Seasonal variation in microcystin levels of river Nile water at Sohag City, Egypt

Variations saisonnières des concentrations en microcystines dans les eaux du Nil à Sohag, Egypte

¹ Department of Botany, Faculty of Science (Sohag), South Valley University, Sohag, 82524, Egypt.
² Department of Biological Sciences, Wright State University, Dayton, 45435 Ohio, USA.

mzakaria_99@yahoo.com wayne.carmichael@wright.edu

Abstract

The river Nile is the main source of drinking water in Egypt. Nutrient loading coupled with year-round warm weather favor the growth of cyanobacteria, several of which can produce cyanotoxins, especially the potent liver toxins called microcystins. Most microcystin resides inside or closely attached to cyanobacteria cells, and are released into the water column as cells lyse from senescence or chemical treatment. The present study evaluated microcystin levels, as measured by immunoassay (ELISA), in both raw and finished drinking water of the river Nile, during the warm season (May-October), near the drinking water intake for Sohag City, Egypt. The results showed that microcystin content within the cells correlated better with type of microcystin-producing cyanobacteria (Gomphosphaeria, Microcystis, Oscillatoria) rather than chlorophyll a. Microcystin concentration in cell-free water correlated significantly with that measured within the cells, with maximum values being recorded in September (0.4-0.78 µg l^-1). Microcystin levels in the finished drinking water were low (56.1- 87.1 ng l^-1) and were detected only in May and June. The study indicates that microcystin is present in the raw and finished drinking water at Sohag City but that levels did not exceed the World Health Organization (WHO) drinking water guideline level of 1µg l^-1 during May-October 1999.

Résumé

Le Nil est la principale source d'approvisionnement en eau potable en Egypte. Les apports en nutriments, couplés à un climat chaud permanent favorisent la croissance des cyanobactéries dont plusieurs espèces peuvent produire des cyanotoxines, et spécialement des microcystines potentiellement toxiques pour le foie. La plupart des microcystines sont contenues ou fortement attachées dans les cellules et sont relarguées dans la colonne d'eau aussi bien par lyse au moment de la sénescence qu'après traitement chimique. Cette étude évalue les concentrations en microcystines, mesurées d'après des immunoessais (ELISA), dans les eaux brutes du Nil et après traitement destiné à la potabilité, durant la saison chaude (mai-octobre), près de la prise d'eau de la ville de Sohag. Les résultats montrent que le niveau en microcystines dans les cellules est mieux corrélé avec le type cyanobactéries productrice de microcystine (Gomphosphaeria, Microcystis, Oscillatoria) qu'avec la chlorophylle a. La concentration en microcystine dans l'eau (cellules exclues) est significativement corrélée avec celle mesurée dans les cellules, avec un maximum observé en septembre (0,4-0,7 µgl^-1). Les concentrations de microcystines dans l'eau, produites en vue de la distribution d'eau potable, étaient basses (56,1-87,1 ngl^-1) et seulement détectées en mai et juin. L'étude indique que la microcystine est présente dans les eaux brutes et dans les eaux après traitement à Sohag. Cependant, durant la période mai-octobre 1999, les valeurs observées n'excèdent pas le niveau guide de 1 µgl^-1 recommandé par l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS).