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Influence of anthropogenic activities on water quality of a tropical stream ecosystem

Authors


*Tel.: +254 051 214615; E-mail: mathookoj@yahoo.com

Abstract

Water samples were collected from three sites located in the middle reach of the Njoro River, Kenya, and analysed for total phosphorus (TP), orthophosphate, ammonia-nitrogen, and nitrate-nitrogen to evaluate stressor sources (e.g. factories and wastewater ponds) and the general stream water quality. The stream surface water was also analysed for biochemical oxygen demand (BOD5) to provide an overview of organic matter loading. Mugo, Egerton Bridge and the canning factory sites of the Njoro River had low water quality which is likely to be due to poor farming, partially treated effluents and poor provision of sanitation facilities to the riparian communities. The concentrations of the selected nutrients did not differ significantly among the three sites, presumably due to pollution of the whole stream reach by the catchment nutrient sources. High phosphate concentrations (i.e. ∼0.76 mgPO4 l−1 and ∼0.87 mgTP l−1) at Canning Factory were recorded during the low flow dry season. Nitrate-nitrogen concentrations varied significantly with water discharge which explained between 63 and 87% of the nutrient variability in the three sites. BOD5 differed significantly among the three sites, with historical effects of wastewater and factory effluent discharge being reflected in the results of Egerton Bridge and Canning Factory. The concentrations of ammonia-nitrogen, TP and orthophosphate were higher in the wastewater than in the river water whereas nitrate-nitrogen was lower. This study indicates that the Njoro River is stressed by nutrients from the activities within its catchment. With the increasing population, the nutrient load to the river will continue to increase and the water quality will continue to deteriorate. Reductions of nutrient loads into the river as well as provision of sanitation facilities to the riparian communities are needed to control further water degradation.

Résumé

On a récolté des échantillons d'eau à trois endroits situés au milieu de la rivière Njoro, au Kenya et on en a analysé le phosphore total (TP), les orthophosphates, l'azote sous forme d'ammoniaque et de nitrates, pour évaluer les sources d'agressions (ex. les usines et les eaux usées) et la qualité générale du cours d'eau. On a aussi analysé l'eau de surface pour connaître la demande en oxygène biochimique (BOD5) pour donner un aperçu de la charge en matières organiques.

Les sites de Mugo, Egerton et de la Canning Factory avaient une eau de qualité médiocre, probablement suite à de mauvaises pratiques agricoles, des effluents partiellement traités, et le manque d’équipement sanitaire à la disposition des communautés riveraines. La concentration des trois nutriments sélectionnés ne différait pas significativement entre les trois sites, probablement à cause de la pollution de tout le cours d'eau près des sources de nutriments. On a relevé de fortes concentrations de phosphates (c. à d. ∼0,76 mg PO4/l et ∼0,87 mg TP/l) à la Canning Factory au moment des eaux basses de la saison sèche. La concentration de nitrates variait significativement selon le flux de l'eau, ce qui explique entre 63 et 87% de la variabilité du nutriment entre les trois sites. La BOD5 différait significativement entre les trois sites, et les effets historiques des eaux usées et des décharges de l'usine se reflétaient dans les résultats obtenus à Egerton Bridge et à la Canning Factory. Les concentrations d'ammoniaque, de TP et d'orthophosphates étaient plus élevées dans les eaux usées que dans l'eau de la rivière alors que les nitrates étaient plus bas. Cette étude indique que la rivière Njoro est chargée de nutriments provenant des activités qui se déroulent le long de son cours. Avec la population en augmentation, le déversement de nutriments continuera à augmenter et la qualité de l'eau va se détériorer davantage. Il faut réduire les déversements de nutriments dans la rivière et fournir de l’équipement sanitaire aux communautès riveraines pour tenter de contrôler la poursuite de la dégradation.

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