Résumés
Résumé
Sont considérés dans cette étude, l’impact des rejets polluants d’origines urbaine et industrielle sur la qualité des eaux du Mfoundi, l’abondance, la richesse spécifique et la structure des communautés diatomiques qui peuplent ce cours d’eau. Le calcul du pourcentage de taxons tolérants à la pollution organique a permis d’évaluer la réponse de ces algues à l’enrichissement du milieu en matières organiques. Les analyses physico-chimiques des eaux mettent en évidence l’existence d’un gradient de pollution croissant de l’amont à l’aval de la rivière. Le cours supérieur présente des eaux turbides avec des teneurs élevées de matières en suspension. Les cours moyen et inférieur sont fortement contaminés par les matières organiques qu’apportent les eaux usées domestiques et les effluents industriels qu’ils reçoivent. Au total, 237 taxons de diatomées épilithiques, majoritairement cosmopolites, appartenant à 39 genres répartis dans 25 familles, ont été inventoriés. Le développement dans le cours supérieur du Mfoundi de taxons tels que Gomphonema parvulum (Kützing) Kützing et variétés, Gomphonema gracile Ehrenberg et Navicula radiosa Kützing, est associé essentiellement à la turbidité des eaux de ce tronçon. La distribution de Nitzschia palea (Kützing) W. Smith, Navicula geoppertiana (Bleisch) Grunow, Navicula mutica Kützing et Pinnularia subcapitata Gregory dans les cours moyen et inférieur est étroitement liée à la charge organique et la forte minéralisation des eaux. N. palea est l’espèce la plus abondante dans les stations Mf5 (66 %) et Mf6 (53 %), indiquant une importante pollution organique de ces sites sous l’effet des rejets des industries brassicoles et vinicoles opérant dans leur voisinage. La variation spatiale de la diversité spécifique n’a pas souligné toute l’ampleur de l’altération de la qualité des eaux; toutefois, l’analyse du pourcentage de taxons polluo-tolérants révèle que les apports graduels en nutriments et en matières organiques dans les cours moyen et inférieur contribuent à l’eutrophisation progressive de ces secteurs. Il est montré que les diatomées épilithiques sont sensibles à la variation de la qualité de l’eau du Mfoundi, et peuvent être utilisées comme bioindicateurs de l’état de santé des cours d’eau urbains du Cameroun.
Mots-clés :
- diatomées épilithiques,
- diversité spécifique,
- qualité de l’eau,
- rivière Mfoundi,
- limnologie équatoriale,
- Cameroun
Abstract
The Mfoundi River is used for the disposal of solid wastes and waste waters from domestic and industrial activities, which can alter its water quality and biodiversity. The aim of this study was to assess the structure of diatom communities in the Mfoundi River in relation to some physico-chemical variables, i.e., analyzing the changes in species composition and the dominance profile of the main species along a pollution gradient. The diversity metrics (species richness, Shannon’s diversity index, evenness) and the percent pollution tolerant valves (%PTV) were also tested to characterize the water quality and the response of diatoms to environmental enrichment in organic matter. The physico-chemical analyses of the waters revealed a gradient of increasing pollution from upstream to downstream of the river. The upper reach presented turbid waters with high levels of suspended solids. The middle and the lower reaches were highly contaminated with organic matters originating from domestic sewage and industrial effluents. A total of 237 epilithic diatom taxa, mostly cosmopolitan, belonging to 39 genera distributed among 25 families were inventoried. The development in the upper reach of the Mfoundi of taxa such as Gomphonema parvulum (Kützing) Kützing and varieties, Gomphonema gracile Ehrenberg, and Navicula radiosa Kützing reflected in particular the turbid waters of this section. The distribution of Nitzschia palea (Kützing) W. Smith, Navicula geoppertiana (Bleisch) Grunow, Navicula mutica Kützing, and Pinnularia subcapitata Gregory in the middle and lower reaches was closely related to the organic load and high degree of mineralisation of the waters. N. palea was the most abundant species at the stations Mf5 (66%) and Mf6 (53%), indicating a significant organic contamination of these sites under the effect of discharges from brewery and wine-making industries operating within their vicinity. The spatial variation of diversity metrics did not reflect the full extent of the alteration of water quality, but the analysis of the %PTV revealed that incremental inputs of nutrients and organic matter in the middle and lower reaches of the Mfoundi may be contributing to the start of the eutrophication process in these sectors. This study showed that epilithic diatoms are sensitive to the variations in water quality of the Mfoundi, and can be used as bioindicators of the health status of urban streams in Cameroon.
Keywords:
- epilithic diatoms,
- specific diversity,
- water quality,
- Mfoundi River,
- equatorial limnology,
- Cameroon
Parties annexes
Références bibliographiques
- AFNOR (2003). Qualité de l’eau. Guide pour l’échantillonnage en routine et le pré-traitement des diatomées benthiques des rivières. Normes NF EN 13946, 16 p.
- AGENDIA L.P., T. FONKOU, D.J. SONWA, R. MEFENYA, Y.M. KENGNE et A.J.M. ZAMBO (2000). Collecte, épuration et évacuation des eaux usées dans les lotissements Sic-MAETUR de Yaoundé. Rev. Geogr. Cam., 2, 173-192.
- APHA-AWWA (1985). Standard methods for the examination of water and wastewater. APHA-AWWA-WPCF, Pennsylvanie, Washington, DC, États-Unis, 1150 p.
- ARCHIBALD R.E.M. (1972). Diversity in some South African diatom associations and its relation to water quality. Water Res., 6, 1229-1238.
- BACHELIER G. (1959). Étude pédologique des sols de Yaoundé. Contribution à l’étude de la pédogenèse des sols ferralitiques. Agron. Trop., 19, 279-305.
- BELLINGER B.J., C. COCQUYT et C.M. O’REILLY (2006). Benthic diatoms as indicators of eutrophication in tropical streams. Hydrobiologia, 573, 75-87.
- BEYENE A., T. ADDIS, D. KIFLE, W. LEGESSE, H. KLOOS et L. TRIEST (2009). Comparative study of diatoms and macroinvertebrates as indicators of severe water pollution: Case study of the Kabena and Akaki rivers in Addis Ababa, Ethiopia. Ecol. Indic., 9, 381-392.
- BIGGS B.J.F. et M.E. CLOSE (1989). Periphyton biomass dynamics in gravel bed rivers: the relative effects of flow and nutrients. Freshwater Biol., 22, 209-231.
- BLINN D.W et P.C.E. BAILEY (2001). Land-use influence on stream water quality and diatom communities in Victoria, Australia: a response to secondary salinization. Hydrobiologia, 466, 231-244.
- BLINN D.W., S.A HALSE., A.M. PINDER, R.J. SHIEL et J.M. McRAE (2004). Diatom and micro-invertebrate communities and environmental determinants in the western Australian wheatbelt: a response to salinization. Hydrobiologia, 528, 229-248.
- BOURRELLY P. (1968). Les algues d’eau douce : les algues jaunes et brunes. Boubée et Cie, Paris, France, 438 p.
- CAMARGO J.A. (1994). The importance of biological monitoring for the ecological risk assessment of freshwater pollution: a case study. Environ. Int., 20, 229-238.
- CARTER J.R et P. DENNY (1982-1992). Freshwater algae of Sierra Leone, IV. Bacillariophyceae. 1: Diatoms from the River Jong (Taia) at Njala, 331p; 2: diatoms from the coastal region of the Southern Province, 46p; 3: diatoms from the Lake Sonfon region and from Lake Popei, 52 p. Nova Hedwigia, Stuttgart, Germany.
- CLAUSEN B et B.J.F. BIGGS (1997). Relationships between benthic biota and hydrological indices in New Zealand streams. Freshwater. Biol., 38, 327-342.
- COMPÈRE P. (1975). Algues de la région du lac Tchad IV- Diatomophycées. Cah. ORSTOM Ser. Hydrobiol., IX, 203-290.
- COX E.J. (1988). Microdistributional patterns of freshwater diatoms in relation to their use as bioindicator. Dans : Proceedings of the 10th International Diatom Symposium (ed. H. Simola), pp. 521–528. Koeltz, Koenigstein, Joensuu, Finland.
- DAJOZ R. (2000). Précis d’écologie. Dunod, Paris, France, 615 p.
- DE LA REY P.A, J.C. TAYLOR., A. LAAS, L. VAN RENBURG et A. VOSLOO (2004). Determining the possible application value of diatoms as indicators of general water quality - A comparison with SASS 5. Water SA, 30, 325-332.
- DÉCRET 165/PM (2001). Modalités de protection des eaux de surface et des eaux souterraines contre les pollutions en République du Cameroun. 9 p.
- EULIN A. (1997). Les communautés de diatomées épilithiques de la Garonne. Répartition naturelle et étude expérimentale in situ de la dynamique de colonisation sur substrat artificiel. Thèse de Doctorat, Univ. Paul Sabatier, Toulouse, France, 250 p.
- FAWZI B., M. CHLAIDA, S. OUBRAIM, M. LOUDIKI, B. SABOUR et A. BOUZIDI (2001). Application de certains indices diatomiques à un cours d’eau marocain : Oued Hassar. Rev. Sci. Eau, 14, 73-89.
- FOTO MENBOHAN S. (1997). La pollution de deux cours d’eau urbains au Cameroun : l’Abiergué et le Mfoundi. Aspect physico-chimique. Cam. J. Bioch. Sci., 7, 1-13.
- GASSE F. (1986). East African diatoms: Taxonomy, Ecological distribution, bibliotheca Diatomologica. J. Cramer, Berlin, 201 p.
- GOMEZ N. (1998). Use of epipelic diatoms for evaluation of water quality in the Matanza-Riachuelo (Argentina), a pampean plain river. Water Res., 32, 2029-2034.
- GOMÀ J., F. RIMET, J. CAMBRA, L. HOFFMANN et L. ECTOR (2005). Diatom communities and water quality assessment in mountain rivers the upper Sègre basin (La Cerdanya, Pyrénées). Hydrobiologia, 551, 209-225.
- HARDING W.R., C.G.M. ARCHIBALD et J.C. TAYLOR (2005). The relevance of diatoms for water quality assessment in South Africa: A position paper. Water SA, 31, 41-46.
- JÜTTNER I., H. ROTHFRITZ et S.J. ORMEROD (1996). Diatoms as indicators of river quality in the Nepalese Middle Hills with consideration of the effects of habitat-specific sampling. Freshwater Biol., 36, 475-486.
- KELLY M.G. (1998). Use of the trophic diatom index to monitor eutrophication in rivers. Water Res., 32, 236-242.
- KELLY M.G. et B.A. WHITTON (1995). The trophic diatom index: a new index for monitoring eutrophication in rivers. J. Appl. Phycol., 7, 433-444.
- KOBAYASI H. et S. MAYAMA (1989). Evaluation of river water quality by diatoms. Korean J. Phycol., 4, 121-133.
- KRAMMER K. et H. LANGE-BERTALOT (1986-1991). Süβwasserflora von Mitteleuropa. Bacillariophyceae, 2/1: Naviculaceae, 876 p.; 2/2: Nitzschiaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae, 596 p.; 2/3: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae, 576 p.; 2/4: Achnanthaceae, 437 p. G. Fischer, Stuttgart, Germany.
- LANGE-BERTALOT H. (1979). Pollution tolerance of diatoms as a criterion for water quality estimation. Nova Hedwigia Beihefte., 64, 285-304.
- LANGE-BERTALOT H. et D. METZELTIN (1996). 800 Taxa representative of three ecologically distinct lake types: carbonate buffered-oligodystrophic-weakly buffered soft water. Iconographia Diatomologica: annotated diatom micrographs (Vol.2), Berlin, Germany, 390 p.
- LELAND H.V. et S.T. PORTER (2000). Distribution of benthic algae in the Illinois River basin in relation to geology and land use. Freshwater Biol., 44, 279-301.
- LE PIMPEC P., A. LIÉNARD, R. BONNARD, M. LAFONT, B. CAZIN, P. BOSSARD, B. HUBERT et M. BRAY (2002). Guide de l’agent préleveur chargé de la police des milieux aquatiques. Édition Maurice Merlin, France, 159 p.
- LOBO E.A. et H. KOBAYASI (1990). Shannon’s diversity index applied to some freshwater diatom assemblages in the Sakawa River system (Kanagawa, Japan) and its use as an indicator of water quality. Japan. J. Phycol., 381, 229-243.
- LOBO E.A., K. KATOH et Y. ARUGA (1995). Response of epilithic diatom assemblages to water pollution in rivers in the Tokyo Metropolitan area. Japan Freshwater Biol., 34, 191-204.
- LOBO E.A., D. BES, L. TUDESQUE et L. ECTOR (2004). Water quality assessment of the Pardinho river, RS, Brazil, using epilithic diatom assemblages and faecal coliforms as biological indicators. Vie Milieu, 54, 105-114.
- MORIN S. (2006). Bioindication in situ des effets des pollutions métalliques sur les communautés de diatomées benthiques : approches in situ et expérimentales. Thèse de Doctorat, Univ. Bordeaux 1, France, 302 p.
- NDIRITU G.G., N.N. GICHUKI, P. KAUR et L. TRIEST (2003). Characterization of environmental gradients using physico-chemical measurements and diatom densities in Nairobi River, Kenya. Aquat. Ecosyst. Health Manag., 6, 343-354.
- NGUÉTSOP V.F. (1997). Évolution des environnements de l’Ouest-Cameroun depuis 6 000 ans, d’après l’étude des diatomées actuelles et fossiles dans le lac Ossa. Implications paléoclimatiques. Thèse de Doctorat, Muséum National d’Histoire Naturelle, Paris, France, 277 p.
- OCDE (1982). Eutrophication of waters: monitoring, assessment and control. Final report - Environmental Directorate, OCDE, Paris, France, 154 p.
- OLIVRY J.C. (1986). Fleuves et rivières du Cameroun. Collection Monographies Hydrologiques ORSTOM N° 9. MESRES-ORSTOM, Paris, France, 733 p.
- PULLIN B.P. et B. HAMMER (1991) Aquatic plants improve wastewater treatment. Water Environ. Technol., 3, 36-40.
- RODIER J. (1996). L’analyse de l’eau : eaux naturelles, eaux résiduaires et eau de mer. Chimie, physico-chimie, interprétation des résultats. 8e édition, Dunod, Paris, France, 1384 p.
- ROTT E., H.C. DUTHIE et E. PIPP (1998). Monitoring organic pollution and eutrophication in the Grand River, Ontario, by means of diatoms. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 55, 1443-1453.
- ROUND F.E. (1991). Diatoms in river water-monitoring studies. J. Appl. Phycol., 3, 129-145.
- SALOMONI S.E., O. ROCHA, V.L. CALLEGERO et E.A. LOBO (2006). Epilithic diatoms as indicators of water quality in the Gravatai River, Rio Grande do Sul, Brazil. Hydrobiologia, 559, 233-246.
- SCHOEMAN F.R. (1973). A systematical and ecological study of the diatom flora of Lesotho with special reference to the water quality. V & R Printers, Pretoria, South Africa, 365 p.
- SHANNON C.E. et W. WEAVER (1949). The mathematical theory of communication, Univ. Illinois Press, Urbana, Illinois, USA, 117 p.
- SOININEN J. (2002). Response of epilithic diatom communities to environmental gradients in some Finnish rivers. Int. Rev. Hydrobiol., 87, 11-24.
- SUCHEL J.B. (1987). Les climats du Cameroun. Thèse de Doctorat d’État, Univ. Bordeaux III, France, 1186 p.
- TANAWA E., H.B. DJEUDA TCHAPNGA, E. NGNIKAM, H. TCHAKOUNTIO, G. WOUATSA, H. BOTTA, J.M. DELEUIL, C. BERDIER et A.B. SOUHAM (2003). Gestion et valorisation des eaux usées dans les zones d’habitat planifié et leurs périphéries. Rapport final - Assainissement A08, Yaoundé, Cameroun, 167 p.
- TCHOTSOUA M. (1993). Érosion accélérée et contraintes à l’aménagement du site de la ville de Yaoundé : une contribution à la gestion de l’environnement urbain en milieu tropical humide. Thèse de Doctorat 3e Cycle, Univ. Yaoundé 1, Cameroun, 286 p.
- VAN DAM H., A. MERTENS et J. SINKELDAM (1994). A coded checklist and ecological indication values of freshwater diatoms from Netherlands. Neth. J. Aquat. Ecol., 28,117-133.
- VICAT J.P. et P. BILONG (1998). Esquisse géologique du Cameroun. Dans : Géosciences au Cameroun, VICAT J.P. et BILONG P. (Éditeurs). Presse Univ. Yaoundé I, 454 p.
- WINTER J.G et H.C. DUTHIE (1998). Effects of urbanization on water quality, periphyton and invertebrate communities in a Southern Ontario stream. Can. Water Res. J., 23,235-257.