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The impact of pond depth and environmental conditions on sunlight inactivation of Escherichia coli and enterococci in wastewater in a warm climate

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Abstract:

Microcosm experiments were carried out under dark and real sunlight conditions in Ouagadougou (Burkina Faso) to investigate the survival of faecal indicators (Escherichia coli and enterococci) in secondary wastewater. Light damage was estimated by loss of bacterial culturability. The results clearly show that sunlight has a deleterious effect on the survival of both indicators. The mean dark inactivation coefficients for E. coli and enterococci were 0.045 and 0.047 h-1, respectively, whereas inactivation coefficients in the shallowest microcosm (0.1 m) in illuminated conditions were 0.796 and 0.559 h-1, respectively. No significant effect of pond depth (0.1-0.9 m) on the inactivation of both indicators was observed in the dark. However, the effect of depth was significant in the microcosms exposed to sunlight, probably because of attenuation. In illuminated conditions, enterococci were broadly inactivated more rapidly than E. coli (T90 = 26.81 h for E. coli and 15.67 h for enterococci in the 0.4 m microcosm). However, E. coli presented greater variability in the survival capabilities, suggesting difficulties in interpreting data using only E. coli as an indicator. Therefore, the use of both indicators together should be advisable for the assessment of effluent quality from waste stabilization ponds in the Sahelian region.

Des expériences en microcosmes ont été réalisées à l’obscurité et en presence de lumière solaire à Ouagoudougou (Burkina Faso) afin d’étudier la survie d’indicateurs fécaux (Escherichia coli et entérocoques) dans les eaux usées secondaires. Le dommage causé par la lumière a été estimé par la perte de la capacité des bactéries à croître sur des milieux de culture. Les résultats montrent clairement que la lumière solaire a un effet néfaste sur la survie des deux indicateurs. Les coefficients moyens d’inactivation à l’obscurité étaient de 0,045 et 0,047 h-1 respectivement pour E. coli et les entérocoques, alors que les coefficients d’inactivation dans le microcosme le moins profond (0,1 m) en presence de lumière étaient de 0,796 et 0,559 h-1. Aucun effet significatif de la profondeur du microcosme (0,1-0,9 m) sur l’inactivation des deux indicateurs n’a été observé à la noirceur. Cependant, l’effet de la profondeur a été significatif dans les microcosmes exposés à la lumière solaire, probablement à cause de l’atténuation. En conditions d’éclairement, les entérocoques ont été beaucoup plus rapidement inactivés qu’E. coli (T90 = 26,81 h pour E. coli et 15,67 h pour les entérocoques dans le microcosme de 0,4 m de profondeur). Cependant, la variabilité de la capacité de survie d’E. coli a été plus grande, suggérant une difficulté d’interprétation des résultats dans le cas où E. coli est utilisé comme seul indicateur. Ainsi, l’utilisation des deux indicateurs simultanément serait recommandée pour estimer la qualité des effluents issus des bassins de lagunage situés en région sahélienne.

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2009

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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nrc/cjm/2009/00000055/00000012/art00007
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