Published June 2, 2023
| Version v1
Publication
Open
Considerations for environmental biogeochemistry and food security for aquaculture around Lake Victoria, Kenya
Creators
- 1. British Geological Survey
- 2. University of Eldoret
- 3. University of Nottingham
- 4. Kenya Marine and Fisheries Research Institute
Description
The impact of population expansion through economic growth and development has been identified as one of the key drivers of both water and sediment contamination from potentially harmful elements (PHEs). This presents a major hazard not only to aquatic ecosystems but local riparian communities and beyond who rely heavily on this natural resource for drinking water and fish-a valuable source of dietary micronutrients and protein. The present study measured biogeochemical concentration of PHEs in water, sediment and fish from locations pooled into four zones within Winam Gulf and Lake Victoria area of Kenya. Captured fish were used as a sentinel receptor of lake health to evaluate potential risks to fisheries and aquaculture food security. In water, concentrations of arsenic (As), cadmium (Cd), chromium (Cr), copper (Cu) and lead (Pb) were observed above the United States Environmental Protection Agency (US EPA) maximum contamination level drinking water guidelines (MCL), with aluminium (Al) observed above the Aquatic Life Criteria in all four zones. Similarly, sediment concentrations in all four zones exceeded the US EPA Effects range low (ERL) threshold guidelines for Cu, nickel (Ni), zinc (Zn) and Pb, with Cu, Zn and Pb classed at moderate contamination levels using the contamination factor. Fish tissue concentrations from the four zones were calculated using recommended daily intakes (RDI) and for PHEs as provisional maximum tolerable intakes (PMTIs) and indicated most macro- and micronutrients were at or below 10% RDI from aquaculture and wild fish, with Se indicating a greater RDI (16-29%) in all the zones. Contributions of PHEs to PMTIs were below threshold guidelines for both aquaculture and wild fish with only Cd, Cr and Pb levels being above the PMTI thresholds. There is a need to assess the long-term effects of persistent anthropogenic PHE input into Winam Gulf and the wider Lake Victoria basin. Continued monitoring of PHEs using both historical and more recent data will enable future management policies to be implemented through improved mitigation strategies to reduce their impact on water quality, fish health and subsequent human health.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تحديد تأثير التوسع السكاني من خلال النمو الاقتصادي والتنمية كأحد المحركات الرئيسية لكل من تلوث المياه والرواسب من العناصر الضارة المحتملة (PHE). وهذا يمثل خطرًا كبيرًا ليس فقط على النظم الإيكولوجية المائية ولكن أيضًا على المجتمعات النهرية المحلية وخارجها التي تعتمد بشكل كبير على هذا المورد الطبيعي لمياه الشرب والأسماك - وهو مصدر قيم للمغذيات الدقيقة الغذائية والبروتين. قاست الدراسة الحالية التركيز الكيميائي الحيوي لـ PHEs في المياه والرواسب والأسماك من المواقع المجمعة في أربع مناطق داخل خليج وينام ومنطقة بحيرة فيكتوريا في كينيا. تم استخدام الأسماك التي تم صيدها كمستقبل حارس لصحة البحيرة لتقييم المخاطر المحتملة على مصايد الأسماك والأمن الغذائي لتربية الأحياء المائية. في الماء، لوحظت تركيزات الزرنيخ (As) والكادميوم (Cd) والكروم (Cr) والنحاس (Cu) والرصاص (Pb) أعلى من المبادئ التوجيهية لمستوى التلوث الأقصى لمياه الشرب (MCL) لوكالة حماية البيئة الأمريكية (US EPA)، مع ملاحظة الألومنيوم (Al) أعلى من معايير الحياة المائية في جميع المناطق الأربع. وبالمثل، تجاوزت تركيزات الرواسب في جميع المناطق الأربع المبادئ التوجيهية لعتبة النطاق المنخفض لتأثيرات وكالة حماية البيئة الأمريكية (ERL) للنحاس والنيكل (Ni) والزنك (Zn) والرصاص، مع تصنيف النحاس والزنك والرصاص عند مستويات تلوث معتدلة باستخدام عامل التلوث. تم حساب تركيزات أنسجة الأسماك من المناطق الأربع باستخدام المآخذ اليومية الموصى بها (RDI) و PHEs كمآخذ مؤقتة قصوى مقبولة (PMTIs) وأشارت إلى أن معظم المغذيات الكبيرة والدقيقة كانت عند أو أقل من 10 ٪ من RDI من الاستزراع المائي والأسماك البرية، مع SE تشير إلى وجود RDI أكبر (16-29 ٪) في جميع المناطق. كانت مساهمات PHEs في PMTIs أقل من إرشادات العتبة لكل من الاستزراع المائي والأسماك البرية حيث كانت مستويات Cd و Cr و Pb فقط أعلى من عتبات PMTI. هناك حاجة لتقييم الآثار طويلة الأجل لمدخلات PHE المستمرة البشرية المنشأ في خليج وينام وحوض بحيرة فيكتوريا الأوسع. سيمكن الرصد المستمر لحالات الطوارئ في مجال الصحة العامة باستخدام البيانات التاريخية والأحدث من تنفيذ سياسات الإدارة المستقبلية من خلال تحسين استراتيجيات التخفيف للحد من تأثيرها على جودة المياه وصحة الأسماك وصحة الإنسان اللاحقة.Translated Description (French)
L'impact de l'expansion démographique par la croissance économique et le développement a été identifié comme l'un des principaux facteurs de contamination de l'eau et des sédiments par des éléments potentiellement nocifs (EPS). Cela présente un danger majeur non seulement pour les écosystèmes aquatiques, mais aussi pour les communautés riveraines locales et au-delà qui dépendent fortement de cette ressource naturelle pour l'eau potable et le poisson - une source précieuse de micronutriments et de protéines alimentaires. La présente étude a mesuré la concentration biogéochimique de PHE dans l'eau, les sédiments et les poissons à partir de sites regroupés en quatre zones dans la région du golfe Winam et du lac Victoria au Kenya. Les poissons capturés ont été utilisés comme récepteur sentinelle de la santé des lacs pour évaluer les risques potentiels pour la sécurité alimentaire des pêches et de l'aquaculture. Dans l'eau, des concentrations d'arsenic (As), de cadmium (Cd), de chrome (Cr), de cuivre (Cu) et de plomb (Pb) ont été observées au-dessus des lignes directrices de l'Environmental Protection Agency des États-Unis (US EPA) sur le niveau maximal de contamination de l'eau potable (MCL), avec de l'aluminium (Al) observé au-dessus des critères de vie aquatique dans les quatre zones. De même, les concentrations de sédiments dans les quatre zones ont dépassé les directives de seuil bas (ERL) de la gamme des effets de l'EPA des États-Unis pour le Cu, le nickel (Ni), le zinc (Zn) et le Pb, le Cu, le Zn et le Pb étant classés à des niveaux de contamination modérés en utilisant le facteur de contamination. Les concentrations dans les tissus des poissons des quatre zones ont été calculées en utilisant les apports journaliers recommandés (AJR) et pour les EPS en tant qu'apports maximaux tolérables provisoires (IMPT) et ont indiqué que la plupart des macro- et micronutriments étaient à un AJR inférieur ou égal à 10 % provenant de l'aquaculture et des poissons sauvages, Se indiquant un AJR plus élevé (16-29 %) dans toutes les zones. Les contributions des PHE aux PMTI étaient inférieures aux seuils recommandés pour l'aquaculture et les poissons sauvages, seuls les niveaux de Cd, Cr et Pb étant supérieurs aux seuils des PMTI. Il est nécessaire d'évaluer les effets à long terme de l'apport anthropique persistant de PHE dans le golfe Winam et le bassin plus large du lac Victoria. La surveillance continue des EPS à l'aide de données historiques et plus récentes permettra de mettre en œuvre les futures politiques de gestion grâce à des stratégies d'atténuation améliorées afin de réduire leur impact sur la qualité de l'eau, la santé des poissons et la santé humaine ultérieure.Translated Description (Spanish)
El impacto de la expansión de la población a través del crecimiento económico y el desarrollo se ha identificado como uno de los principales impulsores de la contaminación del agua y los sedimentos por elementos potencialmente dañinos (PHE). Esto representa un gran peligro no solo para los ecosistemas acuáticos, sino también para las comunidades ribereñas locales y otras que dependen en gran medida de este recurso natural para obtener agua potable y pescado, una valiosa fuente de micronutrientes y proteínas dietéticas. El presente estudio midió la concentración biogeoquímica de PHE en agua, sedimentos y peces de ubicaciones agrupadas en cuatro zonas dentro del Golfo de Winam y el área del Lago Victoria de Kenia. Los peces capturados se utilizaron como receptor centinela de la salud de los lagos para evaluar los riesgos potenciales para la seguridad alimentaria de la pesca y la acuicultura. En el agua, se observaron concentraciones de arsénico (As), cadmio (Cd), cromo (Cr), cobre (Cu) y plomo (Pb) por encima de las pautas de nivel máximo de contaminación del agua potable (MCL) de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA), con aluminio (Al) observado por encima de los Criterios de Vida Acuática en las cuatro zonas. De manera similar, las concentraciones de sedimentos en las cuatro zonas excedieron las pautas de umbral bajo (ERL) del rango de efectos de la EPA de EE. UU. para Cu, níquel (Ni), zinc (Zn) y Pb, con Cu, Zn y Pb clasificados en niveles de contaminación moderados utilizando el factor de contaminación. Las concentraciones de tejido de pescado de las cuatro zonas se calcularon utilizando las ingestas diarias recomendadas (IDR) y para PHE como ingestas máximas tolerables provisionales (PMTI) e indicaron que la mayoría de los macro y micronutrientes estaban en o por debajo del 10% de IDR de la acuicultura y los peces silvestres, con Se indicando una mayor IDR (16-29%) en todas las zonas. Las contribuciones de los PHE a los PMTI estuvieron por debajo de las pautas de umbral tanto para la acuicultura como para los peces silvestres, con solo niveles de Cd, Cr y Pb por encima de los umbrales de PMTI. Es necesario evaluar los efectos a largo plazo de la entrada de PHE antropogénica persistente en el Golfo de Winam y la cuenca más amplia del Lago Victoria. El monitoreo continuo de las PHE utilizando datos históricos y más recientes permitirá implementar futuras políticas de gestión a través de mejores estrategias de mitigación para reducir su impacto en la calidad del agua, la salud de los peces y la salud humana posterior.Files
s10653-023-01585-w.pdf.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:cd77f4a3b8ae85671dea12578742a8dd
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- اعتبارات الكيمياء الحيوية البيئية والأمن الغذائي لتربية الأحياء المائية حول بحيرة فيكتوريا، كينيا
- Translated title (French)
- Considérations pour la biogéochimie environnementale et la sécurité alimentaire pour l'aquaculture autour du lac Victoria, au Kenya
- Translated title (Spanish)
- Consideraciones para la biogeoquímica ambiental y la seguridad alimentaria para la acuicultura alrededor del lago Victoria, Kenia
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4379093776
- DOI
- 10.1007/s10653-023-01585-w
References
- https://openalex.org/W116434177
- https://openalex.org/W1591036309
- https://openalex.org/W1972568665
- https://openalex.org/W1980544249
- https://openalex.org/W1984750810
- https://openalex.org/W1988742178
- https://openalex.org/W1992655702
- https://openalex.org/W2002984536
- https://openalex.org/W2021133788
- https://openalex.org/W2030287063
- https://openalex.org/W2033957098
- https://openalex.org/W2054747551
- https://openalex.org/W2055219624
- https://openalex.org/W2058218913
- https://openalex.org/W2059245554
- https://openalex.org/W2061002292
- https://openalex.org/W2067820705
- https://openalex.org/W2073531058
- https://openalex.org/W2081308823
- https://openalex.org/W2082612656
- https://openalex.org/W2087914662
- https://openalex.org/W2117242520
- https://openalex.org/W2118500418
- https://openalex.org/W2130812670
- https://openalex.org/W2131536099
- https://openalex.org/W2150950487
- https://openalex.org/W2168249179
- https://openalex.org/W2170733646
- https://openalex.org/W2199472825
- https://openalex.org/W2226563769
- https://openalex.org/W2333827991
- https://openalex.org/W2561050079
- https://openalex.org/W2749741506
- https://openalex.org/W2754545772
- https://openalex.org/W2759111741
- https://openalex.org/W2811470851
- https://openalex.org/W2897288785
- https://openalex.org/W2921165506
- https://openalex.org/W2945493332
- https://openalex.org/W2966813713
- https://openalex.org/W2970306262
- https://openalex.org/W2979548274
- https://openalex.org/W2990038457
- https://openalex.org/W3006691221
- https://openalex.org/W3021205842
- https://openalex.org/W3134629861
- https://openalex.org/W3178797070
- https://openalex.org/W3199241168
- https://openalex.org/W3210084078
- https://openalex.org/W3216304428
- https://openalex.org/W4200531087
- https://openalex.org/W4237627857
- https://openalex.org/W4293082184
- https://openalex.org/W582945585
- https://openalex.org/W639551748
- https://openalex.org/W850294230