Daily evolution of the abundance of Enterobacteriaceae in wells, in the equatorial region of Cameroon (Central Africa): The hierarchical order of some predominant factors

Évolution journalière de l’abondance des Enterobacteriaceae dans les eaux de puits en région équatoriale au Cameroun (Afrique Centrale) : Hiérarchisation des facteurs prédominants

¹ Université de Yaoundé 1, Faculté des Sciences, Laboratoire de Biologie Générale, Yaoundé, Cameroun
² Université des Sciences et Technologies de Lille 1, Laboratoire ProBioGEM, Cité Scientifique, 59655 Villeneuve d’Ascq cedex, France
³ Université Libre de Bruxelles, Écologie des Systèmes Aquatiques, CP 221, Boulevard du Triomphe, 1050 Bruxelles, Belgique

^* Auteur de correspondance : moise.nola@yahoo.com

Abstract

The main purpose of this investigation was to rank in the hierarchical order, some factors which may be predominant in the daily changes in the abundance of Enterobacteriaceae in wells, in equatorial area of Cameroon (Central Africa). Those factors included electrical conductivity, color, temperature, total suspended solids (TSS), pH, turbidity, CO₂, NH₄⁺ , BOD5, and the cell concentration at the initial moment. The water temperature ranged between 19 and 20 °C. The turbidity in wells varied from 1.2 to 103 FTU. The highest concentrations of TSS varied from 10 to 102 mg.L^-1. The values of water color fluctuated between 37 and 494 PtCo. The pH ranged from 4.93 to 8.04. The highest concentrations of dissolved CO₂ reached 15.84 mg.L^-1 and the lowest value was 8.8 mg.L^-1. The values of electrical conductivity fluctuated between 244 and 767 µS.cm^-1. The concentrations of NH₄⁺ varied from 2.42 to 10.2 mg.L^-1. The BOD5 values ranged from 5 to 125 mg.L^-1. The bacteria concentrations at the initial moments for the whole wells points varied from 1.30 to 5 log units.mL^-1. After 2 h of incubation, it fluctuated between 1.30 and 5 log units.mL^-1. After 4 h incubation, it fluctuated between 1.30 and 4.78 log units.mL^-1. It ranged between 1.30 and 4.80 log units.mL^-1, 1.30 and 4.78 log units.mL^-1, 1.30 and 4.84 log units.mL^-1, and 1.30 and 4.90 log units.mL^-1 after 6 h, 8 h, 10 h and 12 h of incubation respectively. The cell abundance undergoes fluctuation during incubation in each wells point. The concentration of Enterobacteriaceae decreased during the first hours of incubation in most cases. The decrease was followed after a delay that varied according to the sampling campaign, with an increase of cell abundance. Using the power-law function, it was noted that the dominant factors in the daily changes of instantaneous cell abundances, in decreasing hierarchical order were NH₄⁺ , pH, dissolved CO₂, turbidity, color, total suspended solids, and the BOD5. The electrical conductivity and the concentration of cells at the initial moments played a minor role. It also let out that in natural aquatic systems all factors do not impact at the same time.

Résumé

L’objectif de cette étude était de hiérarchiser par ordre d’importance les facteurs qui, au cours d’une journée, ont un impact prépondérant dans les changements instantanés de l’abondance des Enterobacteriaceae dans les eaux de puits, en région équatoriale au Cameroun (Afrique Centrale). Les facteurs considérés dans l’étude ont été la conductivité électrique, la couleur, la température, les matières en suspension (MES), le pH, la turbidité, l’azote ammoniacale (NH₄⁺ ), la DBO5, le CO₂ dissous, et la concentration cellulaire à l’instant initial. Dans les eaux analysées, la température a varié de 19 à 20 °C, la turbidité de 1,2 à 103 FTU, les MES de 10 à 102 mg.L^-1, la couleur de 37 à 494 PtCo, le pH de 4,93 à 8,04, la conductivité électrique de 244 à 767 µS.cm^-1, NH₄⁺ de 2,42 à 10,2 mg.L^-1, la DBO5 de 5 à 125mg.L^-1. La concentration la plus élevée du CO₂ était de 15,84 mg.L^-1, et la plus basse était de 8,8 mg.L^-1. Les concentrations cellulaires aux moments initiaux ont oscillé entre 1,30 et 5 unités log.mL^-1. Après 2 h d’incubation, elles ont oscillé entre 1,30 et 5 unités log.mL^-1. Après 4 h d’incubation, elles ont fluctué entre 1,30 et 4,78 unités log.mL^-1. Par la suite, elles ont oscillé entre 1,30 et 4,80 unités log.mL^-1, entre 1,30 et 4,78 unités log.mL^-1, entre 1,30 et 4,84 unités log.mL^-1, et entre 1,30 et 4,90 unités log.mL^-1, respectivement après 6 h, 8 h, 10 h et 12 h d’incubation. La concentration cellulaire dans chaque puits a subi une fluctuation temporelle au courant de la journée. La concentration des Enterobacteriaceae a diminué au cours des premières heures d’incubation. Cette diminution a été suivie d’une hausse d’abondance cellulaire, mais avec un retard de durée variable selon les campagnes d’étude. À l’aide de la loi de puissance, il a été noté que les facteurs intervenant de façon prépondérante dans les changements instantanés d’abondance des Enterobacteriaceae sont par ordre de dominance décroissante, classés comme suit : NH₄⁺, pH, CO₂ dissous, turbidité, couleur, MES et DBO5. La conductivité électrique et la concentration cellulaire à l’instant initial jouent un rôle mineur. Il en découle qu’en milieu aquatique naturel, tous les facteurs n’agissent pas en même temps.