Teknik Analisis Pencemar Lingkungan (TAPL) RE 091305

Week 9 DO, BOD, PV,

COD

Defnisi



Jumlah miligram Oksigen (mg O

2

) yang terlarut dalam

air atau air limbah



Tergantung pada temperatur dan konsentrasi Cl

-dalam air



Pada 0

o

C=14.6 mg/l dan pada 35

o

C=7mg/l pada 1 atm



Kelarutan O

2

yang rendah menjadikan batasan

purifkasi air dan pentingnya penyisihan polutan

Pentingnya DO (1)



Proses aerobik dan anaerobik



Kontrol stream polution



Dasar test BOD



Kehadiran O

2

merupakan faktor pada korosi pipa

Pentingnya DO (2)



Air sungai minimum 2 mg/L



Ikan dan hewan lain perlu minimum 4 mg/L



Menjadi batas kondisi aerobik dan anaerobik:

Pengambilan Sampel



Sampel jangan sampai kontak dengan udara dan

teraduk/terpercik



Simpan sampel dalam botol BOD yang telah

diberi air di atasnya pada kotak es



Hindari dari sinar matahari

Analisa DO



Sama dengan analisa DO pada BOD

Angka DO



Terbesar pada air bersuhu 0

o

C ≈ 14.6 mg/L



Pada temperatur 50

o

C ≈ 5.477 mg/L



Dipengaruhi oleh suhu, tekanan dan salinitas



Hubungan DO dengan temperatur dan salinitas

Defnisi

Jumlah Oksigen (mg O

2

) yang dibutuhkan

oleh bakteri untuk menguraikan hampir

Sumber Bahan Organik



Sumber alami atau aktivitas manusia



Minyak, lemak, protein, alkohol, asam, aldehida,

ester, dsb



Mikroba mendegradasi bahan organik dengan

Kegunaan nilai BOD



Menentukan beban pencemaran



Mendesain sistem pengolahan biologis



Jika oksigen habis maka menjadi anaerobik (bau

Reaksi Oksidasi



Oleh bakteri aerobik, zat organik dan oksigen dirubah

menjadi karbon dioksida, air dan amoniak



Diinkubasi pada 20

o

C selama 5 hari (75% teroksidasi)



Zat organik yang ada diukur melalui jumlah O

2

diperlukan bakteri untuk mengoksidasi zat organik



O

2

pada t = 0 pada konsentrasi jenuh, sehingga pada t

= 5, O

2

≥ 2 mg/L



BOD > 6 mg/L harus diencerkan

3 2 2 2

2

3

2

)

4

3

2

4

(

n

a

b

c

O

n

CO

a

c

H

O

c

NH

N

O

H

C

_{n a b c bakteri}





Gangguan

a.

Proses nitrifkasi

Bakteri penyebab nitrifkasi diberi inhibitor

b.

Zat beracun, Cr (VI) dan logam berat

Bakteri harus diadaptasi dulu

c.

O

2

yang masuk dan keluar

Diberi water seal, udara dalam botol dikeluarkan

inkubasi dalam tempat gelap

d.

Kekurangan nutrien (+)

e.

Kekurangan benih/populasi bakteri (+)

Pengambilan & Pengawetan

sampel



Dimulai paling lama 2 jam



Jika > 2 jam simpan dalam suhu 4

o

C

Pengenceran contoh



Pada akhir inkubasi t = 5, diperkirakan masih

mengandung 3 mg/L O

2

; jika tidak harus

diencerkan dengan air pengencer yang

mengandung O

2

jenuh.



Pengenceran berdasar harga taksiran BOD



Harga taksiran BOD dengan pemeriksaan

Menaksir harga BOD

Jika COD diketahui, maka pengenceran

berdasar harga BOD:

1.

Sampel sedikit biodegradable:

BOD ≈ 0.16 x COD

2.

Sampel cukup biodegradable:

BOD ≈ 0.32 x COD

Pengenceran

Jenis air baku

Perkiraan BOD

Diencerkan

mL sampel

sampai 2 L

Pengenceran

Air ledeng

0 - 8

1000

2x

Air sumur

15

500

4x

air sungai

30

250

8x

air sungai tercemar

60

125

16x

Air drainase tercemar

125

60

33,33x

DomestiC WW

250

30

66,66x

DomestiC WW

500

15

133,33

Industrial WW

1000

8

250x

Air pengencer



Hitung air pengencer yang diperlukan



Tambah per liter air pengencer larutan bufer fosfat, MgSO

₄

,

CaCl

₂

, larutan FeCl

₃

, 10 mg bubuk inhibitor nitrifkasi (dan

Na

₂

SO

₃

jika air mengandung senyawa klor aktif)



Tambah dengan benih bakteri jika diperlukan



Aerasikan sedikitnya 1 jam untuk 10L air



Suhu air sebaiknya 20±3

o

C



Air pengencer harus mempunyai DO jenuh, tapi tidak lebih dari

9 mg/L O

₂

Benih Bakteri



Dapat diambil dari supernatan domestic WW

yang tidak dikhlorinasi, atau dari efuen

biological WWTP yang telah diendapkan

Prosedur

1.

Isi sampel dan air pengencer sesuai dengan

pengenceran yang dipilih ke dalam botol BOD

(botol Winkler) sampai penuh, tutup, dan beri water

seal

2.

Simpan dalam inkubator selama 5 hari pada 20

o

C

3.

Jangan lupa siapkan blanko yang berisi air

pengencer dan benih saja!

4.

Buat duplikat analisa (duplo atau triplo)!

Berisi air suling.

Langsung dianalisa: adalah X₀ Berisi Sampel.

Langsung dianalisa: adalah B0

Berisi air suling.

Diinkubasi selama 5 hari pada 20o_C:

adalah X5

Berisi Sampel.

Diinkubasi selama 5 hari pada 20o_C:

adalah B₅











X

X

B

B



X

pengencera

n

BOD



₀



5



₀



5

Prinsip analisa DO

O

2

pd sampel akan mengoksidasi MnSO

4

menjadi

endapan MnO

2

. Dengan penambahan H

2

SO

4

(pH

rendah), Iodin terlepas dan diritrasi dengan

larutan standar tiosulfat

Analisa DO

1.

Dalam sampel di botol winkler, +

2 mL

mangan

sulfat dan

2 mL

alkali-iodida-azida di bawah

permukaan cairan.

2.

Tutup botol dan kocok dengan hati-hati. Biarkan

gumpalan mengendap sempurna selama 10 menit

3.

+ 2 mL H

2

SO

4

pekat melalui dinding bagian dalam.

Tutup botol, dan goyang sampai endapan melarut

sempurna

4.

Ambil ±100 mL dalam erlenmeyer, + 2-3 tetes

indikator amilum/kanji, sampai timbul warna biru

Nilai Permanganat



Jumlah miligram kalium permanganat yang

Prinsip

Zat organik di dalam air dioksidasi dengan KMnO

4

direduksi oleh

asam oksalat berlebih. Kelebihan asam oksalat dititrasi kembali

dengan KMnO

4

.

a) Reaksi oksidasi KMnO4 dalam kondisi asam sebagai berikut :

2 KMnO

4

+ 3 H

2

SO

4

2 MnSO

4

+ K

2

SO

4

+ 5 On

b) Oksidasi KMnO

4

dalam kondisi basa sebagai berikut :

2 KMnO

4

+ H

2

O 2 MnO

2

+ KOH + 3 On + 3 H

2

O

Prosedur

a) Pipet 100 mL contoh uji masukkan ke dalam erlenmeyer 300 mL

dan tambahkan 3 butir batu didih.

b) Tambahkan KMnO

4

0,01 N beberapa tetes ke dalam contoh uji

hingga terjadi warna

merah muda.

c) Tambahkan 2.5 ml asam sulfat 4 N bebas zat organik.

d) Panaskan di atas pemanas listrik pada suhu 105

o

C ± 2OC, bila

terdapat bau H

2

S,

pendidihan diteruskan beberapa menit.

e) Pipet 10 mL larutan baku KMnO

4

0,01 N.

f) Panaskan hingga mendidih selama 10 menit.

g) Pipet 1 mL larutan baku asam oksalat 0,1 N.

h) Titrasi dengan kalium permanganat 0,01 N hingga warna merah

muda.

i) Catat volume pemakaian KMnO

4

.

Nilai permanganat

KMnO

4

(mg/L) = [(10 + a)b - (1 x c)] x 31,6 x P x

(1000/d)

dengan pengertian:

a = volume KMnO

4

0,01 N yang dibutuhkan

pada titrasi;

b = normalitas KMnO

4

yang sebenarnya;

Kegunaan



Sebagai nilai perkiraan COD (nilai kasar)



Cepat diperoleh dibanding COD

Defnisi

Jumlah Oksigen (mg O

2

) yang dibutuhkan

untuk mengoksidasi zat organik yang ada

dalam 1 L air, dengan pengoksidasi

Perbandingan rata-rata

BOD/COD



Domestic W W = 0.6 – 0.8



Organic Industrial W W = 0.5



Inorganic Industrial W W < 0.4



Semakin tidak dapat diolah secara biologis maka

Zat yang dapat dioksidasi melalui

tes BOD dan COD

COD



Zat organik yang

biodegradable



Selulosa



N organik yang

biodegradableble



N organik yang

non-biodegradableble



Hidrokarbon aromatik

dan rantai

BOD

•

Zat organik yang

biodegradable

•

N organik yang

biodegradableble

•

NH

Prinsip



Zat organik dioksidasi dengan campuran mendidih

asam sulfat dan kalium dikromat yang diketahui

normalitasnya dalam suatu refuk selama 2 jam.



Perak sulfat sbg katalisator, Merkuri sulfat untuk

menghilangkan gangguan Cl

-

Kelebihan kalium dikromat yang tidak tereduksi,

dititrasi dengan larutan ferro ammonium sulfat (FAS).



Diperlukan indikator feroin : hijau biru menjadi coklat

  



















_{2 7} 2 _{2 2} 3

7 2 2

4

2

CO

H

O

Cr

H

O

Cr

O

H

C

O Cr KAg SO c b a

O

H

Cr

Fe

H

O

Cr

Fe

2 3 3 ₂

7 2

2

14

6

2

7

Standarisasi FAS



Harus dilakukan krn FAS tidak stabil, dapat dioksidasi

oleh O

2

di udara



Encerkan

10 mL

K

2

Cr

2

O

7

0,25 N

dengan air suling

sampai 100 mL. Tambah 30 mL H

2

SO

4

pekat, dinginkan,

tambah indikator feroin 2-3 tetes, titrasi dengan FAS

digunakan

yang

FAS

ml

O

Cr

K

Normalitas

x

O

Cr

K

ml

FAS

Normalitas

2

2

7

2

2

7

Perhitungan

sampel

ml

x

N

x

b

a

L

O

mg

COD

(

2

/

)



(



)

8000

Gangguan tes COD



Cl

-

> 2000 mg/L dapat mengganggu katalisator Ag

2

SO

4



Gangguan dihilangkan dengan HgSO

4

   





 







_{2 7}2

14

3

₂

7

₂

2

3

6

Cl

Cr

O

H

Cl

H

O

Cr

2

2

2

Cl

HgCl

Perbandingan tes COD BOD

COD



2 jam, 150 C



COD 50 – 800 mg/L

tidak perlu

pengenceran



Ketelitian 2 – 3 kali

lebih tinggi



Tidak terganggu zat

yang racun thd

mikroba



Tidak dapat

membedakan zat non

dan biodegradable

BOD

•

5 hari

•

Selalu perlu pengenceran

•

Kurang teliti

•

Mudah terganggu zat

yang racun thd mikroba

•

Yang teroksidasi hanya

Metoda untuk Mereduksi Limbah

COD



Diencerkan dengan air ledeng



Bahaya! Asam, Cr, Hg, Ag dapat terbuang ke

sungai



Simpan atau olah dengan pengolahan khusus

Jaminan mutu

a) Gunakan bahan kimia berkualitas pro analisis (p.a).

b) Gunakan alat gelas bebas kontaminasi.

c) Gunakan alat ukur yang terkalibrasi.

Korelasi BOD:COD TOC

Type wastewater

BOD/COD

BOD/TOC

Untreated

0.3-0.8

1.2-2.0

After primary settling

0.4-0.6

0.8-1.2