Published July 27, 2022
| Version v1
Publication
Open
Water quality assessment in mosquito breeding habitats based on dissolved organic matter and chlorophyll measurements by laser-induced fluorescence spectroscopy
Creators
- 1. University of Cape Coast
Description
Rapid urbanization and its associated pollution can affect water quality in mosquito breeding habitats and, as a result, the ecology and control of mosquito vectors. To understand the effects of pollution on mosquito vectors, an accurate assessment of water quality in breeding habitats is needed. Presently, water quality assessment of mosquito breeding habitats is usually based on the measurement of individual physicochemical parameters. However, several parameters are sometimes difficult to interpret or may not give a clear picture of the overall water quality of the breeding habitats, especially when the pollutants are in complex mixtures. This study employed the use of Laser-Induced Fluorescence (LIF) spectroscopy to assess water quality in breeding habitats of Anopheles, Aedes, and Culex mosquitoes in urban areas in Cape Coast, Ghana. The LIF spectra, using a 445-nm diode laser, were measured from field-collected water samples in the laboratory. The LIF spectra showed the presence of dissolved organic matter (DOM) and chlorophyll in the breeding habitats. The DOM and chlorophyll fluorescence signals were normalised by the Raman vibrational signals to determine water quality in each habitat. The overall water quality was better in Aedes breeding habitats than in Anopheles and Culex breeding habitats. The poor water quality in Anopheles and Culex breeding habitats was due to the presence of high fulvic acid and chlorophyll content, which often reflect pollutants from anthropogenic sources. Anopheles and Aedes habitats were made up of mainly An. coluzzii and Ae. aegypti respectively while Culex species were identified to genus level. The results add up to the growing concern about the breeding of Anopheles in polluted habitats. The study demonstrated for the first time the ability of LIF spectroscopy to assess water quality in mosquito breeding habitats.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن أن يؤثر التحضر السريع والتلوث المرتبط به على جودة المياه في موائل تكاثر البعوض، ونتيجة لذلك، على البيئة والسيطرة على ناقلات البعوض. لفهم آثار التلوث على ناقلات البعوض، هناك حاجة إلى تقييم دقيق لجودة المياه في موائل التكاثر. في الوقت الحاضر، يعتمد تقييم جودة المياه لموائل تكاثر البعوض عادة على قياس المعلمات الفيزيائية الكيميائية الفردية. ومع ذلك، يصعب أحيانًا تفسير العديد من المعلمات أو قد لا تعطي صورة واضحة عن جودة المياه الإجمالية لموائل التكاثر، خاصة عندما تكون الملوثات في مخاليط معقدة. استخدمت هذه الدراسة استخدام التحليل الطيفي للتألق المستحث بالليزر (LIF) لتقييم جودة المياه في موائل تكاثر بعوض الأنوفيليس والزاعجة والبعوض في المناطق الحضرية في كيب كوست، غانا. تم قياس أطياف LIF، باستخدام ليزر ديود 445 نانومتر، من عينات المياه التي تم جمعها ميدانيًا في المختبر. أظهرت أطياف LIF وجود المادة العضوية الذائبة (DOM) والكلوروفيل في موائل التكاثر. تم تطبيع إشارات الفلورة DOM والكلوروفيل من خلال إشارات رامان الاهتزازية لتحديد جودة المياه في كل موطن. كانت جودة المياه بشكل عام أفضل في موائل تكاثر الزاعجة منها في موائل تكاثر الأنوفيليس والكوليكس. ترجع رداءة نوعية المياه في موائل تكاثر الأنوفيليس والكوليك إلى وجود نسبة عالية من حمض الفولفيك والكلوروفيل، والتي غالبًا ما تعكس الملوثات من مصادر بشرية. كانت موائل الأنوفيليس والزاعجة تتكون بشكل رئيسي من An. coluzzii و Ae. aegypti على التوالي بينما تم تحديد أنواع Culex على مستوى الجنس. تضيف النتائج إلى القلق المتزايد بشأن تكاثر الأنوفيليس في الموائل الملوثة. أظهرت الدراسة لأول مرة قدرة التحليل الطيفي لـ LIF على تقييم جودة المياه في موائل تكاثر البعوض.Translated Description (French)
L'urbanisation rapide et sa pollution associée peuvent affecter la qualité de l'eau dans les habitats de reproduction des moustiques et, par conséquent, l'écologie et le contrôle des moustiques vecteurs. Pour comprendre les effets de la pollution sur les moustiques vecteurs, une évaluation précise de la qualité de l'eau dans les habitats de reproduction est nécessaire. Actuellement, l'évaluation de la qualité de l'eau des habitats de reproduction des moustiques est généralement basée sur la mesure de paramètres physico-chimiques individuels. Cependant, plusieurs paramètres sont parfois difficiles à interpréter ou peuvent ne pas donner une image claire de la qualité globale de l'eau des habitats de reproduction, en particulier lorsque les polluants sont dans des mélanges complexes. Cette étude a utilisé la spectroscopie de fluorescence induite par laser (LIF) pour évaluer la qualité de l'eau dans les habitats de reproduction des moustiques Anophèles, Aedes et Culex dans les zones urbaines de Cape Coast, au Ghana. Les spectres LIF, utilisant un laser à diode de 445 nm, ont été mesurés à partir d'échantillons d'eau prélevés sur le terrain en laboratoire. Les spectres LIF ont montré la présence de matière organique dissoute (DOM) et de chlorophylle dans les habitats de reproduction. Les signaux de fluorescence DOM et chlorophylle ont été normalisés par les signaux vibrationnels Raman pour déterminer la qualité de l'eau dans chaque habitat. La qualité globale de l'eau était meilleure dans les habitats de reproduction d'Aedes que dans les habitats de reproduction d'Anopheles et de Culex. La mauvaise qualité de l'eau dans les habitats de reproduction d'Anopheles et de Culex était due à la présence d'une teneur élevée en acide fulvique et en chlorophylle, qui reflètent souvent des polluants de sources anthropiques. Les habitats d'Anopheles et d'Aedes étaient constitués principalement d'An. coluzzii et d'Ae. aegypti respectivement, tandis que les espèces de Culex ont été identifiées au niveau du genre. Les résultats s'ajoutent à la préoccupation croissante concernant l'élevage d'anophèles dans des habitats pollués. L'étude a démontré pour la première fois la capacité de la spectroscopie LIF à évaluer la qualité de l'eau dans les habitats de reproduction des moustiques.Translated Description (Spanish)
La rápida urbanización y su contaminación asociada pueden afectar la calidad del agua en los hábitats de reproducción de mosquitos y, como resultado, la ecología y el control de los mosquitos vectores. Para comprender los efectos de la contaminación en los mosquitos vectores, se necesita una evaluación precisa de la calidad del agua en los hábitats de reproducción. Actualmente, la evaluación de la calidad del agua de los hábitats de reproducción de mosquitos generalmente se basa en la medición de parámetros fisicoquímicos individuales. Sin embargo, varios parámetros a veces son difíciles de interpretar o pueden no dar una idea clara de la calidad general del agua de los hábitats de reproducción, especialmente cuando los contaminantes están en mezclas complejas. Este estudio empleó el uso de espectroscopía de fluorescencia inducida por láser (LIF) para evaluar la calidad del agua en hábitats de reproducción de mosquitos Anopheles, Aedes y Culex en áreas urbanas de Cape Coast, Ghana. Los espectros LIF, utilizando un láser de diodo de 445 nm, se midieron a partir de muestras de agua recolectadas en campo en el laboratorio. Los espectros LIF mostraron la presencia de materia orgánica disuelta (DOM) y clorofila en los hábitats de reproducción. Las señales de fluorescencia de Dom y clorofila se normalizaron mediante las señales de vibración Raman para determinar la calidad del agua en cada hábitat. La calidad general del agua fue mejor en los hábitats de reproducción de Aedes que en los hábitats de reproducción de Anopheles y Culex. La mala calidad del agua en los hábitats de reproducción de Anopheles y Culex se debió a la presencia de un alto contenido de ácido fúlvico y clorofila, que a menudo reflejan contaminantes de fuentes antropogénicas. Los hábitats de Anopheles y Aedes se componían principalmente de An. coluzzii y Ae. aegypti respectivamente, mientras que las especies de Culex se identificaron a nivel de género. Los resultados se suman a la creciente preocupación por la cría de Anopheles en hábitats contaminados. El estudio demostró por primera vez la capacidad de la espectroscopia LIF para evaluar la calidad del agua en hábitats de reproducción de mosquitos.Files
journal.pone.0252248&type=printable.pdf
Files
(2.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e5563729b58496b466d3779739d99107
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم جودة المياه في موائل تكاثر البعوض بناءً على قياسات المواد العضوية الذائبة والكلوروفيل عن طريق التحليل الطيفي الفلوري المستحث بالليزر
- Translated title (French)
- Évaluation de la qualité de l'eau dans les habitats de reproduction des moustiques basée sur des mesures de matière organique dissoute et de chlorophylle par spectroscopie de fluorescence induite par laser
- Translated title (Spanish)
- Evaluación de la calidad del agua en hábitats de reproducción de mosquitos basada en mediciones de materia orgánica disuelta y clorofila mediante espectroscopía de fluorescencia inducida por láser
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4288067538
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0252248
References
- https://openalex.org/W1587695015
- https://openalex.org/W2000346603
- https://openalex.org/W2014404765
- https://openalex.org/W2015253636
- https://openalex.org/W2049539721
- https://openalex.org/W2059340253
- https://openalex.org/W2061959974
- https://openalex.org/W2085890681
- https://openalex.org/W2104103976
- https://openalex.org/W2116782162
- https://openalex.org/W2143810739
- https://openalex.org/W2148426952
- https://openalex.org/W2160974922
- https://openalex.org/W2164633869
- https://openalex.org/W2165258753
- https://openalex.org/W2590804640
- https://openalex.org/W2668731847
- https://openalex.org/W2745715879
- https://openalex.org/W2758987822
- https://openalex.org/W2794039199
- https://openalex.org/W2886785797
- https://openalex.org/W2950424905
- https://openalex.org/W2972339655
- https://openalex.org/W2988497123
- https://openalex.org/W2992701751
- https://openalex.org/W3000736475
- https://openalex.org/W3001944207
- https://openalex.org/W3013548101
- https://openalex.org/W3016026482
- https://openalex.org/W3048764787
- https://openalex.org/W3092211280
- https://openalex.org/W4238255994