mikroorganisme untuk melakukan respirasi dalam sampel air. Seperti halnya COD, pengujian BOD bertujuan untuk mengukur kandungan organik air dengan metode tidak langsung. Skema reaksi sederhananya adalah sebagai berikut.

Bakteri + materi organik (makanan) + O₂ → CO₂

Prosedur pengujian BOD

1. Sebelum melakukan pengujian BOD, Anda harus memastikan bahwa sampel air limbah bebas dari klorin. Jika ada, Anda harus melakukan deklorinasi terlebih dulu, misalkan dengan natrium sulfit. pH air harus berada pada rentang 6,5 – 7,5. Apabila lebih dari itu, Anda dapat menambahkan asam.
2. Harus cukup mengandung populasi mikrobiologis. Jika tidak, Anda dapat melakukan seeding yaitu dengan menambahkan larutan buffer nutrien ke dalam larutan bakteri.
3. Mengisi penuh botol BOD ukuran 300mL tanpa ada celah udara, baik untuk blanko maupun sampel. Larutan sampel dapat berupa hasil pengenceran.
4. Menggunakan DO (dissolved oxygen) meter untuk mengukur konsentrasi oksigen awal. Botol diletakkan di dalam inkubator gelap pada suhu 20°C selama lima hari. Konsentrasi awal minimal yaitu 8mg/L.
5. Mengukur konsentrasi oksigen kembali setelah lima hari. Konsentrasi akhir minimal yaitu 4 mg/L.
6. Nilai BOD merupakan hasil pengurangan konsentrasi akhir dengan konsentrasi awal. Jika sampel air limbah merupakan hasil pengenceran, maka nilai BOD harus Anda kalikan dengan faktor pengenceran.

Baca juga: Titrasi Asam Basa: Prinsip dan Aplikasi

COD vs BOD, Bagaimana Nilainya?

Nilai COD dan BOD dapat Anda nyatakan sebagai metode penentuan jumlah materi organik yang tidak dapat terdekomposisi. COD yang bernilai 1,3 – 1,5 kali lebih besar dari BOD mengindikasikan materi organik yang terdapat pada sampel air limbah bersifat dapat terdekomposisi secara biologis (biodegradable). Namun jika nilainya dua kalinya atau lebih, maka tergolong nonbiodegradable. Dalam menuliskan hasil pengukuran, Anda dapat menyatakannya sebagai rasio COD:BOD.

Penting!

Nilai COD akan selalu lebih besar dari BOD untuk sampel air limbah yang sama. Mengapa demikian? Penggunaan K₂Cr₂O₇ sebagai oksidan dalam pengujian COD tidak hanya mengoksidasi zat organik saja, melainkan zat anorganik juga. Dengan kata lain, zat anorganik juga akan mengonsumsi oksigen, tidak seperti pada pengujian BOD. Hal ini yang menyebabkan porsi COD lebih besar daripada BOD.

Jika Anda pertimbangkan, keterkaitan kedua analit ini bisa menjadi salah satu bahan penilaian dalam pemastian keabsahan hasil. Yaitu sesuai dengan ISO/IEC 17025:2017 klausul 7.7.1 poin h. Ketika Anda melakukan review, dan nilai COD lebih kecil daripada BOD, maka bisa jadi Anda perlu melakukan pengujian ulang, atau tindakan koreksi lainnya.

Baca juga: Sebelas Komponen Jaminan Mutu Laboratorium Sesuai ISO 17025:2017

COD vs BOD, Bisakah Anda Menggunakan Hasil COD untuk Memprediksi BOD?

Jawabannya adalah ya. Meskipun pada dasarnya, pengukuran COD dan BOD merupakan sesuatu yang terpisahkan, secara umum COD dan BOD memiliki hubungan yang empiris. Hasil pengujian menunjukkan bahwa rasio COD dan BOD dari sampel air limbah tertentu bersifat konstan dari waktu ke waktu. Sebagai contoh, air limbah pengolahan makanan umumnya memiliki rasio COD:BOD yaitu ~2:1, sedangkan air limbah tekstil ~5:1.

Penulis: Irne Dyah Ayu; Editor: Prima Nursyami