Evaluasi Konsentrasi Senyawa Uji Pada Prosedur Operasional Standar Biodegradasi Bahan Kimia Dengan Metode Botol Tertutup

EVALUASI KONSENTRASI SENYAWA UJI PADA PROSEDUR
OPERASIONAL STANDAR BIODEGRADASI BAHAN KIMIA
DENGAN METODE BOTOL TERTUTUP

EPI ERPINA

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

ABSTRAK
EPI ERPINA. Evaluasi Konsentrasi Senyawa Uji pada Prosedur Operasional Standar
Biodegradasi Bahan Kimia dengan Metode Botol Tertutup. Dibimbing oleh MUHAMAD
FARID dan ZAINAL ALIM MAS’UD.
Pengujian biodegradasi bahan kimia oleh Organization for Economic Cooperation
and Development (OECD) dibagi menjadi pengujian ready dan inherent biodegradation.
Metode botol tertutup adalah salah satu metode dalam pengujian ready biodegradation.
Konsentrasi senyawa uji dan jumlah sel mikroorganisme menjadi faktor penentu dalam
metode ini. Untuk mendapatkan kurva biodegradasi yang sesuai dengan kriteria OECD,

konsentrasi senyawa uji yang disarankan pada prosedur operasional standar botol tertutup
adalah 2−10 mg/L. Penelitian dilakukan untuk mengevaluasi konsentrasi senyawa uji
tersebut dengan menjadikan jumlah sel mikroorganisme sebagai peubah tetap.
Nilai persen biodegradasi dihasilkan dari nisbah antara nilai kebutuhan oksigen
biologi (BOD) dengan nilai kebutuhan oksigen kimia (COD). Nilai BOD diperoleh dari
pengujian oksigen terlarut dengan metode Winkler, sedangkan nilai COD diperoleh dari
metode refluks tertutup. Berdasarkan hasil pengamatan, persen biodegradasi senyawa uji
dengan konsentrasi 1 dan 2 mg/L menunjukkan kenaikan yang lebih baik dibandingkan
konsentrasi yang lebih tinggi. Kurva persen biodegradasi pada konsentrasi 3−10 mg/L
mengalami penurunan pada hari ke-10. Konsentrasi yang lebih tinggi dapat menjadi
inhibitor, apabila konsentrasi tersebut atau hasil degradasinya meracuni mikroorganisme
dalam inokulum. Penurunan persen biodegradasi juga dapat terjadi karena nitrifikasi.

ABSTRACT
EPI ERPINA. Evaluation of The Test Substance Concentration in Standard Operational
Procedur of Chemical Biodegradation Using Closed Bottle Method. Supervised by
MUHAMAD FARID and ZAINAL ALIM MAS’UD.
Chemical biodegradation test by The Organization for Economic Cooperation and
Development (OECD) is divided into ready biodegradation and inherent biodegradation
tests. One of the ready biodegradation methods is closed bottle method. The significant

factors in this method are the test substance concentration and the number of
microorganism cells. In this method, to get the biodegradation curve according to OECD
criteria, the concentrations of test substance suggested are between 2 mg/L and 10 mg/L.
This research was carried out to evaluate the test substance concentration with number of
microorganism cells was set as a constant variable.
Biodegradation percent is the ratio of biochemical oxygen demand (BOD) to
chemical oxygen demand (COD). The BOD value was resulted by analyzing the
dissolved oxygen using Winkler method, and the COD value was resulted from closed
reflux method. Biodegradation percent of test substance with 1 mg/L and 2 mg/L
concentrations showed a better increment of biodegradation percent than the higher
concentrations did. The curve of the biodegradation percent of 3−10 mg/L concentrations
decuated at the tenth day. A higher concentrations can be inhibitor if these concentrations
or the biodegradation products poison microorganism in inoculum. Nitrification is
another cause of descending the biodegradation.

EVALUASI KONSENTRASI SENYAWA UJI PADA PROSEDUR
OPERASIONAL STANDAR BIODEGRADASI BAHAN KIMIA
DENGAN METODE BOTOL TERTUTUP

EPI ERPINA

Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

: Evaluasi Konsentrasi Senyawa Uji pada Prosedur Operasional Standar
Biodegradasi Bahan Kimia dengan Metode Botol Tertutup
Nama : Epi Erpina
NIM : G44201013
Judul

Disetujui,

Pembimbing I,

Drs. Muhamad Farid
NIP 132002064

Pembimbing II,

Dr. Ir. Zainal Alim Mas’ud, DEA
NIP 131578815

Diketahui
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor,

Dr. Drh. Hasim, DEA
NIP 131578806

Tanggal lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini yang berjudul Evaluasi Konsentrasi Senyawa Uji pada
Prosedur Operasional Standar Biodegradasi Bahan Kimia dengan Metode Botol
Tertutup berhasil diselesaikan. Penelitian dilaksanakan sejak bulan Maret 2006 di
Laboratorium Terpadu, Departemen Kimia IPB.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Drs. Muhammad Farid dan Bapak Dr.
Ir. Zainal Alim Mas’ud, DEA selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran. Di
samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada staff di Laboratorium Terpadu yang
telah banyak membantu. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Mulyadi Rio
(suami), bapak, ibu, serta seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya. Terima
kasih penulis ucapkan kepada teman yang senantiasa memberi dukungan, Tati (rekan
kerja), Tina, Santi, Wati, Halimatus, Emil, Eka, Dina, Anis, Novi, Laili, dan pengurus AlGhifari.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Desember 2007

Epi Erpina

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 5 Oktober 1982 dari ayah Syamsudin

dan ibu Nawangsih. Penulis merupakan putri ketiga dari empat bersaudara.
Tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Sukabumi dan pada tahun yang sama
lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih
Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam.
Penulis melakukan kegiatan praktik lapang pada tahun 2004 di PDAM Tirta
Pakuan Kota Bogor. Judul yang dipilih adalah Analisis Kualitas Air ZAMP. Selama
mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten di mata kuliah Pendidikan Agama Islam
pada tahun ajaran 2002/2003 dan 2003/2004, asisten praktikum Kimia Organik 1 tahun
ajaran 2004/2005, asisten praktikum Kimia Pangan tahun ajaran 2005/2006. Pada tahun
2004 penulis menjadi pengajar di bimbingan belajar Ampuh ILNA, tahun 2005 sampai
sekarang pengajar di SMK Pandutama, tahun 2006-sekarang pengajar di bimbingan
belajar Primagama dan di Bimbingan Belajar Brilian Insani. Bulan Maret 2007, penulis
menikah dengan Mulyadi Rio, A.Md dari Departemen Ilmu Komputer IPB.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................. vii
PENDAHULUAN ........................................................................................................ 1

TINJAUAN PUSTAKA
Ekolabel ........................................................................................................... 1
Biodegradasi .................................................................................................... 2
Metode Botol Tertutup .................................................................................... 3
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ................................................................................................ 5
Pengujian Biodegradasi dengan Metode Botol Tertutup................................. 5
Pengujian DO dengan Metode Winkler .......................................................... 5
Standardisasi Na2S2O3.5H2O 0.0250 N ........................................................... 5
Pengujian COD................................................................................................ 6
Standardisasi FAS 0.1N .................................................................................. 6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kurva Biodegradasi......................................................................................... 6
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan.......................................................................................................... 8
Saran ................................................................................................................ 8
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 8
LAMPIRAN.................................................................................................................. 10

vii

DAFTAR GAMBAR
1

Halaman
Hubungan antara persen biodegradasi dan waktu degradasi
dengan kontrol anilina............................................................................................. 2

2

Hubungan antara pengambilan oksigen atau nilai COD, ThOD dan
Waktu ...................................................................................................................... 5

3

Perbandingan antara persen biodegradasi berbagai konsentrasi bahan uji
dan waktu dengan inokulum lumpur Palabuhan Ratu............................................. 6

4

Perbandingan antara persen biodegradasi bahan uji 1 mg/L dan waktu
dengan inokulum lumpur Palabuhan Ratu dan Sunda Kelapa ............................... 7

5

Perbandingan antara persen biodegradasi bahan uji 2 mg/L dan waktu
dengan inokulum lumpur Palabuhan Ratu dan Sunda Kelapa ................................. 7

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
1

Deskripsi kajian biodegradasi OECD dan EU ........................................................ 11

2

Perbandingan penggunaan 6 metode ready biodegradation ................................... 11

3

Strategi OECD untuk pengujian biodegradasi ........................................................ 12

4

Perbandingan kondisi uji pada 6 metode ready biodegradation ............................ 12

5

Hubungan antara ready biodegradation, inherent degradation dan
pengambilan oksigen

13

6

Metode pembuatan pereaksi DO dan COD ............................................................. 13

7

Perhitungan nilai BOD, COD dan persen biodegradasi .......................................... 14

8

Alur kerja penelitian ................................................................................................ 15

9

Data rekap persen biodegradasi sampel uji dengan inokulum lumpur
Palabuhan Ratu terhadap waktu .............................................................................. 15

PENDAHULUAN
Di era perdagangan bebas sekarang ini,
pemilihan produk oleh konsumen tidak hanya
memperhatikan harga dan mutu, namun faktor
lingkungan menjadi hal yang penting. Bahkan
saat ini produk-produk yang ramah lingkungan memiliki nilai jual yang tinggi di
pasaran. Oleh karena itu, selain kinerja
produk, harga, dan ketersediaan bahan baku,
produsen harus memperhatikan keamanan
produk terhadap lingkungan dari awal hingga
akhir produksi hingga dipasarkan.
Tahun 1977 di Jerman, dibentuk program
ekolabel pertama di dunia, yang diberi nama
Blue Angel. Ekolabel adalah upaya produsen
dalam
memberikan
informasi
kepada
konsumen mengenai dampak lingkungan yang
ada dalam suatu produk tertentu. Keberhasilan
Blue Angel telah mengilhami pengembangan
dan penerapan program ini di berbagai negara.
Saat ini terdapat sekurang-kurangnya 27
program ekolabel di berbagai negara.
Senyawa kimia banyak digunakan dalam
berbagai produk yang dipakai oleh
masyarakat. Penggunaan senyawa kimia pada
produk dapat berupa bahan baku, zat aditif,
pewarna, bahan aktif, dan lain-lain. Detergen,
dispersan, dan surfaktan adalah beberapa jenis
produk yang banyak dikonsumsi oleh
konsumen. Ada 4 data utama yang harus
dipenuhi suatu senyawa kimia yaitu toksisitas
terhadap mamalia, toksisitas terhadap
lingkungan perairan, biodegradasi, dan
bioakumulasi (FEA 1999).
Senyawa kimia yang baik adalah yang
dapat terdegradasi di alam dan tidak toksik
terhadap lingkungan. Sebelum suatu senyawa
kimia digunakan dalam berbagai produk,
sebaiknya dilakukan penapisan awal dengan
menggunakan metode yang sesuai agar
produk yang dihasilkan mudah terdegradasi.
Metode pengujian bahan kimia telah
distandardisasi di seluruh dunia. OECD
(Organization for Economic Cooperation and
Development) telah menghasilkan panduan
pengujian untuk mencegah perbedaan
pengujian dalam memenuhi persyaratan yang
sama terhadap bahan yang sama oleh berbagai
negara (Bapedal 2000).
Pengujian biodegradasi bahan kimia oleh
OECD dibagi menjadi dua jenis, yaitu ready
dan inherent biodegradation (Lampiran 1).
Ada 6 metode dalam pengujian ready
biodegradation, yaitu metode dissolved
organic carbon (DOC) die-away, metode
penapisan OECD modifikasi, metode evolusi
CO2, metode respirometri manometrik,

metode botol tertutup, dan metode Ministry of
International Trade and Industri (MITI).
Penelitian ini menggunakan metode botol
tertutup
karena
mudah
dilakukan
dibandingkan metode lain juga dapat
memberikan uji positif terhadap bahan volatil,
bahan yang larut dalam air, bahan yang larut
dalam minyak, dan bahan-bahan yang mudah
menyerap (Lampiran 2). Sampel yang diuji
adalah bahan kimia organik.
Ada 2 hal yang menjadi faktor penentu
dalam metode botol tertutup, yaitu konsentrasi
sampel uji dan jumlah sel mikroorganisme.
Penelitian bertujuan untuk mengevaluasi
konsentrasi sampel uji pada prosedur
operasional standar metode botol tertutup
dengan
menjadikan
jumlah
sel
mikroorganisme (inokulum) sebagai peubah
tetap sehingga diharapkan kurva biodegradasi
yang diperoleh dapat memenuhi kriteriakriteria yang telah ditentukan dalam OECD.

TINJAUAN PUSTAKA
Ekolabel
Ekolabel adalah label, tanda, atau
sertifikat pada suatu produk yang memberikan
keterangan kepada konsumen bahwa produk
tersebut dalam daur hidupnya menimbulkan
dampak lingkungan negatif yang relatif lebih
kecil dibandingkan dengan produk lainn yang
sejenis yang tidak bertanda ekolabel. Daur
hidup produk mencakup perolehan bahan
baku,
proses
pemuatan,
distribusi,
pemanfaatan, pembuangan, dan daur ulang
(PT Mutu Agung Lestari 2006).
Sertifikasi
Ekolabel
Indonesia
dikembangkan berdasarkan acuan yang telah
berkembang, yakni ISO 14024 (environmental
labels and declarations - Type I ecolabelling Principles and guidelines), UU No 2 tahun
1997 tentang pengelolaan lingkungan hidup,
UU No 8 Tahun 1999 tentang perlindungan
konsumen dan baku mutu lingkungan,
konvensi internasional dan standar-standar
terkait dengan produk. Beberapa kelembagaan
dan pihak terkait yang berkepentingan, yakni
Kementerian Negara Lingkungan Hidup yang
merumuskan penerapan ekolabel di Indonesia,
Badan
Standardisasi
Nasional
yang
mengesahkan kriteria ekolabel, Komite
Akreditasi Nasional yang mengakreditasi
lembaga sertifikasi ekolabel (LSE), dan LSE
yang mengevaluasi dan menerbitkan sertifikat
ekolabel (PT Mutu Agung Lestari 2006).

2

Penerapan sertifikasi ekolabel produkproduk dalam negeri telah dikampanyekan
sejak tahun 2004. Namun, hingga kini belum
satu pun produk dalam negeri yang telah
memiliki pengakuan ramah lingkungan dalam
proses produksi dari hulu hingga hilir. Tim
skema ekolabel Indonesia baru berhasil
menyusun kriteria ekolabel untuk lima jenis
produk manufaktur, antara lain serbuk
detergen pencuci sintetik, tekstil dan produk
tekstil, kertas cetak, produk kulit jadi, dan
sepatu kulit (Hendra 2005).

bahan kimia pada ISO 9408 menunjukkan
hubungan persen biodegradasi terhadap waktu
degradasi dapat dilihat pada Gambar 1.

Biodegradasi
Biodegradasi adalah dekomposisi bahan
kimia oleh mikroorganisme. Istilah ini sering
dihubungkan dengan pengolahan limbah atau
bioremediasi.
Biodegradasi
merupakan
kebalikan dari proses fotosintesis. Fotosintesis
adalah konversi dari CO2 dan H2O dengan
bantuan
cahaya
matahari,
sedangkan
biodegradasi adalah proses yang mengonversi
bahan organik kembali menjadi CO2 dan H2O
melalui kegiatan mikroorganisme (Loonen et
al. 2006). Secara umum, biodegradasi terjadi
secara alamiah baik di air, tanah, maupun
sedimen. Hal ini disebabkan mikroorganisme
pada lingkungan tercemar dapat beradaptasi
terhadap kondisi ekstrem untuk mendegradasi
polutan (JIS 2005).
Bahan
kimia
organik
dibedakan
berdasarkan kemampuannya didegradasi,
yaitu readily biodegradable, inherently
biodegradable, dan non biodegradable (EC
2000).
Istilah
ready
biodegradation
didefinisikan untuk bahan yang kemampuan
degradasinya tinggi (OECD 2003). Uji ini
dilakukan dalam kondisi aerob dan gelap,
dengan kisaran konsentrasi senyawa yang
diujikan 2 100 mg/L. Biodegradasi diukur
dengan beberapa parameter pendukung seperti
DOC, kebutuhan oksigen biokimia (BOD),
jumlah CO2 yang dihasilkan (OECD 2005)
dan pengambilan oksigen (EPA 1998).
Inherent biodegradation dalam OECD
(2003) didefinisikan untuk bahan yang sulit
didegradasi. Bahan inherently biodegradable
menunjukkan biodegradasi lebih dari 70%
dalam pengujian OECD 302 C, biodegradasi
mencapai 20 60% setelah mencapai 28 hari
dalam seri pengujian OECD 301 untuk ready
biodegradation, atau biodegradasi mencapai
60% dalam ISO 14593.
Biodegradasi
diikuti
pengambilan
oksigen
oleh mikroorganisme. Pengujian

Gambar

1

Hubungan antara persen
biodegradasi
dan
waktu
degradasi dengan kontrol
anilina (OECD 2003).

Metode Pengujian Biodegradasi
Standardisasi
pengujian kemampuan
biodegradasi
suatu
bahan
organik
dikembangkan oleh beberapa
organisasi
termasuk OECD, ISO (International Standard
Organization), EC (European Commission),
US-EPA
(United
States-Environmental
Protection Agency) dan ASTM (Torang
2003). Pada umumnya strategi pengujian
biodegradasi pada OECD bisa dilihat pada
Lampiran 3.
Standar pengujian untuk menentukan
kemampuan ready biodegradation suatu
bahan organik sudah dikembangkan oleh
OECD (Pedoman pengujian 301A-F), EU
(Pengujian C.4), dan US-EPA. Kondisi
pengujian yang digunakan antara lain
konsentrasi maksimum senyawa uji (1 100
mg/L), senyawa uji adalah karbon dan sumber
energi,
jumlah
sel
mikroorganisme
(104 108sel/mL), suhu uji kurang dari 25 °C,
periode pengujian selama 28 hari dengan
jendela 10 hari untuk degradasi, dan pass
levels 70% (DOC) atau 60% (kebutuhan O2
atau pelepasan CO2) (Torang 2003).
Pengujian ready biodegradation oleh
OECD dibagi menjadi 6 metode, anatara lain;
metode metode DOC die-away, metode
penapisan OECD modifikasi, metode evolusi
CO2, metode respirometri manometrik,
metode botol tertutup, dan metode MITI.

EVALUASI KONSENTRASI SENYAWA UJI PADA PROSEDUR
OPERASIONAL STANDAR BIODEGRADASI BAHAN KIMIA
DENGAN METODE BOTOL TERTUTUP

EPI ERPINA

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

ABSTRAK
EPI ERPINA. Evaluasi Konsentrasi Senyawa Uji pada Prosedur Operasional Standar
Biodegradasi Bahan Kimia dengan Metode Botol Tertutup. Dibimbing oleh MUHAMAD
FARID dan ZAINAL ALIM MAS’UD.
Pengujian biodegradasi bahan kimia oleh Organization for Economic Cooperation
and Development (OECD) dibagi menjadi pengujian ready dan inherent biodegradation.
Metode botol tertutup adalah salah satu metode dalam pengujian ready biodegradation.
Konsentrasi senyawa uji dan jumlah sel mikroorganisme menjadi faktor penentu dalam
metode ini. Untuk mendapatkan kurva biodegradasi yang sesuai dengan kriteria OECD,
konsentrasi senyawa uji yang disarankan pada prosedur operasional standar botol tertutup
adalah 2−10 mg/L. Penelitian dilakukan untuk mengevaluasi konsentrasi senyawa uji
tersebut dengan menjadikan jumlah sel mikroorganisme sebagai peubah tetap.
Nilai persen biodegradasi dihasilkan dari nisbah antara nilai kebutuhan oksigen
biologi (BOD) dengan nilai kebutuhan oksigen kimia (COD). Nilai BOD diperoleh dari
pengujian oksigen terlarut dengan metode Winkler, sedangkan nilai COD diperoleh dari
metode refluks tertutup. Berdasarkan hasil pengamatan, persen biodegradasi senyawa uji
dengan konsentrasi 1 dan 2 mg/L menunjukkan kenaikan yang lebih baik dibandingkan
konsentrasi yang lebih tinggi. Kurva persen biodegradasi pada konsentrasi 3−10 mg/L
mengalami penurunan pada hari ke-10. Konsentrasi yang lebih tinggi dapat menjadi
inhibitor, apabila konsentrasi tersebut atau hasil degradasinya meracuni mikroorganisme
dalam inokulum. Penurunan persen biodegradasi juga dapat terjadi karena nitrifikasi.

ABSTRACT
EPI ERPINA. Evaluation of The Test Substance Concentration in Standard Operational
Procedur of Chemical Biodegradation Using Closed Bottle Method. Supervised by
MUHAMAD FARID and ZAINAL ALIM MAS’UD.
Chemical biodegradation test by The Organization for Economic Cooperation and
Development (OECD) is divided into ready biodegradation and inherent biodegradation
tests. One of the ready biodegradation methods is closed bottle method. The significant
factors in this method are the test substance concentration and the number of
microorganism cells. In this method, to get the biodegradation curve according to OECD
criteria, the concentrations of test substance suggested are between 2 mg/L and 10 mg/L.
This research was carried out to evaluate the test substance concentration with number of
microorganism cells was set as a constant variable.
Biodegradation percent is the ratio of biochemical oxygen demand (BOD) to
chemical oxygen demand (COD). The BOD value was resulted by analyzing the
dissolved oxygen using Winkler method, and the COD value was resulted from closed
reflux method. Biodegradation percent of test substance with 1 mg/L and 2 mg/L
concentrations showed a better increment of biodegradation percent than the higher
concentrations did. The curve of the biodegradation percent of 3−10 mg/L concentrations
decuated at the tenth day. A higher concentrations can be inhibitor if these concentrations
or the biodegradation products poison microorganism in inoculum. Nitrification is
another cause of descending the biodegradation.

EVALUASI KONSENTRASI SENYAWA UJI PADA PROSEDUR
OPERASIONAL STANDAR BIODEGRADASI BAHAN KIMIA
DENGAN METODE BOTOL TERTUTUP

EPI ERPINA

Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

: Evaluasi Konsentrasi Senyawa Uji pada Prosedur Operasional Standar
Biodegradasi Bahan Kimia dengan Metode Botol Tertutup
Nama : Epi Erpina
NIM : G44201013
Judul

Disetujui,

Pembimbing I,

Drs. Muhamad Farid
NIP 132002064

Pembimbing II,

Dr. Ir. Zainal Alim Mas’ud, DEA
NIP 131578815

Diketahui
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor,

Dr. Drh. Hasim, DEA
NIP 131578806

Tanggal lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini yang berjudul Evaluasi Konsentrasi Senyawa Uji pada
Prosedur Operasional Standar Biodegradasi Bahan Kimia dengan Metode Botol
Tertutup berhasil diselesaikan. Penelitian dilaksanakan sejak bulan Maret 2006 di
Laboratorium Terpadu, Departemen Kimia IPB.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Drs. Muhammad Farid dan Bapak Dr.
Ir. Zainal Alim Mas’ud, DEA selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran. Di
samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada staff di Laboratorium Terpadu yang
telah banyak membantu. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Mulyadi Rio
(suami), bapak, ibu, serta seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya. Terima
kasih penulis ucapkan kepada teman yang senantiasa memberi dukungan, Tati (rekan
kerja), Tina, Santi, Wati, Halimatus, Emil, Eka, Dina, Anis, Novi, Laili, dan pengurus AlGhifari.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Desember 2007

Epi Erpina

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 5 Oktober 1982 dari ayah Syamsudin
dan ibu Nawangsih. Penulis merupakan putri ketiga dari empat bersaudara.
Tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Sukabumi dan pada tahun yang sama
lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih
Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam.
Penulis melakukan kegiatan praktik lapang pada tahun 2004 di PDAM Tirta
Pakuan Kota Bogor. Judul yang dipilih adalah Analisis Kualitas Air ZAMP. Selama
mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten di mata kuliah Pendidikan Agama Islam
pada tahun ajaran 2002/2003 dan 2003/2004, asisten praktikum Kimia Organik 1 tahun
ajaran 2004/2005, asisten praktikum Kimia Pangan tahun ajaran 2005/2006. Pada tahun
2004 penulis menjadi pengajar di bimbingan belajar Ampuh ILNA, tahun 2005 sampai
sekarang pengajar di SMK Pandutama, tahun 2006-sekarang pengajar di bimbingan
belajar Primagama dan di Bimbingan Belajar Brilian Insani. Bulan Maret 2007, penulis
menikah dengan Mulyadi Rio, A.Md dari Departemen Ilmu Komputer IPB.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................. vii
PENDAHULUAN ........................................................................................................ 1
TINJAUAN PUSTAKA
Ekolabel ........................................................................................................... 1
Biodegradasi .................................................................................................... 2
Metode Botol Tertutup .................................................................................... 3
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ................................................................................................ 5
Pengujian Biodegradasi dengan Metode Botol Tertutup................................. 5
Pengujian DO dengan Metode Winkler .......................................................... 5
Standardisasi Na2S2O3.5H2O 0.0250 N ........................................................... 5
Pengujian COD................................................................................................ 6
Standardisasi FAS 0.1N .................................................................................. 6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kurva Biodegradasi......................................................................................... 6
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan.......................................................................................................... 8
Saran ................................................................................................................ 8
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 8
LAMPIRAN.................................................................................................................. 10

vii

DAFTAR GAMBAR
1

Halaman
Hubungan antara persen biodegradasi dan waktu degradasi
dengan kontrol anilina............................................................................................. 2

2

Hubungan antara pengambilan oksigen atau nilai COD, ThOD dan
Waktu ...................................................................................................................... 5

3

Perbandingan antara persen biodegradasi berbagai konsentrasi bahan uji
dan waktu dengan inokulum lumpur Palabuhan Ratu............................................. 6

4

Perbandingan antara persen biodegradasi bahan uji 1 mg/L dan waktu
dengan inokulum lumpur Palabuhan Ratu dan Sunda Kelapa ............................... 7

5

Perbandingan antara persen biodegradasi bahan uji 2 mg/L dan waktu
dengan inokulum lumpur Palabuhan Ratu dan Sunda Kelapa ................................. 7

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
1

Deskripsi kajian biodegradasi OECD dan EU ........................................................ 11

2

Perbandingan penggunaan 6 metode ready biodegradation ................................... 11

3

Strategi OECD untuk pengujian biodegradasi ........................................................ 12

4

Perbandingan kondisi uji pada 6 metode ready biodegradation ............................ 12

5

Hubungan antara ready biodegradation, inherent degradation dan
pengambilan oksigen

13

6

Metode pembuatan pereaksi DO dan COD ............................................................. 13

7

Perhitungan nilai BOD, COD dan persen biodegradasi .......................................... 14

8

Alur kerja penelitian ................................................................................................ 15

9

Data rekap persen biodegradasi sampel uji dengan inokulum lumpur
Palabuhan Ratu terhadap waktu .............................................................................. 15

PENDAHULUAN
Di era perdagangan bebas sekarang ini,
pemilihan produk oleh konsumen tidak hanya
memperhatikan harga dan mutu, namun faktor
lingkungan menjadi hal yang penting. Bahkan
saat ini produk-produk yang ramah lingkungan memiliki nilai jual yang tinggi di
pasaran. Oleh karena itu, selain kinerja
produk, harga, dan ketersediaan bahan baku,
produsen harus memperhatikan keamanan
produk terhadap lingkungan dari awal hingga
akhir produksi hingga dipasarkan.
Tahun 1977 di Jerman, dibentuk program
ekolabel pertama di dunia, yang diberi nama
Blue Angel. Ekolabel adalah upaya produsen
dalam
memberikan
informasi
kepada
konsumen mengenai dampak lingkungan yang
ada dalam suatu produk tertentu. Keberhasilan
Blue Angel telah mengilhami pengembangan
dan penerapan program ini di berbagai negara.
Saat ini terdapat sekurang-kurangnya 27
program ekolabel di berbagai negara.
Senyawa kimia banyak digunakan dalam
berbagai produk yang dipakai oleh
masyarakat. Penggunaan senyawa kimia pada
produk dapat berupa bahan baku, zat aditif,
pewarna, bahan aktif, dan lain-lain. Detergen,
dispersan, dan surfaktan adalah beberapa jenis
produk yang banyak dikonsumsi oleh
konsumen. Ada 4 data utama yang harus
dipenuhi suatu senyawa kimia yaitu toksisitas
terhadap mamalia, toksisitas terhadap
lingkungan perairan, biodegradasi, dan
bioakumulasi (FEA 1999).
Senyawa kimia yang baik adalah yang
dapat terdegradasi di alam dan tidak toksik
terhadap lingkungan. Sebelum suatu senyawa
kimia digunakan dalam berbagai produk,
sebaiknya dilakukan penapisan awal dengan
menggunakan metode yang sesuai agar
produk yang dihasilkan mudah terdegradasi.
Metode pengujian bahan kimia telah
distandardisasi di seluruh dunia. OECD
(Organization for Economic Cooperation and
Development) telah menghasilkan panduan
pengujian untuk mencegah perbedaan
pengujian dalam memenuhi persyaratan yang
sama terhadap bahan yang sama oleh berbagai
negara (Bapedal 2000).
Pengujian biodegradasi bahan kimia oleh
OECD dibagi menjadi dua jenis, yaitu ready
dan inherent biodegradation (Lampiran 1).
Ada 6 metode dalam pengujian ready
biodegradation, yaitu metode dissolved
organic carbon (DOC) die-away, metode
penapisan OECD modifikasi, metode evolusi
CO2, metode respirometri manometrik,

metode botol tertutup, dan metode Ministry of
International Trade and Industri (MITI).
Penelitian ini menggunakan metode botol
tertutup
karena
mudah
dilakukan
dibandingkan metode lain juga dapat
memberikan uji positif terhadap bahan volatil,
bahan yang larut dalam air, bahan yang larut
dalam minyak, dan bahan-bahan yang mudah
menyerap (Lampiran 2). Sampel yang diuji
adalah bahan kimia organik.
Ada 2 hal yang menjadi faktor penentu
dalam metode botol tertutup, yaitu konsentrasi
sampel uji dan jumlah sel mikroorganisme.
Penelitian bertujuan untuk mengevaluasi
konsentrasi sampel uji pada prosedur
operasional standar metode botol tertutup
dengan
menjadikan
jumlah
sel
mikroorganisme (inokulum) sebagai peubah
tetap sehingga diharapkan kurva biodegradasi
yang diperoleh dapat memenuhi kriteriakriteria yang telah ditentukan dalam OECD.

TINJAUAN PUSTAKA
Ekolabel
Ekolabel adalah label, tanda, atau
sertifikat pada suatu produk yang memberikan
keterangan kepada konsumen bahwa produk
tersebut dalam daur hidupnya menimbulkan
dampak lingkungan negatif yang relatif lebih
kecil dibandingkan dengan produk lainn yang
sejenis yang tidak bertanda ekolabel. Daur
hidup produk mencakup perolehan bahan
baku,
proses
pemuatan,
distribusi,
pemanfaatan, pembuangan, dan daur ulang
(PT Mutu Agung Lestari 2006).
Sertifikasi
Ekolabel
Indonesia
dikembangkan berdasarkan acuan yang telah
berkembang, yakni ISO 14024 (environmental
labels and declarations - Type I ecolabelling Principles and guidelines), UU No 2 tahun
1997 tentang pengelolaan lingkungan hidup,
UU No 8 Tahun 1999 tentang perlindungan
konsumen dan baku mutu lingkungan,
konvensi internasional dan standar-standar
terkait dengan produk. Beberapa kelembagaan
dan pihak terkait yang berkepentingan, yakni
Kementerian Negara Lingkungan Hidup yang
merumuskan penerapan ekolabel di Indonesia,
Badan
Standardisasi
Nasional
yang
mengesahkan kriteria ekolabel, Komite
Akreditasi Nasional yang mengakreditasi
lembaga sertifikasi ekolabel (LSE), dan LSE
yang mengevaluasi dan menerbitkan sertifikat
ekolabel (PT Mutu Agung Lestari 2006).

2

Penerapan sertifikasi ekolabel produkproduk dalam negeri telah dikampanyekan
sejak tahun 2004. Namun, hingga kini belum
satu pun produk dalam negeri yang telah
memiliki pengakuan ramah lingkungan dalam
proses produksi dari hulu hingga hilir. Tim
skema ekolabel Indonesia baru berhasil
menyusun kriteria ekolabel untuk lima jenis
produk manufaktur, antara lain serbuk
detergen pencuci sintetik, tekstil dan produk
tekstil, kertas cetak, produk kulit jadi, dan
sepatu kulit (Hendra 2005).

bahan kimia pada ISO 9408 menunjukkan
hubungan persen biodegradasi terhadap waktu
degradasi dapat dilihat pada Gambar 1.

Biodegradasi
Biodegradasi adalah dekomposisi bahan
kimia oleh mikroorganisme. Istilah ini sering
dihubungkan dengan pengolahan limbah atau
bioremediasi.
Biodegradasi
merupakan
kebalikan dari proses fotosintesis. Fotosintesis
adalah konversi dari CO2 dan H2O dengan
bantuan
cahaya
matahari,
sedangkan
biodegradasi adalah proses yang mengonversi
bahan organik kembali menjadi CO2 dan H2O
melalui kegiatan mikroorganisme (Loonen et
al. 2006). Secara umum, biodegradasi terjadi
secara alamiah baik di air, tanah, maupun
sedimen. Hal ini disebabkan mikroorganisme
pada lingkungan tercemar dapat beradaptasi
terhadap kondisi ekstrem untuk mendegradasi
polutan (JIS 2005).
Bahan
kimia
organik
dibedakan
berdasarkan kemampuannya didegradasi,
yaitu readily biodegradable, inherently
biodegradable, dan non biodegradable (EC
2000).
Istilah
ready
biodegradation
didefinisikan untuk bahan yang kemampuan
degradasinya tinggi (OECD 2003). Uji ini
dilakukan dalam kondisi aerob dan gelap,
dengan kisaran konsentrasi senyawa yang
diujikan 2 100 mg/L. Biodegradasi diukur
dengan beberapa parameter pendukung seperti
DOC, kebutuhan oksigen biokimia (BOD),
jumlah CO2 yang dihasilkan (OECD 2005)
dan pengambilan oksigen (EPA 1998).
Inherent biodegradation dalam OECD
(2003) didefinisikan untuk bahan yang sulit
didegradasi. Bahan inherently biodegradable
menunjukkan biodegradasi lebih dari 70%
dalam pengujian OECD 302 C, biodegradasi
mencapai 20 60% setelah mencapai 28 hari
dalam seri pengujian OECD 301 untuk ready
biodegradation, atau biodegradasi mencapai
60% dalam ISO 14593.
Biodegradasi
diikuti
pengambilan
oksigen
oleh mikroorganisme. Pengujian

Gambar

1

Hubungan antara persen
biodegradasi
dan
waktu
degradasi dengan kontrol
anilina (OECD 2003).

Metode Pengujian Biodegradasi
Standardisasi
pengujian kemampuan
biodegradasi
suatu
bahan
organik
dikembangkan oleh beberapa
organisasi
termasuk OECD, ISO (International Standard
Organization), EC (European Commission),
US-EPA
(United
States-Environmental
Protection Agency) dan ASTM (Torang
2003). Pada umumnya strategi pengujian
biodegradasi pada OECD bisa dilihat pada
Lampiran 3.
Standar pengujian untuk menentukan
kemampuan ready biodegradation suatu
bahan organik sudah dikembangkan oleh
OECD (Pedoman pengujian 301A-F), EU
(Pengujian C.4), dan US-EPA. Kondisi
pengujian yang digunakan antara lain
konsentrasi maksimum senyawa uji (1 100
mg/L), senyawa uji adalah karbon dan sumber
energi,
jumlah
sel
mikroorganisme
(104 108sel/mL), suhu uji kurang dari 25 °C,
periode pengujian selama 28 hari dengan
jendela 10 hari untuk degradasi, dan pass
levels 70% (DOC) atau 60% (kebutuhan O2
atau pelepasan CO2) (Torang 2003).
Pengujian ready biodegradation oleh
OECD dibagi menjadi 6 metode, anatara lain;
metode metode DOC die-away, metode
penapisan OECD modifikasi, metode evolusi
CO2, metode respirometri manometrik,
metode botol tertutup, dan metode MITI.

3
Perbandingan kondisi uji 6 metode tersebut
dapat dilihat pada Lampiran 4.
Pemilihan metode yang digunakan untuk
pengujian ditentukan berdasarkan hasil uji
pendahuluan terhadap senyawa kimia yang
diuji. Uji pendahuluan meliputi uji kelarutan,
tekanan uap, dan karakteristik adsorpsi.
Informasi
mengenai
kemurnian
dan
komponen utama yang terkandung dalam
senyawa kimia yang diuji diperlukan untuk
menginterpretasi hasil yang diperoleh (EPA
1998).
Kondisi-Kondisi dalam Pengujian OECD
Kondisi-kondisi yang harus diperhatikan
dalam pengujian OECD, antara lain kondisi
medium, suhu, inokulum, dan konsentrasi
sampel uji (OECD 1995).
Medium yang digunakan terdiri atas
bakteri selama pertumbuhan optimum
mengandung P, S, Na, Cl, Ca, Mg, dan Fe.
Selain
nutrisi,
medium
juga
harus
memperhatikan kandungan oksigen terlarut
(DO), nilai pH, dan jumlah sel bakteri di
dalamnya (OECD 1995).
Medium harus dijenuhkan dengan udara
hingga mencapai DO 8 9 mg/L. Ini
membatasi konsentrasi senyawa uji hingga
2 5 mg/L. Namun jika oksigen dari udara
yang digunakan untuk menjenuhkan medium
memiliki DO sekitar 40 mg/L, maka
konsentrasi senyawa uji yang lebih tinggi
digunakan (OECD 1995).
Secara umum, Nilai pH dari medium
untuk pertumbuhan bakteri aerob sekitar 6 8.
Nitrifikasi bakteri dalam inokulum secara
langsung dapat meningkatkan pengambilan
oksigen,
hal
ini
dapat
dihambat
pertumbuhannya dengan nilai pH yang lebih
rendah (OECD 1995).
Medium
tidak
disterilisasi,
ada
mikroorganisme lain selain inokulum yang
bisa mendegradasi. Jumlah sel bakteri dalam
medium tidak lebih dari 103/mL (OECD
1995).
Suhu pengujian harus dijaga pada rentang
yang lebih sempit, misal ± 0.5 oC untuk
metode-metode pengambilan oksigen. Kisaran
suhu yang digunakan pada uji lumpur aktif
adalah 18 25 oC (OECD 1995).
Inokulum berupa lumpur aktif
yang
mengandung
populasi
mikroorganisme.
Mikroorganisme ini mampu mendegradasi
bahan kimia dipengaruhi kondisi lingkungan,
seperti
suhu
dan
pH.
Umumnya
mikroorganisme hidup pada kisaran pH
6.0 8.0. Mikroorganisme memerlukan karbon
sebagai sumber energi untuk aktivitasnya.

Senyawa N dan P juga menjadi faktor
pembatas (Udiharto 1996).
Sumber lumpur aktif harus memperhatikan
3 aspek, antara lain harus berasal dari
lingkungan, rapatan sel 102 106/mL dan
tidak ada pencahayaan pada perlakuan awal
karena dikhawatirkan terjadi fotodegradasi
(OECD 1995).
Lumpur aktif yang digunakan untuk uji
biodegradasi bisa diambil dari sungai, danau ,
laut, atau pesisir pantai, dari limbah-limbah
industri dan dari tangki aerasi pada unit
pengolahan air limbah domestik (Reis tt).
Pengambilan lumpur aktif ini harus
memperhatikan beberapa aspek antara lain
lokasi dan jumlah titik
pengambilan,
parameter mutu lingkungan, ukuran, jumlah
dan volume sampel, homogenitas sampel, dan
waktu pengambilan sampel, sehingga dengan
demikian sampel yang kita ambil dapat
representatif (Hadi 2005). Lumpur sebanyak 1
L dari permukaan air dan bagian atas (top
soil) pantai yang kontak dengan atmosfer
diambil lalu diencerkan sebelum digunakan
(JIS 2005).
Lumpur aktif dikondisikan hingga pH
7.0±1.0 dengan menggunakan NaOH atau
asam fosfat sebelum diaerasi selama 5 7 hari
pada suhu pengujian, yaitu 25±2 oC. Aerasi
dilakukan karena mikrob pendegradasi
umumnya bersifat aerob. Aerasi lumpur aktif
dalam medium dilakukan selama 7 hari
sebelum digunakan (OECD 1995).
Pemilihan konsentrasi sampel uji pada
metode botol tertutup dibatasi oleh kelarutan
oksigen dalam air dan metabolisme inokulum.
Kisaran konsentrasi yang digunakan adalah
2 5 mg/L. Sampel uji dapat meracuni
mikroorganisme dalam inokulum, dan untuk
alasan ini, konsentrasi senyawa uji seharusnya
dijaga rendah. Ada bahan kimia yang dengan
konsentrasi 20 hingga 100 mg/L merupakan
inhibitor, tetapi dapat terdegradasi pada
konsentrasi rendah. Metode botol tertutup
menggunakan lumpur aktif dengan kisaran
0.05 5.00 mL/L (OECD 1992).
Metode Botol Tertutup
Metode botol tertutup merupakan salah
satu metode ready biodegradation. Prinsip
metode ini adalah pengujian oksigen terlarut
selama 28 hari di tempat gelap dengan suhu
konstan. sampel uji dilarutkan ke dalam
medium mineral buatan dengan konsentrasi
2 10 mg/L dan diinokulasi pada campuran
mikrob. Jumlah oksigen terlarut pada
pengujian dikoreksi dengan oksigen terlarut

4

pada blangko, dan ditunjukkan sebagai
persentase kebutuhan oksigen teoritis (ThOD)
atau kebutuhan oksigen kimia (COD) (OECD
1992).
Medium mineral buatan dibuat dari
campuran
larutan
KH2PO4,
CaCl2,
MgSO4·7H2O, dan FeCl3·6H2O. Penelitian ini
digunakan air laut sebagai pengganti medium
mineral, karena secara alamiah degradasi
suatu produk buangan akhir terjadi di laut.
Aerasi medium mineral dilakukan minimal
selama 20 menit, dan umumnya media
mineral tersebut siap digunakan setelah aerasi
selama 20 jam pada suhu uji (OECD 1992).
Botol BOD disiapkan untuk 1 seri
pengujian dengan interval waktu tertentu
dalam pengukuran oksigen terlarut, contohnya
setelah hari ke-0, 7, 14, 21, dan 28. Jendela 10
hari membutuhkan botol BOD yang lebih
banyak
lagi.
Masing-masing
larutan
dipersiapkan untuk seri botol BOD. DO hari
ke-0 bisa langsung diuji dengan metode
Winkler, yaitu dengan penambahan MnSO4
dan NaOH sebagai pengendap, dan H2SO4
sebagai pelarut endapan, kemudian dititrasi
dengan natrium tiosulfat (Clesceri et al.
1998).
Kebutuhan Oksigen Biokimia (BOD)
BOD adalah jumlah milligram oksigen
yang dikonsumsi oleh mikroorganisme ketika
memetabolisme suatu senyawa uji. BOD
didefinisikan juga sebagai
miligram
pengambilan oksigen per miligram senyawa
uji (EPA 1998). Nilai BOD tentu dari nilai
DO, yaitu konsentrasi oksigen (dalam mgO2)
suatu cairan (EPA 1998).
Penentuan nilai DO dapat dilakukan
dengan beberapa metode, antara lain metode
titrasi idiometri, modifikasi azida, modifikasi
permanganat, flokulasi CuSO4-asam sulfamat,
dan membran elektrode (Clesceri et al. 1998).
Pada penelitian ini dilakukan dengan metode
iodometri dengan modifikasi azida atau
metode Winkler. Metode ini cukup baik
dalam mengurangi gangguan nitrit yang lazim
terjadi pada pengukuran BOD (Clesceri et al.
1998).
Dalam pengukuran nilai DO, mangan
sulfat dan natrium iodida azida ditambahkan
ke dalam botol BOD yang telah berisi media,
lumpur aktif dan sampel. Oksigen akan
mengoksidasi mangan sulfat (MnSO4) pada
keadaan alkalis, sehingga terjadi endapan
MnO2. Penambahan asam sulfat dan kalium
iodida akan membebaskan iodin yang setara
dengan oksigen terlarut. Iodin yang
dibebaskan tersebut kemudian dianalisis

dengan metode titrasi iodometri yaitu dengan
larutan standar tiosulfat dengan indikator
amilum. Reaksi secara lengkap dapat dilihat di
bawah ini:
MnSO4 + 2 KOH
Mn(OH)2 + ½O2
MnO2 +KI+ 2H2O
I2 + 2S2O32-

Mn(OH)2 + K2SO4
MnO2 + H2O
Mn(OH)2+ I2 + 2KOH
S4O62- + 2I-

Larutan natrium tiosulfat sebagai titran
dibuat
dari
garam
pentahidratnya,
Na2S2O3.5H2O.
Larutan ini perlu di
standarisasi, karena kestabilan larutan mudah
dipengaruhi oleh pH rendah, sinar matahari,
dan
terutama
adanya
bakteri
yang
memanfaatkan Sulfur. Konsentrasi larutan
Na2S2O3
berubah-ubah
untuk
setiap
pengukuran nilai DO. Kestabilan larutan
Na2S2O3 dalam penyimpanan ternyata paling
baik bila mempunyai pH antara 9-10, karena
aktivitas bakteri yang minimal.
Pengukuran BOD dapat dilakukan selama
5 hari, hal itu dapat meminimumkan pengaruh
oksidasi amonia yang menggunakan oksigen,
karena oksidasi amonia ini biasanya
berlangsung pada hari ke-8 hingga ke-10.
Proses oksidasi dianggap berlangsung
sempurna selama dua puluh hari Pengujian
BOD dilakukan pada suhu konstan, yaitu 20
o
C, karena kelarutan oksigen sebesar 9 mg/L
(Efendi 2003).
Kebutuhan Oksigen Kimia (COD)
COD adalah jumlah miligram oksigen
yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan
organik secara kimiawi menjadi CO2 dan H2O.
Pada pengujian COD ini, oksigen yang
dikonsumsi setara dengan jumlah dikromat
yang diperlukan untuk mengoksidasi sampel
(Boyd 1988 dalam Effendi 2003). Kalium
dikromat dapat mengoksidasi bahan organik
sekitar 95 100%.
Pengujian COD dapat dilakukan dengan
metode refluks tertutup dan refluks terbuka.
Untuk sampel uji yang bersifat volatil, atau
bahan organik yang teroksidasi secara
sempurna dilakukan dengan menggunakan
metode refluks tertutup (Clesceri et al. 1998).
Pada metode ini, sampel dioksidasi oleh
kalium dikromat dengan perak sulfat sebagai
katalisator. Setelah dipanaskan dengan suhu
150oC, kalium dikromat dititrasi oleh larutan
FAS hasil standarisasi. Indikator yang
digunakan adalah feroin sehingga terjadi
perubahan warna saat titrasi dari kuning ke
hijau, kemudian merah teh saat mencapai titik
akhir. Volume larutan FAS sebanding dengan

jumlah oksigen dalam mg/L. Reaksi secara
lengkap dapat dilihat di bawah ini:
CaHbOc+ Cr2O72- +AgSO4
Kuning
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+

CO2 +H2O +Cr3+
hijau
6Fe3++ 2Cr3++ 7H2O
Merah

Kehadiran garam-garam halogen dapat
mempengaruhi nilai COD yang dihasilkan,
oleh karena itu ditambahkan larutan merkuri
sulfat yang dapat mengikat ion-ion halogen
menjadi HgCl2.
Persen Biodegradasi
Nilai persen biodegradasi pada metode
botol tertutup dihasilkan dari hasil bagi antara
nilai BOD senyawa uji dengan nilai COD-nya.
Nilai pengambilan oksigen, COD, atau ThOD
yang mencapai 60% atau lebih dalam 28
hari menunjukkan bahwa bahan tersebut
mudah terdegradasi. Hubungan ketiganya
terhadap waktu dapat dilihat pada Gambar 3.

Erlenmeyer 125 mL, labu takar 100 mL, buret
digital, neraca analitik, indikator universal,
termometer, gelas pengaduk, oven, tabung
COD, dan buret.

Metode
Pengujian Biodegradasi dengan Metode
Botol Tertutup
Larutan contoh dengan konsentrasi 1, 2, 4,
6, 8, 10 mg/L, larutan CH3COONa 1 mg/L
dan larutan C6H5COONa 1 mg/L dibuat
sebanyak 5 L air laut yang telah diaerasi,
blanko dibuat tanpa penambahan bahan kimia.
Masing-masing konsentrasi larutan dan
blanko ditambahkan 1 mL supernatan lumpur
aktif yang telah diaerasi. Sebanyak 63 botol
BOD disiapkan, setiap seri konsentrasi dan
blanko diperlukan 7 botol BOD, yaitu untuk
pengujian DO hari ke-0, 3, 6, 10, 14, 21, 28.
Pengujian DO hari ke-0 dilakukan secara
langsung, dengan menggunakan metode
Winkler, sedangkan analisis DO pada botol
BOD yang lain dilakukan pada interval waktu
yang telah ditetapkan.
Pengujian DO dengan Metode Winkler

Gambar 2 Hubungan antara pengambilan
oksigen, nilai COD, atau ThOD
dan waktu (EPA 1998).

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah
contoh kimia organik. CH3COONa padat,
C6H5COONa p.a, air laut, lumpur aktif,
larutan MnSO4, larutan NaI-NaN3, H2SO4
pekat, Na2S2O3 0.0250 N, KIO3 0.0250 N, KI,
larutan H2SO4 6 N, air suling, indikator
amilum, larutan K2Cr2O7/HgSO4, larutan
Ag2SO4/H2SO4, ferro ammonium sulfat (FAS)
0.1 N, indikator feroin dan K2Cr2O7 0.1 N.
Alat-alat yang digunakan adalah wadah
plastik besar, pompa aerator, pipa plastik,
botol BOD, pipet volumetri 50 mL, pipet 10
mL, pipet tetes, Erlenmeyer 250 mL,

Larutan contoh yang telah mengandung
lumpur aktif dimasukkan ke dalam botol BOD
hingga penuh, kemudian ditutup. Larutan
Natrium iodida azida dan larutan MnSO4
dimasukkan masing-masing sebanyak 1 mL
melalui dasar botol, kemudian ditutup dan
disimpan selama 15 menit. Sebanyak 1 mL
H2SO4 pekat ditambahkan, hingga endapan
tadi larut. Sebanyak 50 mL larutan di pipet
dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 125 mL
untuk dititrasi oleh larutan Na2S2O3.5H2O
0.0250 N hingga berwarna kuning muda,
kemudian ditambahkan indikator amilum dan
titrasi dilanjutkan hingga warna biru tepat
hilang.
Standardisasi Na2S2O3 0.0250 N
Sebanyak 2 g KI dilarutkan ke dalam
erlenmeyer 250 mL yang berisi 100 mL air
suling, kemudian ditambahkan 20 mL larutan
standar kalium iodat 0.0021 M dan 1 mL
H2SO4 6N, setelah itu ditambahkan air hingga
volume larutan menjadi 200 ml. Sebanyak 10
mL larutan tersebut dimasukkan ke dalam
erlenmeyer 125 mL, kemudian dititrasi oleh
larutan Na2S2O3.5H2O 0.0250 N hingga
berwarna
kuning
muda,
kemudian

6

ditambahkan indikator amilum dan titrasi
dilanjutkan hingga warna biru tepat hilang.

dalam air selama proses oksidasi tersebut
hingga mencapai nol (kondisi anaerob). Nilai
BOD dikatakan valid jika oksigen yang
dihabiskan pada blanko setelah 28 hari tidak
melebihi 1.5 mg/L oksigen terlarut.
Konsentrasi residu oksigen pada botol uji
setiap waktu tidak boleh dibawah 0.5 mg/L.
Pengukuran nilai DO dilakukan dengan
menggunakan metode Winkler atau metode
iodometri dengan modifikasi azida. Metode
ini cukup baik dalam mengurangi gangguan
nitrit yang biasa terjadi pada pengukuran nilai
BOD.
Media yang digunakan adalah air laut yang
telah diaerasi minimal 3 hari. Kelarutan
oksigen dalam air laut cukup kecil, sehingga
perlu aerasi yang cukup lama, karena
konsentrasi senyawa uji yang digunakan
adalah 1-10 mg/L. Nilai konsentrasi senyawa
uji yang tinggi membutuhkan konsentrasi DO
media yang lebih tinggi lagi, karena
dekomposisi secara aerob memerlukan
pasokan oksigen secara terus menerus.
Pengukuran nilai COD dalam penelitian
ini dilakukan dengan menggunakan metode
refluks tertutup yang diikuti dengan metode
titrimetri. Nilai COD pada konsentrasi
senyawa uji yang rendah hampir sama. Nilai
COD meningkat pada konsentrasi senyawa uji
yang lebih tinggi. Nilai COD yang digunakan
pada pembuatan kurva biodegradasi sebesar
3,6302 mg/L O2.
Pemilihan konsentrasi bahan yang
digunakan untuk botol tertutup dibatasi oleh
kelarutan oksigen dalam air dan metabolisme
inokulum. Pada penelitian ini digunakan
beberapa konsentrasi senyawa uji, antara lain
1, 2, 3, 4, 6 dan 10 mg/L. Kurva biodegradasi
dihasilkan dengan menjadikan jumlah mL/L
mikroorganisme (inokulum) sebagai peubah
tetap. Hasil penghitungan persen biodegradasi
dengan jumlah sel mikroorganisme lumpur
Palabuhan Ratu sebesar 1.3 × 105 sel/L dapat
dilihat pada Gambar 3.

Pengujian COD
Sebanyak 10 mL larutan contoh dengan
konsentrasi 1, 2, 4, 6, 8, 10 mg/L, larutan
CH3COONa 2 mg/L, larutan C6H5COONa 1
mg/