Long-term response of periphyton and macrophytes to reduced municipal nutrient loading to the Bow River (Alberta, Canada)

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Abstract:

The biomass of periphyton and aquatic macrophytes (Potamogeton vaginatus and Potamogeton pectinatus) in the Bow River was sampled over 16 years to assess the response of these plants to improved phosphorus (1982–1983) and nitrogen removal (1987–1990) at Calgary's two municipal wastewater treatment plants. These improvements in treatment reduced total phosphorus loading to the Bow River by 80%, total ammonia loading by 53%, and nitrite + nitrate loading by 50%. No change in periphytic biomass was detected after enhanced phosphorus removal where total dissolved phosphorus (TDP) in river water remained relatively high (10–33 µg·L–1). However, periphytic biomass declined at sites further downstream with TDP < 10 µg·L–1. Regression analysis predicted that nuisance periphyton biomass (>150 mg·m–2) occurred at TDP > 6.4 µg·L–1 (95% confidence interval: 1.9–7.6 µg·L–1). Macrophyte biomass was inversely correlated with discharge and was lower during high-discharge years. Biomass also declined following enhanced nutrient removal, with the greatest decrease following reduced nitrogen discharge. These results provide the first evidence for a response of periphyton and aquatic macrophytes to enhanced nutrient removal from municipal wastewater.

La biomasse du périphyton et des macrophytes aquatiques (Potamogeton vaginatus et Potamogeton pectinatus) a été mesurée sur une période de 16 ans dans la rivière Bow pour déterminer la réaction de ces plantes à l'amélioration du retrait du phosphore (1982–1983) et de l'azote (1987–1990) par les deux usines municipales de traitement des eaux usées de Calgary. Ces améliorations de traitement ont réduit l'apport de phosphore total à la rivière Bow de 80 %, celui de l'ammoniaque total de 53 % et celui des nitrites + nitrates de 50 %. Aucun changement n'a pu être détecté dans la biomasse du périphyton après le retrait amélioré du phosphore lorsque la concentration de phosphore dissous total (TDP) est demeurée relativement élevée (10–33 µg·L–1) dans l'eau de la rivière. Cependant, la biomasse du périphyton a baissé à des sites plus en aval où la concentration de TDP était < 10 µg·L–1. Une analyse de régression permet de prédire que la biomasse de périphyton qui est considérée nuisible (>150 mg·m–2) apparaît aux concentrations de TDP > 6,4 µg·L–1 (intervalle de confiance de 95 % : 1,9–7,6 µg·L–1). La biomasse des macrophytes est en relation inverse avec le débit et est plus faible les années de fort débit. La biomasse a aussi diminué après le retrait plus efficace des nutriments; la diminution la plus importante s'est produite à la suite de la réduction de l'apport d'azote. Ces résultats constituent les premières indications que le périphyton et les macrophytes aquatiques réagissent à un retrait plus efficace des nutriments dans les eaux usées municipales.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2002

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