Inkubator untuk Aplikasi Uji BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Biochemical Oxygen Demand (BOD) atau kebutuhan oksigen biokimia adalah salah satu parameter wajib uji pada air limbah. Pengujiannya melibatkan mikroorganisme aerob yang perlu diinkubasi selama setidaknya 5 hari. Dengan begitu, Alat inkubator termasuk ke dalam daftar kebutuhan alat yang krusial untuk dipenuhi. Berdasarkan syaratnya, inkubator yang digunakan harus mumpuni untuk mencapai suhu uji BOD, yakni 20oC dengan tingkat akurasi 1oC. Namun adakah hal lain yang perlu diperhatikan dalam memilih inkubator uji BOD selain suhu dan tingkat akurasinya? Simak pembahasannya dalam artikel ini.
Berdasarkan Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater Treatment 24th Edition, terdapat 2 metode yang direkomendasikan untuk menerapkan uji Biochemical oxygen demand (BOD). Kedua metode tersebut antara lain : Metode Dilusi Probe dan Metode Respirometrik. Masing - masing penjelasan terkait kedua metode tersebut disajikan sebagai berikut :
1. Metode Dilusi Probe
Pengukuran nilai BOD menggunakan metode dilusi probe didasarkan pada pengukuran nilai oksigen terlarut dalam sampel air limbah pada saat sebelum dan setelah proses inkubasi dilakukan. Hanya saja, pengukuran kadar oksigen terlarut dalam sampel maupun larutan blanko bukan dilakukan dengan cara titrasi, melainkan dengan menggunakan alat DO meter yang memenuhi standar APHA 4500-O Bagian G. Terdapat kriteria khusus untuk metode ini, yakni nilai oksigen terlarut air limbah pada hari ke 5 inkubasi tidak boleh dibawah 1 mg/L DO. Syarat ini harus dipenuhi demi keakuratan uji BOD yang dilakukan. Nilai BOD kemudian dapat dihitung dengan menggunakan Rumus yang direkomendasikan pada metode standar.
2. Metode Respirometrik
Metode respirometrik didasarkan pada pada proses respirasi yang dilakukan oleh bakteri selama masa inkubasi. Bakteri yang mengoksidasi material organik dalam sampel air limbah akan mengkonsumsi oksigen terlarut sehingga menghasilkan gas karbon dioksida (CO2) yang akan ditangkap oleh alkali hidroksida. Berbeda halnya dengan kedua metode yang telah dijelaskan sebelumnya, metode respirometrik dilakukan dengan sistem yang lebih otomatis dimana nilai yang terukur merupakan kadar oksigen yang telah dikonsumsi bakteri selama proses inkubasi berlangsung, sehingga hasil yang tampil sudah dalam satuan mg/L BOD. Selain itu, metode respirometrik juga lebih detail dengan diperlukannya pemantauan 1 x 24 jam pada setiap sampel BOD maupun larutan blanko yang digunakan.
Gambar 1. Kurva Uji BOD menggunakan Metode Respirometrik
Hasil dari pemantauan selama proses inkubasi dengan interval 1 x 24 jam kemudian diterapkan pada kurva. Ilustrasi kurva uji BOD ditunjukkan pada Gambar 1. Uji BOD dikatakan berhasil ketika kurva yang terbentuk adalah kurva A.
Sensor/ Alat Pengukur Nilai BOD
Memilih alat tergantung pada metode yang dipilih. Jika menggunakan metode dilusi probe analis perlu menggunakan Alat DO Meter. Alat DO Meter disediakan dalam berbagai tipe, yakni Alat DO Meter - tipe Polarographic, Alat DO meter - tipe Luminescence dan Alat DO meter - tipe Luminescence yang dilengkapi fitur stirrer. Khusus untuk Alat DO Meter - tipe Polarographic, user perlu melakukan preparasi pada elektroda DO polarographic yang digunakan dengan cara menambahkan larutan elektrolit dalam membran elektroda dan mendiamkannya dalam kurun waktu tertentu agar terjadi polarisasi sehingga elektroda DO polarographic dapat dikalibrasi dan dioperasikan pada sampel secara optimal. Lain halnya dengan DO polarographic, elektrode DO Luminescence atau yang dikenal juga dengan optical DO probe tidak membutuhkan preparasi dan waktu polarisasi. Probe DO Luminescence langsung dapat dioperasikan untuk kalibrasi yang dilanjutkan untuk sampel. Sebagai catatan khusus dibutuhkan magnetic stirrer untuk menunjang proses pengukuran nilai DO pada sampel BOD jika menggunakan Alat DO Meter - tipe Polarographic dan Alat DO meter - tipe Luminescence. Alternatifnya, analis juga dapat mempertimbangkan probe DO Luminescence dengan fitur stirrer untuk meminimalisir jumlah instrumen yang digunakan.
Gambar 2. Tampilan Alat DO Meter
Jika menggunakan metode respirometrik, user hanya perlu menggunakan Alat BOD meter. Sebagai bahan pertimbangan, Alat BOD meter yang memiliki display digital bahkan dapat menampilkan kurva observasi nilai BOD secara real time pada Alat pun sangat direkomendasikan. Apalagi jika Alat BOD meter dilengkapi dengan konektivitas tertentu misalnya RS232 untuk mengirim data hasil pengukuran pada PC. Biasanya Alat BOD meter telah dilengkapi sistem stirrer sehingga user tidak memerlukan magnetic stirrer tambahan selama pengujian berlangsung.
Gambar 3. Tampilan Alat BOD Meter
Inkubator untuk Uji Biochemical Oxygen Demand (BOD)
Dipersyaratkan dalam APHA 5210, bahwa inkubator yang digunakan untuk uji BOD harus mumpuni untuk mencapai suhu 20oC dengan toleransi 1oC. Disamping itu, beberapa analis juga memastikan bahwa inkubator untuk uji BOD juga dapat difungsikan untuk menyimpan sampel uji (jika diperlukan) sebelum pengujian BOD, yakni dengan menargetkan alat dapat beroperasi pada suhu 20oC ± 1oC dan suhu ≤ 4oC Namun pemilihan inkubator untuk uji BOD perlu disesuaikan dengan metode uji BOD yang dipilih :
1.Inkubator uji BOD untuk Metode Dilusi Probe
Karena pada metode dilusi probe pengujian BOD dilakukan dengan mengukur DO sebelum pada setelah proses inkubasi menggunakan Alat DO Meter, maka tipe inkubator yang dapat digunakan adalah inkubator yang mampu mendistribusikan suhu secara merata dan keseragaman temperaturnya dapat terjaga dengan baik selama 5 hari inkubasi dilakukan. Tentunya sangat direkomendasikan untuk menggunakan Alat inkubator yang telah terkalibrasi, setidaknya secara pabrikan dengan adanya sertifikat kalibrasi pabrikan yang menyertai Alat.
Gambar 4. Tampilan Inkubator BOD untuk Metode Dilusi Probe
2.Inkubator uji BOD untuk Metode Respirometrik
Berbeda dengan metode dilusi probe, inkubator untuk pengujian BOD secara metode respirometrik tidak hanya memerlukan keseragaman suhu dan distribusi suhu yang merata. Pengukuran nilai BOD dengan metode respirometrik membutuhkan stirring selama proses inkubasi berlangsung, sehingga 1 set Alat BOD meter harus diletakkan di dalam inkubator. Oleh karena itu, dibutuhkan fitur soket di dalam chamber inkubator BOD yang dapat digunakan untuk menyalurkan hantaran listrik ke Alat BOD meter.
Gambar 5. Tampilan Inkubator BOD untuk Metode Respirometrik
Referensi :
American Public Health Association. 2023. Standard Method For The Examination of Water and Wastewater Treatments 24th Edition. USA : APHA
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2009). SNI 6989.72 : 2009. Air dan Air Limbah - Bagian 72 : Cara Uji Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand/BOD). Jakarta : Badan Standardisasi Nasional
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2004). SNI 06-6989.14:2004. Air dan Air Limbah - Bagian 14 : Cara Uji Oksigen Terlarut secara Iodometri (Modifikasi Azida). Jakarta : Badan Standardisasi Nasional
Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan. 2014. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah