当前的世界环境

介绍

水是生态系统的大量非生物因子，其被广泛被认为是地球表面（Gadiga和Garandi，2018）的最有价值的自然资源。湖泊提供各种生态服务，包括许多水生动物和植物供水和栖息地（ondiba等等。，2018）.水质表明水的适宜性，以支持其用于家庭、农业、工业和自然保护的目的

(Angweya等等。，2005）。它受到自然和人为因素的组合的影响（哀悼等等。，2011）.养殖，城市定居，森林砍伐和娱乐等人为因素，对全球许多淡水湖泊的水质产生负面影响（Dennis，2009）。

负面影响包括沉淀物、水污染、生境破坏、湖泊表面积和深度的下降以及水生生物的减少(泰勒)等等。，2010)。由于河流和湖泊的沉积，东非湖泊的富营养化加剧了(Olago和Odada, 2007)。沉淀降低了光对水的渗透(Chaudhry和Malik, 2017)。沉淀物的增加增加了营养物进入水体的量。过量的养分输入是湖泊富营养化的主要原因(Banaszuk和Wysocka, 2005)。营养丰富还影响浮游植物和其他水生被子植物的组成和生产力，从而改变生态系统的功能和结构(Manohar)等等。，2016年）减少了河流，湖泊和河口的资源价值（Pathak和Pathak，2012）

Baringo长期被认可为土地资源的人类滥用和管理不善的例子（Olago和Mavuti，2017）。Baringo的不断增长的人口导致了对土地的压力，并促进了利用肥料，以满足对食物的需求增加（ontumbi等等。，2015)。Baringo湖集水区海拔较高，使得其极易受到地表水和地表疏松细土的风蚀(Ouma and Mwamburi, 2014)。这造成了无数的生态破坏，包括鱼类产量下降、淤积、水质恶化、频繁的藻华沉积、土地利用变化和不受控制的抽取水，这对其生物多样性产生了负面影响，并增加了邻近湖泊社区的贫困程度等等。，2003）。最显着的酸尼灭绝是它的极端浊度，平均SECCHI椎间盘读数为9.5厘米（Mouri等等。，2011）.此前对Baringo湖盆地的研究表明，高营养条件表明盐度增加，低氧浓度和高浊度(Ouma和Mwamburi, 2014)。

水质差对动植物的健康产生负面影响。水体中营养物质含量高会导致藻华和缺氧或缺氧条件的发展，从而威胁鱼类和其他水生物种的生命(Segor等等。，２０１２）．由于淤积增加，巴林戈湖的河床几乎没有无脊椎动物(Aloo, 2006)。此前研究发现，高浓度氰酸毒素超过世卫组织1.0 μg l的上限^−1.巴林戈湖(Kotut .)的饮用水等等。，2006)。饮用水中高浓度的硝酸盐是一种健康危害，被认为会导致孕妇流产和幼儿血液中毒，从而导致死亡(韦斯莱克)等等。，2007).

Baringo湖流域的大部分支流将悬浮固体卸入湖中，从而增加了有机质含量。河流是污染物从土地排入水源的管道(姚等等。，2009）。河流从他们的来源携带悬浮或溶解形式的元素，并根据不同地点的物理化学性质顺序存入它们（Raj和Azeez，2009）。

水资源管理是一项基本需要，安全用水必须被视为一项基本人权。因此，有必要挽救巴林戈湖流域，防止其进一步恶化，为了避免这些威胁带来的灾难性后果，并导致非洲水资源的全部潜力能够按照《2025年新非洲水愿景》的设想随时释放出来的未来。水安全被联合国确认为17个可持续发展目标（SDG）中的一个（目标6），其目标是：确保到2030年人人享有水和卫生设施的可用性和可持续管理（Gain）等等。，2016）。

因此，为了实现肯尼亚2030年远景规划的宏伟目标，有必要了解水资源恶化的空间格局，以2016年《水法》为基础进行水资源管理。

因此，本研究旨在研究水质的空间格局，并确定污染物的主要来源。这将指导根据污染物的位置和来源确定管理项目的优先次序。这种空间变异分析的结果为政府制定基于证据的水资源管理战略和环境政策提供了有价值的信息。

材料和方法

研究区域

Baringo Lake Baringo是肯尼亚裂谷地板上的两个淡水湖泊之一。哈林科湖是一个国际公认的重要世界范围。它位于大型裂谷的东部臂（00°30'和00°45'n，36°00'e和36°10'e），升高约970米。它的表面积为130平方公里，海拔约为1100 m.a.l.它排出了6,820公里的总面积²．湖泊的水上集水区包括MAU Hills和Tugen Hills。Perkerra和Molo是流入湖的常年河流，而季节性河流包括毗德瑙，Chemeron Ol Arabel，Makutan和Tangulbei。它没有可见的插座，据信在Kapedo到北部的地下渗漏，水作为间歇泉和温泉流入拉卡纳湖。该地区收到年降雨量，范围从900毫米的450。它的特征在于年蒸发速率非常高，范围为1,650至2,300毫米。十月至十一月的短期下降，而另一个在4月至8月（奥达达等等。，2006)

数字1：Baringo Lake Countment .. 点击这里查看图

人口密度

根据2009年进行的人口和住房普查，巴林戈县人口为555561人，其中男性279081人，女性276480人（肯尼亚国家统计局，2010年）。该县的年增长率为3.3%，高于全国平均水平3%(塞尔贡，2018年）

社会经济活动

该研究区域由三个主要的族群居住，即东部，Pokots，北部，伊希姆斯/ NJEMPS南部和东方的危险。所有团体都是农业牧民。居住在该地区北部的Pokot严重依赖于牲畜，特别是山羊，而Njemps主要是渔民。Turgen在潮湿的山上安顿下来，为雨中养殖的良好条件，在大多数情况下都是农业主义。Perkerra灌溉计划增加了园艺生产，并导致了马里伊先生镇的增长。此外，大规模的Sisal耕种导致集水区的佐尔行业建立。社区依靠木炭燃烧作为主要的社会经济活动之一，蜜蜂保持和酿造当地酒作为替代收入来源。Goldox公司Mogotio的驴Abattoir是最新公司之一，用于出口驴肉类的大规模生产。

巴林戈湖集水区也是一个国际旅游景点，旅游已成为集水区重要的经济活动之一。它是大约500种鸟类的家园，包括鹦鹉，灌木伯劳，鹈鹕和鸬鹚，锤警织布，苍鹭和几内亚鸟(Choge)等等。，2002).In addition ,it is a home for seven species of fresh water fish, and mammals hippopotamus and reptiles (Mathea, 2009).The lake has seven major islands namely Ruko, Rongena, Linage, Samatian, Olkokwa, Parmalok and the Devil’s Island. The largest being Ol-Kokwa Island which has an extinct volcanic center and has several hot springs. Ruko Island on the other hand is a park having a variety of wildlife such as zebra and giraffe.

湖还为七种淡水鱼类提供了一种宝贵的栖息地。湖泊对地方社会和经济发展很重要。此外，该地区是许多动物的栖息地，包括河马，鳄鱼和许多其他哺乳动物，两栖动物，爬行动物和无脊椎动物社区。

水污染的原因和影响

图1:帕马洛克岛的种植 点击这里查看车牌

图版2：Kampi ya Samaki海滩的水下Soi小屋。 点击这里查看车牌

版面3:萨马提岛版面污水排放 点击这里查看车牌

图4：湖中漂浮的水葫芦和水华。 点击这里查看车牌

板块5:在Kampi ya Samaki海滩洗车 点击这里查看车牌

图6:水浊度增加 点击这里查看车牌

采样

在人类活动频繁的地区选取10个水质采样点。重要的是要设计涵盖代表流域水质的广泛决定因素的取样(郑等等。，2015). 采样点为莫洛河进口（现场1）、珀凯拉河进口（现场2）、恩多河进口（现场3）、萨马蒂安岛（现场4）、奥尔科瓦岛（现场5）、帕马洛克岛（现场6）、坎皮亚萨马基（现场7）、恩多河（现场8）、珀凯拉河（现场9）和莫洛河（现场10）。在每个采样站采集了10个样本。取样持续时间为2018年的旱季（1月）、雨季开始（4月）、雨季中期（8月）和雨季结束（10月）。然而，恩道河是一条季节性河流，在8月份降雨量较高时进行一次采样，而在河流完全干燥时的其他采样时段则不进行采样。采样水质参数包括水温、水pH值、总溶解固体、电导率、盐度、总氮、硝酸盐和亚硝酸盐、氨、总磷酸盐和正磷酸盐。

抽样程序

物理参数原位测量:温度，电导率，盐度和总溶解固体使用HACH万用表，美国(型号:sension™+ EC71)。采用APHA 2005方法对土壤氮(TN)和总磷(TP)浓度进行分析。用未过滤水样分析总氮(TN)，用浓硫酸消解(高压釜法)将有机氮转化为氨氮(NH)_4.-N)，随后对TN进行分析，如对NH的概述_4.- n。采用镉还原法和抗坏血酸法(HACH DR2800分光光度计)测定硝酸盐和亚硝酸盐浓度。以硝普钠为催化剂，用苯酚次氯酸钠法测定铵态氮。总磷的分析是通过氧化未经过滤的水样与热5%钾每硫酸盐(K₂S₂O._8.)在蒸馏水中。将管（样品、标准品和坯料）进行30分钟的高压灭菌。进一步将其冷却至室温，管盖稍微松开。然后使用上述无机磷酸盐的方法测定TP浓度。磷酸磷（PO）_4.用抗坏血酸法测量-P）。使用Microsoft Office Excel和SPSS统计包计算所确定的物理化学参数的手段和标准偏差（平均值±SD）。使用一种方式分析了物理和化学参数的变化，其在P <0.05的显着性水平。

结果与讨论

水质的测定是通过测量水温、pH、电导率、总溶解固体、盐度、总氮、硝酸盐、亚硝酸盐、总磷酸盐和正磷酸盐进行的。除硝酸盐和正磷酸盐外，巴林戈湖及其流域所有理化参数均呈现显著(P < 0.05)的空间变异。巴林戈湖流域理化参数空间分布的均值(±标准差)值汇总见表1。

表格1：物理化学参数的空间平均变化。 点击这里查看表格

图2：TN的空间变化，不3.、TP、OP、盐度。 点击这里查看图

图3：pH和温度的空间变化。 点击这里查看图

图4 EC和TDS的空间分异。 点击这里查看图

图5：温度的空间分布 点击这里查看图

图6:PH的空间分布 点击这里查看图

图7：EC的空间分布 点击这里查看图

图8 TDS的空间分布 点击这里查看图

图9：盐度的空间分布 点击这里查看图

图10全氮空间分布 点击这里查看图

图11 NO .的空间分布3. 点击这里查看图

图12：NH的空间分布3. 点击这里查看图

图13：总磷酸盐的分布 点击这里查看图

图14:正磷酸盐的分布 点击这里查看图

Molo河和Kampi ya Samaki河的平均温度值分别为(24.08±2.96°C)和(31.55±1.05°C)。考虑到该流域位于肯尼亚的半干旱地区，本研究中水的温度变化可能与强烈的太阳辐射有关。此外，其他气候因素，如降雨量也会影响温度的变化。平均水温在世界卫生组织规定的标准(25°C -32°C)范围内。然而，萨马提岛记录的水温超过了规定的限度。Molo河的低水温归因于高海拔和森林覆盖，这与Kibichii(2007)的发现相一致，Kibichii观察到，树冠覆盖保护河水免受太阳辐射，从而改善了水温。海水温度升高的原因可能是岛上旅游旅馆排放的废水(图5)。此前对同一湖的研究也报告了高温(Omondi，等等。，2011）.水温变化源于热排放、农业径流、河流治理、工业废水、家庭排放和全球变暖(Dallas, 2017)。藻类开花通常发生在23°C和28°C的温度范围(杨等等。，只有当温度超过21°C时，安大略省圣乔治湖的蓝藻才会爆发(Christian和Hartmann, 1988)。温度超出最佳范围可能会影响水生生物的生命周期(Dallas, 2017)。根据Ouma和Mwamburi的研究，(2014)更高的温度导致了Baringo湖叶绿素a浓度的增加。在中国(奥姆斯特德)的安彻尔湖、胡沙尔湖达尔湖也记录了类似的结果等等。，2013）。

一般来说，该湖及其支流的pH值较高。Molo河和Olkokwa岛的平均pH值分别在（7.55±0.45）到（8.54±0.39）之间。图3。Endau河、Perkerra河和Molo河的高pH值可能是附近园艺和剑麻农场的肥料造成的，和灌溉方案图6。在Ol Kokwa岛和Samatian岛，高pH值可归因于缺乏任何表面出口和高浓度碳酸盐，通常为碳酸钠。莫洛河的低pH值可归因于莫戈蒂奥镇的排放，洗车和废水中有机物的分解可导致酸化，如图5所示。pH值范围为6.5–8.0有利于不同水生生物的繁衍（Sreenivasulu等等。，2014）。当pH超出这个范围时，由于生理压力（Buan，水生多样性可能会降低）等等。，2008).

导电性平均值（433.5±148.98μs/ cm）到（486.5±61.02μs/ cm），分别图4.电导率值略低于600μs/ cm的阈值用于天然水。这可能归因于国内污水排放到Samatian岛屿旅游小屋的湖泊中。农业表面径流增加了离子的浓度图7.此外，Baringo Lake Comprame内的溪流通过粘土壤土土壤，相对具有高导电性（Ochuka等等。，2019）。人类学活动，如农业化学品，废物处理和农业活化的利用，已与历史高等欧洲河内罗毕，Nyando集水区和Khushalsar湖（MBUI）有关等等。，2017;盆地和拉布图，1998;许多等等。，1994年）。

TDS的平均值（245±42.37mg / l）之间的平均值（245±42.37mg / l），分别为Parmalock岛和Perkerra河的321±78.98 mg / l）.TDS价值在可接受的国家环境管理局内（Nema，肯尼亚）1200 mg / L的限制，允许限制1000毫克/升。集水区中的高达TDS值可归因于表面径流，岩石风化，农业径流，国内废物排放和动物浇水。这符合最近在同一个湖泊中的最近进行的研究（Ndiba等等。，2018）.在每个雨季在每个雨季都会影响沉积在湖泊的湖泊中，淤积湖水的湖泊湖泊的含量大约有400吨的淤泥，在外观（约瑟芬，2014年）。高浓度的TDS是对污染物工业和农业污染物（Benham）的有害污染物的清晰反映等等。，2011）.Baringo湖的悬浮固体被归因于湖水透明度的降低。与浑浊的湖泊相比，清澈的湖泊具有植物和动物多样性高的特点(Ndungu, 2014)。高浓度的TDS通过提高盐度和改变离子组成产生毒性(Manoj和Padhy, 2015)。高TDS影响水的味道、气味、颜色和硬度。TDS低于600 mg/L的水的适口性被认为是合适的(WHO, 2011)。然而，极低的TDS降低了饮用水的味道。

河流钼的平均盐度范围（0.05±0.1 ppt），在岛上和河入口处获得最高值（0.15±0.06 ppt）。TN平均浓度在奥克托瓦岛和河流莫罗的TN（1.75±0.96mg / l）范围为（6±0.52mg / l）图9.盐度的浓度可归因于工业流出物和污水排放．Begum和Harikrishna（2008）由于工业废水的效率低下，报告了Cauvery河流溪流中的高盐度。高盐度改变了影响生长发育特定阶段的生物的生物多样性结构（Weber-Scannell和Duffy，2007）。

Molo河和Perkerra河的高TN可归因于农田、Perkerra灌溉计划和周边花卉农场的径流。图10。一个similar result showed that rose flower greenhouses situated near Chepsit River contributes to run offs into streams in Lake Baringo catchment. Rivers are the main pathways for lake water pollution as the streams offload into the lake. The mean TN concentrations decreased from the river as it flows into the lake. For instance the TN concentration of river Molo decreased from (6±0.52mg/l) to (2.5±1mg/l) as it enters the lake and river Perkerra TN total mean concentration decreased from (5.5±3.7mg/l) to (2.5±0.58mg/l) as it enters the lake. This is consistent with a study in Dongting Lake Allinson et al., (2000). High concentration of total nitrogen load in lake Chivero resulted from the buildup of organic material and increased bacterial activity (Rommens等等。，2003）。

平均硝酸盐浓度值范围为kampi ya samaki和perkerra的硝酸浓度值（0.5±1mg / l）至（3.5±1mg / l），分别图11.在河流河河河河中检测到的高硝酸盐可归因于Perkerra灌溉方案的使用它被浸出并侵蚀了溪流。另外，由于氨氮氧化，并且在氮循环期间通过细菌对硝酸盐氧化而产生。牲畜将废物放入河水中，因为它们正在浇水，导致污染通过增加营养负荷导致污垢气味。在Baringo湖中的高硝酸盐浓度也可能是由内部营养加载的.Lake Baringo是一个浅湖，它经常通过风波释放营养物进入水中沉积物的频繁分布。（Boqiang.等等。，(2006)认为，与深湖相比，浅湖内养分负荷普遍存在。最近对Baringo湖的研究表明，由于从集水区(Ndiba)向湖泊注入了丰富的营养物质，Molo河入口出现了藻类等等。，2018）.藻华是湖泊生态系统对富营养化的一种极端反应。硝酸盐的存在源于河流灌溉园艺农场的地表径流的污染等等。，2013;巴拉多和黛雅，1998年）。然而，岛上硝酸盐的浓度相对较低。浓度从河流流入到中心区域。取样的所有网站的硝酸盐水平在世卫组织和KEBS（肯尼亚局标准）内硝酸盐水质标准（10mg / L）。在该研究中，硝酸盐的浓度高于磷酸盐。与Nwaja Creek地表水的研究相比，这与培养的磷酸盐浓度高于硝酸盐（Adeola等等。，2015)。

研究区描绘了非常低的氨浓度，一些采样点记录低于可检测限的限度。平均值范围为（0±0.00mg / L）至（0.25±0.5mg / L）。（0.25±0.5mg / L）的平均值被记录在Perkerra，River Molo和Parma Lock Island河中，图12中的其他采样的其余部分显示出低于可检测限制的平均值。在三个地点记录的氨的存在可能是由于动物浇水过程中的分解动物粪便的输入可能是由于分解动物粪便。根据varol.等等。，（2011），氨的氨的高值来自废水排放。氨的存在表明，来自有机废弃物的污染，如肥料耗尽，污水废物和肥料。（Varol等等。，2011）.

Perkerra河的平均磷酸盐浓度最高(2±1.16mg/L)，而Kampi ya Samaki海滩、Olkokwa岛和Samatian岛的平均磷酸盐浓度最低(0.5±0.57mg/L)。磷酸盐含量范围为(0.5±0.57mg/L) ~(2±1.16mg/L)磷素在Perkerra河中含量最高。较高的磷酸盐含量来自家庭垃圾和工业垃圾。湖周围的居民直接在湖里洗澡，甚至在湖里洗衣服。除此之外，洗车过程中使用的肥皂被排入水流中，导致磷酸盐增加。磷酸盐也可以自然生成，风化的岩石释放磷酸盐矿物。Danha等等。，（2014）报道，在刺激营地出院的洗涤湾流出物中释放的高浓度磷酸盐，导致藻类和杂草生长猖獗的磷酸盐浓度在普通的5mg / L的普及天然水中。无论存在氮的存在，磷仍然是植物植物发育的关键决定因素（王和王，2009）。正磷酸盐的平均浓度最高（0.5±1mg / L）记录在河流河河河莫罗入口（0.25±0.5mg / L），河流入口和Perkerra进口河图14.其他采样台记录了可检测限制以下的平均值。Parmalock岛和Perkerra的平均浓度范围为（0.18±0.06mg / L）至（0.74±0.73mg / L）。

结论和建议

本研究中水质参数的空间变化指出了湖泊巴林湖集水区脆弱性因子，如人为因素，如Perkerra的灌溉计划，Mogotio的大规模Sisal种植园，集水区北部的强烈牧区活动，木炭燃烧，屠宰场管理差，废物倾销，工业活动和城市发展。这些因素被交织在于木炭燃烧的脱覆植物，使土壤结构变得易受土壤侵蚀。由于表面径流，污染物将污染物排放到导致富营养化和洪水的水体中。因此，我们对相关利益攸关方提出了以下建议。

1. 肯尼亚政府应该强制执行河岸土地的培养立法，以帮助减少河流和帕林湖的土壤侵蚀和淤积。
2. 巴林县政府应当介绍替代收入来源，以减少依赖木炭燃烧作为生计的主要来源。这将降低土壤侵蚀和沉降。
3. 畜牧和渔业部(MoALF)和农业部应倡导可持续的农业做法，以保护集水区的水质。
4. 巴林戈县政府、WRMA和NEMA以及美国环保局应该惩罚直接向巴林戈湖排放污水的旅游旅馆的管理者，并重新安置驴屠宰场。
5. Eldama山沟水和卫生公司应确保在排放到水体之前治疗的市政污水。

承认

我们感谢纳库鲁水和卫生服务公司(NAWASSCO)实验室对参数的分析。也要感谢那些审阅本手稿的人。

资金

这项研究得到了非洲联盟委员会通过旗舰机构泛非大学(PAU)提供的研究资助。

利益冲突

作者没有任何利益冲突。

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