The variability influence of physicochemical parameters on macroinvertebrate assemblages in the Rhumel and Endja rivers, Algeria

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

SALIHA KHERIEF-NACEREDDINE
HAMSSA DJEDDI
BENAYACHE NAİLA YASMİNE
SABAH BOUKERIA
ZOUBIDA BENMAKHLOUF
FATIMA-ZOHRA MEHENNAOUI-AFRI

Abstract

Abstract. Kherief-Nacereddine S, Djeddi H, Nail-Yasmine B, Boukeria S, Benmakhlouf Z, Mehennaoui-Afri FZ. 2023. The variability influence of physicochemical parameters on macroinvertebrate assemblages in the Rhumel and Endja rivers, Algeria. Biodiversitas 24: 539-550. Water resources are the most essential resource in the development of the various sectors of a country's economy. In Algeria, a country with a semi-arid climate, the supply of drinking and industrial water is mainly provided by surface water. Currently, the water supply for industrial uses is threatened by the problems of anthropogenic pollution (e.g., urban discharges, industrial and agricultural activities, etc.). The objective of this work is to assess the variability influence of water physicochemical parameters on macroinvertebrate communities in the Rhumel and Endja rivers in Algeria which supply the Beni Haroun. In each river, two observation stations were established located upstream and downstream, totaling four stations (Rhumel: (Rh1 and Rh2) and Endja: En 1 and En 2). Physicochemical parameters of water were measured, and biological parameters of benthic macroinvertebrate assemblages were calculated. The physicochemical approach put highlights the monthly changes in water quality along the two rivers in relation to urban, agricultural, and industrial discharges and as a response to seasonal variations in water level. The difference in taxonomic richness corresponded to environmental conditions of stations appearing more or less stable and highlighting a gradient of the stress on organisms. The results showed that there were 2071 individuals of macroinvertebrates recorded, belonging to 19 families and 10 orders. The individual number of this macrofauna consisted of 75.20% insects, 12.50% worms, and 12.30% mollusks, with the most abundant families across all stations being Chironomidae and Baetidae. The spatiotemporal variability of benthic macroinvertebrate assemblages in the two rivers indicated that summer recorded the highest abundance of all samples. The highest number of macroinvertebrate individuals was recorded at Rhumel stations. The elements indicating high pollution were SO4, PO4- and NO2- with the highest values recorded during the summer season for the four stations. Higher pollution was observed at the Endja river. The findings of this study imply that the waters of two rivers are unsuitable for use even for irrigation purposes.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

References
Abah? KS, Gnohossou MP, Akodogbo HH, Orou P?am? Z, Adje D, Tchaou C, Okoya J. 2018. Structure et diversité des macroinvertébrés benthiques de la partie supérieure du fleuve Ouémé au Bénin. Afrique Science : Revue internationale des sciences et technologies, 14, 259-270. http://www.afriquescience.net
ABH. 1999. Cahier d’aménagement des bassins hydrauliques. Constantine. Algérie.
Abrid D, El Hmaidi A, Abdallaoui A, Essahlaoui A. 2014. Study of Trace Metals in Surface Sediments of the Dam Reservoir Sidi Chahed (Meknes, Morocco).The International Journal Of Engineering And Science (IJES). ISSN (e): 2319-1813 ISSN(p): 2319-1805. https://www.researchgate.net/publication/259967893.
Adandedjan D, Ahouansou MS, Chikou A, Laleye P, Gourene G. 2013. Use of the self-organizing map (SOM) for the characterization of macrobenthic populations. 1631-0691. Academy of Sciences. Elsevier Masson SAS / http://dx.doi.org/10.1016/j.crvi.2013.04.009.
Adouony AEN, Edia OE, Lacina D, Allassane O. 2018. Diversity and Distribution of Aquatic Macroinvertebrates in Faé Dam Lake (South-West of Côte d'Ivoire). International Journal of Science and Research (IJSR). ISSN: 2319-7064. Research Gate Impact Factor (2018): 0.28 | SJIF (2018): 7.426. 864-875pp. ID: 11012001. doi: 10.21275/11012001.
Aera CN, M’Erimba CM, Nzula K.2019. Effect of Organic Effluents on Water Quality and Benthic Macroinvertebrate Community Structure in Njoro River, Kenya. Journal Environemental Analytical Toxicology 2019, 9:2161-0525 doi: 10.4172/2161-0525.1000601
AFNOR, 2009. Qualité de l'eau-Prélèvement des macro-invertébrés aquatiques en rivières peu profondes. Association Française de NOrmalisation AFNOR, Paris. XP T 90-333.,15 p.
Afri-Mehennaoui FZ, Mehennaoui S. 2005. Qualité écologique des cours d’eau dans l’est algérien: cas de l’oued Rhumel dans le Constantinois. Deuxième Congrès Méditerranéen : Ressources en eau dans le Bassin Méditerranéen : WATMED 2. Marrakech, Maroc. 14-17 Novembre, Proceeding CD- Rom.
Agblonon Houelome TM, Adandedjan D, Ch?kou A, Imorou Toko I, Bonou C, Youssao I Et Laleye P. 2017. Evaluation de la qualité des eaux des ruisseaux du cours moyen de la rivière Alibori par l’étude des macroinvertébrés benthiques dans le bassin cotonnier du Bénin (Afrique de l’Ouest). Int. J. Biol. Chim. Sci. 10(6): 2461-2476. doi: http://dx.doi.org/10.4314/ijbcs.v10i6.5
Agouridis CT, Wesley ET, Sanderson TM, and Newton BL. 2015. Aquatic Macroinvertebrates: Biological Indicators of Stream Health". Agriculture and Natural Resources Publications. 175. https://uknowledge.uky.edu/anr_reports/175.6p.
Arimoro FO, Ikomi RB, Ajuzieogu IO, Nwadukwe FO. 2011. Temporal and spatial variability in macroinvertebrate community structure in relation to environmental variables in Ajijiguan Creek, Niger Delta, Nigeria. African Journal of Aquatic Science 2011, 36(1): 57–66. African Journal of Aquatic Science ISSN 1608–5914. EISSN 1727–9364. doi: 10.2989/16085914.2011.559.
Belabed B E, Meddour A, Samraoui B, Chenchouni H. 2017. Modeling seasonal and spatial contamination of surface waters and upper sediments with trace metal elements across industrialized urban areas of the Seybouse watershed in North Africa. Environ. Monit. Assess. 189, 265. https://doi.org/10.1007/s10661-017-5968-5.
Belksier M S, Chaab S, Abour F.2016. Hydrochemical quality of the groundwater of the unconfined aquifer in Oued Righ region and assessement of its vulnerability to pollution. Rev. Sci. Technol., Synthèse 32: 42 -57.
Benayache N-Y, Nguyen-Quang T, Hushchyna K, McLellam K, Afri Mehennaoui F-Z, Bouaïcha N. 2019. An overview of cyanobacteria harmful algal bloom (CyanoHAB) issues in freshwater ecosystems. In: Gökçe D (ed) Limnology-some new aspects of Inland Water Ecology. Intech Open, pp 1–25
Benayache N Y, Afri Mehennaoui F Z, Kherief Nacereddine S, Vo Quoc Bao, Hushchyna K, Nguyen Quang T, Bouaïcha N. 2022. Massive fish death associated with the toxic cyanobacterial
Planktothrix sp. bloom in the Béni Haroun Reservoir (Algeria). Environmental Science and Pollution Research. https://doi.org/10.1007/s11356-022-21538-7
Benrabah S, Bousnoubra H, Kherici N, Cote M. 2013. Caracterisation de la qualite des eaux de I'oued Kebir ouest (Nord Est algérien). Rev. Sci. Technol., Synthese 26: 30- 39
Bouchelouche D, Derradji N, Arab A. 2013. L’utilisation des méthodes biologiques pour l’estimation de la qualité de l’eau du réseau hydrographique d'oued El Harrach (Blida et Alger). USTHB?FBS?4th International Congress of the Populations & Animal Communities “Dynamics & Biodiversity of the terrestrial & aquatic Ecosystems"CIPCA4" Taghit (Bechar, Algeria, 19?21: 239-245.
Bouaroudj S, Menad A, Bounamous A, Ali-Khodja H, Gherib A, Weigel D E, Chenchoun H. 2019. Assessment of water quality at the largest dam in Algeria (Beni Haroun Dam) and effects of irrigation on soil characteristics of agricultural lands. Chemosphere journal home page:elsevier.com/ locate/ Chemosphere https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.11.193
Bouzid-Lagha, S., et Djelita, B. 2012. Etude du phénomène d’eutrophisation dans le Barrage de Hammam Boughrara (Tlemcen, Algérie). Hydrological Sciences Journal : 57 (1) : 186-201 DOI: 10.1080/02626667.2011.634417
Bremond R, Vuichard R. 1973. Les paramètres de la qualité des eaux. Eds. La documentation française, Paris. 173 p
Chakravorty P P, Sinha M, Chakraborty S K. 2014. Impact of industrial effluent on water quality and benthic macro invertebrate diversity in fresh water ponds in Midnapore district of west Bengal, India. Journal of Entomology and Zoology Studies 2014; 2 (3): 93-101.
Chorus I, Fastner J, Welker M. 2021. Cyanobacteria and cyanotoxins in a changing environment: concepts, controversies, challenges. Water 13:2463. https://doi.org/10.3390/w13182463
Dajoz R. 2006. Précis d’écologie. 8ème Edition. Dunod, Paris. 704p
David Alain J, Castilo MM. 2007. Stream Ecology, Structure and function of running waters. 2end Edi. ISBN 978-1-4020-5582-9 (PB), ISBN 978-1-4020-5583-6 (e-book) ISBN 978-1-4020-5583-6 (e-book). Published by Springer, P.O. Box 17, 3300 AA Dordrecht, The Netherlands. www.springer.com.444p.
Djeddi H, Kherief Nacereddine S, Keddari D, Afri-Mehennaoui F-Z. 2018 : Teneurs des éléments traces métalliques Cu, Zn Et Pb des sédiments du Barrage Béni Haroun (Nord-Est de l’Algérie). European Scientific Journal May 2018 edition ISSN: 1857 – 7881 (Print) e. EISSN: 1857- 743. http://dx.doi.org/10.19044/esj.2018.v14n15p26 .
Djeddi H. 2019. Niveau de contamination par les ETM des sédiments du barrage Béni Haroun et des oueds qui l’alimentent : transfert vers la faune. Thèse de Doctorat en science. Université des Frères Mentouri Constantine1. 277p.
Dohet A, Cauchie H, Ector L, Hoffmann L. 2008. Identification of benthic invertebrate and diatom indicator taxa that distinguish different stream types as well as degraded from reference conditions in Luxembourg. Animal Biology, 58 (4), 419-472.https://doi.org/10.1163/157075608X383719
Environment Agency, 2012. A guide to getting ready for climate change by creating riparian shade. Report by the Environment Agency, 41 pp
Etteieb S, Cherif S, Tarhouni J. 2015. Hydrochemical assessment of water quality for irrigation: a case study of the Medjerda River in Tunisia .Appl Water Sci (2017) 7:469–480.
Gouissi FM, Samon O, Abahi KS, Adje DD, Tchaou CM, Orou Piami Z, Okoya JGA, Gnohossou M P. 2019. Relationship between Macroinvertebrates and Physico-Chemical Parameters to Access Water Quality of the Affon River in Bénin. Advances in Entomology, 7, 92-104. https://doi.org/10.4236/ae.2019.74008
Guemmaz F, Neffar S, Chenchouni H. 2019. Physicochemical and bacteriological quality of surface water resources receiving common wastewater effluents in drylands of Algeria. In: Negm, A., Bouderbala, A., Chenchouni, H., Barcelo, D. (Eds.), Water Resources in Algeria: Vol. II: Water Quality, Treatment, Protection and Development. The Handbook of Environmental Chemistry Series. Springer Publishing.
JORA. 2011. Décret excécutif n°11-219 du 12 juin 2011 fixant les objectifs de qualité des eaux superficielles et souterraines destinées à l’alimentation en eau des populations.Joradp n°34 du 19 juin 2011.
Kamb Tshijik J-C, Ndey Ifuta S, Ntumbula Mbaya A, Kiamfu Pwema V. 2015. Influence du substrat sur la répartition des macroinvertébrés benthiques dans un système lotique : cas des rivières Gombe, Kinkusa et Mangengenge. Int. J. Biol. Chem. Sci. 9(2): 970-985, April 2015. ISSN 1991-8631 (Print). http://indexmedicus.afro.who.in. DOI :http://dx.doi.org/10.4314/ijbcs.v9i2.33.
Kazanc? N, Ba?ören Ö, Türkmen G, Öz B, Ekingen P, Bolat Hüseyin A. 2013. Assessment of macroinvertebrate community structure and water quality of running waters in Camili (Artvin, Turkey); a part of Caucasus Biodiversity Hotspot, by using Water Framework Directive (WFD) methods. Review of Hydrobiology Ara?t?rma Makalesi. 6,2: 91-102 (2013) ISSN 1308-4119.www.reviewofhydrobiology.org
Keddari D, Afri-Mehennaoui F Z, Sahli L, Mehennaoui S. 2019. Qualité écologique via la faune
macro-invertébrée benthique et devenir du niveau de contamination par le Cr et le Pb des sédiments de l’oued Boumerzoug (Constantine, Algérie). Algerian J. Env. Sc. Technology. 5 (2) : 990-998.
Keddari D, Smatti-Hamza I, Mehennaoui S, Sahli L, Afri-Mehennaoui F-Z. 2021. Occurrence and distribution of heavy metals in the tissues of Physa acuta (D.) in relation to the contamination level of sediments from Boumerzoug wadi (Algeria), Environmental Forensics, https://doi.org/10.1080/15275922.2021.1976313
Kherief Nacereddine S, Djeddi H, Benayache N-Y, Afri- Mehennaoui F-Z. 2018 : Dynamique des éléments nutritifs et du phytoplancton dans le barrage Béni Haroun dans l’est algérien. European Scientific Journal April 2018 edition Vol.14, No.12 ISSN: 1857 – 7881 (Print) e - ISSN 1857- 7431. URL:http://dx.doi.org/10.19044/esj.2018.v14n12p111
Koudenoukpo CZ, Chikou A, Togouet Zebaze SH, Mvondo N, Hazoume R-U-S, Houndonougbo P-K, Mensah G-A, Laleye P-A. 2017. Zooplanctons et Macroinvertébrés aquatiques : vers un assemblage de bioindicateurs pour un meilleur monitoring des écosystèmes aquatiques en région tropicale. International Journal of Innovation and Applied Studies, 20 (1) 276-287.
Koull K, Kherraze MH, Lakhdari K, Benzaoui T, Helimi S, Laouissat M-S, Kherf? Y, Bougafla A, M?moun? F, Lakhdar? K, Mezrag M, Benazzouz M T. 2013. Eaux d’irrigation et salinisation des sols des perimetres irrigues dans la Vallee de l'Oued Righ. Algerian J. Arid Regions 2, 97-102.
Kownacki A, Szarek-Gwiazda E. 2022. The Impact of Pollution on Diversity and Density of Benthic Macroinvertebrates in Mountain and Upland Rivers. Water 2022, 14, 1349. https://doi.org/ 10.3390/w14091349
Kripa PK, Prasanth KM, Sreejesh KK, Thomas T.P, 2013. Aquatic macroinvertebrates as bioindicators of stream water quality- a case study in Koratty,Kerala, India. Research Journal of Recent Sciences 2502 Vol. 2(ISC-2012), 217-222.
Leclercq L, Solito de Solis M.M., 2010. Clés simple de détermination des macroinvertébrés d’eau douce à l’usage du « petit gardien des rivières ». Les laboratoires de la station Scientifique des Hautes-Fagnes. 62p.
Linares M-S, Guirado Faccioli G, Monte Freitas L. 2013. Benthic macroinvertebrate community structure and seasonal variation in a neotropical stream in the State of Alagoas, Brazil. Biota Neotro, 13 (3), 50-54.
Masson JP, 1988. Suivi de la qualité des eaux superficielles : l’expérience française. In :la qualita delle acquasuperficial, criteria per une metodologia omogenea divalutazione, attidelconvegnointerazione. Palazzo dei Congressi. 99-100.
MDDEFP. 2013. Guide de surveillance biologique basée sur les macroinvertébrés benthiques d’eau douce du Québec – Cours d’eau peu profonds à substrat grossier, 2013. Direction du suivi de l’état de l’environnement, ISBN 978-2-550-69169-3 (PDF), 2eédition : 88 p.
Mebarki A. 1982. Le bassin du Kébir-Rhumel (Algérie). Hydrologie de surface et aménagement des ressources en eau, thèse doctorat de 3 è cycle, Université de Nancy II, 304 p.
Mebarki A. 2005. Hydrologie des bassins de l’Est Algérien : Ressources en eau, aménagement et environnement, Thèse de doctorat d’état, Université de Mentouri-Constantine. 360p.
Melghit M, Afri-Mehennaoui F.Z, Sahli L. 2015. Impact of wastewaters on the physicochemical quality of waters : case study of the Rhumel river, Hammam Grouz and Beni Haroun dams. Journal of Environmental Science and Engineering B4 : 625-630
Menétrey N. 2015. Les macroinvertébrés: Des bioindicateurs incontournables pour le monitoring des cours d’eau en CH. 4e Rencontres de l’eau 20 mars 2015, UNIL. 28p.
Moisan J, Pelletier L. 2008. Guide de surveillance biologique basée sur les macroinvertébrés benthiques d’eau douce du Québec, Cours d’eau peu profonds à substrat grossier, 2008. Direction du suivi de l’état de l’environnement, ministère du Développement Durable, de l’Environnement et des Parcs. ISBN: 978-2-550-53590-4 (version PDF). 86p.
Purna B Gurung, Dorji T. 2014. Macroinvertebrate diversity and relationship with environmental variables in the headwater streams of Toebirongchhu sub-watershed, Bhutan. NeBIO I An international journal of environment and biodiversity Vol. 5, No. 3, June 2014, 4-10 ISSN 2278-2281(Online Version) ISSN 0976-3597(Print Version) www.nebio.info I www.neceer.org.in
Qazi A. Hussain and Ashok K. Pandit. 2012. Macroinvertebrates in streams: A review of some ecological factors. International Journal of Fisheries and Aquaculture Vol. 4(7), pp. 114-123. ISSN 2006-9839 ©2012 Academic Journals. Doi: 10.5897/IJFA11.045.
RDSQR42. 2018. Rapport du Réseau Départemental de Suivi de la Qualité des Rivières de la Loire - Bilan 2018 et évolution depuis 2002.199p
Renou B, Bonnin JB, Colin JC. 2015. Les indicateurs biologiques des milieuxaquatiques. Les cahiers de l’eau n°12 du Réseau des CPIE, 24p.
Reyjol Y, Spyratos V, Basilico L. 2013. Bioindication : des outils pour évaluer l’état écologique des milieux aquatiques. Perspectives en vue du 2e cycle DCE – Eaux de surface continentale. Les rencontres de l’ONEMA. Synthèse. 54p.
Rodier J, Bernard L, Nicole M, coll. 2009. L’analyse de l’eau. 9e édition Dunod Paris,1579 p.
Rohasliney H, Jackson DC. 2008. Lignite mining and stream channelization influences on aquatic macroinvertebrate assemblages along the Natchez Trace Parkway, Mississippi, USA. Hydrobiologia 598:149–162. doi:10.1007/s10750-007-9147-5
Sahli L, Belhiouani H, Burga Pérez K-F, El Okki M-E, Afri-Mehennaoui F-Z, Férard J-F, Mehennaoui S. 2020. Assessment of freshwater sediment quality: potential ecological risk and ecotoxicity tests as complementary approaches. Chemistry and Ecology ISSN: (Print) (Online) Journal homepage:ttps://www.tandfonline.com/loi/gche20. 1-15p. https://doi.org/10.1080/02757540.2020.1853106
Sanogo S, Kabre J.A.T, Cecchi P. 2014. Inventaire et distribution spatio-temporelle des macroinvertébrés bioindicateurs de trois plans d’eau du bassin de la Volta au Burkina Faso. International Journal of Biological and Chemical Sciences, 8 (3): 1005-1029. ISSN 1991-8631 http://dx.doi.org/10.4314/ijbcs.v8i3.16
Sanogo S, Compaore I, Senou I, Somda MB, Ouedraogo Raogo B, Ouattara B, Kabre Tinkoudgou A. 2021. Etude comparée de La structurat?on ses macro?nvertébrés benth?ques de cours d’eau urba?n et pér?-urba?n à l’ouest du Burk?na Faso. ISSN: 2230-9926. International Journal of Development Research Vol. 11, Issue, 01, pp. 43173-43184, January, 2021. https://doi.org/10.37118/ijdr.20711.01.2021
SEQ-Eau. 1999. Les études des Agences de l’Eau. Système d’Évaluation de la Qualité des cours d’eau. Rapport de présentation. SEQ-Eau. 59 p.
SEQ-Eau. 2003. Système d'évaluation de la qualité des cours d'eau. Version 2. MEED & Agences de l'eau. Développement Durable Paris. 40
Smatti-H I, Afri-Mehennaoui F-Z, Keddari D, Mehennaoui S. 2019. Niveau de contamination par les éléments traces métalliques cadmium, cobalt, cuivre et zinc de deux cyprinidés et des sédiments du barrage Koudiet Medouar (Batna, Algérie). Journal of Applied Biosciences 143: 14606 – 14622. ISSN 1997-5902. https://dx.doi.org/10.4314/jab.v143i1.1
Sor R, Boetsb P, Cheaa R, Goethalsb PLM, Leka S.2017. Spatial organization of macroinvertebrate assemblages in the Lower Mekong Basin. Limnologica 64/20-30. https://doi.org/10.1016/j.limno.2017.04.00
Tenkiano N.SD. 2017. Macroinvertébrés benthiques et hyphomycètes aquatiques : diversité et implication dans le fonctionnement écosystémique des cours d'eau de Guinée. Thèse de doctorat. Université Toulouse 3 Paul Sabatier. 226p.
Tuffery G, Verneaux J. 1978. Méthode de détermination de la qualité biologique des eaux courantes. C.E.R.A.F.E.R. (Ministère de l’agriculture). 25p.
Wah?zatul Afzan A, Hoon AG. 2016. Aquat?c ?nsect commun?t?es ?n relat?on w?th water qual?tyof selected tr?butar?es of Tas?k Keny?r Terengganu. Journal of Sustainability Science and Management, Volume 11 Number 2, December 2016: 1-10. ISSN: 1823-8556. ID de corpus : 97412964
Wawrzyniak V. 2012. Etude multiéchelle de la température de surface des cours d’eau par imagerie infrarouge thermique: exemples dans le bassin du Rhône. Thèse de doctorat : Université Lyon 3. 171p.
Zouggaghe F, Moali A. 2009. Variabilité structurelle des peuplements de macro-invertébrés benthiques dans le bassin versant de la Soummam (Algérie, Afrique du Nord). Revue d’Ecologie, Terre et Vie, Société nationale de protection de la nature, 2009, 64 (4), pp.305-321.