Exchange potentials of phosphorus between sediments and water coupled to alkaline phosphatase activity and environmental factors in an oligo-mesotrophic reservoir

We investigated the exchange potentials of phosphates at the water–sediment interface together with in situ benthic-chamber fractionated alkaline phosphatase activity and bacteria estimates during September and October 1998 at two stations: station 1, which received immediately the urban inputs from the Taounate city, and station 2, located in the centre of the Sahela reservoir (Morocco). The results showed that low oxygenation enhanced both the bacterial abundance and the alkaline phosphatase activity. Size-fractionated (0.65–100 μm) bacteria attached to dead organic matter together with algae and zooplankton contributed strongly (78%) to the total alkaline phosphatase synthesis in the two sampled stations, suggesting that attachment to organic particles stimulated phosphatase activities. The appearance of anoxic conditions and the decrease of pH supported the dissolution of particulate phosphorus and the release of soluble reactive phosphorus. This latter, together with persisting discharges of organic matter, sewage, and olive mill waste will exacerbate the eutrophication of the reservoir. To cite this article: B.A. Mhamdi et al., C. R. Biologies 330 (2007).

RésuméL'étude des potentialités d'échange du phosphore à l'interface eau–sédiment revêt une importance primordiale dans la perspective d'une restauration des écosystèmes lacustres. Plus précisément, le rôle des bactéries dans la libération de cet élément en milieu lacustre a été étudié par plusieurs auteurs. Toutefois, à notre connaissance, les données relatives à l'activité phosphatasique bactérienne à l'interface eau–sédiment sont rares, voire inexistantes. Les variations temporelles des concentrations en phosphore, celles des abondances bactériennes et de l'activité de la phosphatase alcaline (APA), fractionnées en classe de taille (0,22 à 100 μm pour l'APA totale, 0,22 à 0,65 pour l'APA liée en majorité aux bactéries libres de 0,65 à 100 μm pour l'APA liée an majorité aux bactéries fixées, algues et zooplancton), ont été suivies in situ en chambres benthiques placées en deux points du réservoir oligo-mésotrophe de Sahela (Maroc) durant les mois de septembre et octobre 1998. Le premier point reçoit directement les rejets urbains de la ville de Taounate, alors que le point 2 est situé au centre du réservoir. Les mesures des échanges des éléments nutritifs à l'interface eau–sédiment ont été réalisées in situ en chambre benthique. Cette dernière, d'une surface au sol de 0,4 m2 et d'un volume de 90 l, découle des modèles employés lors d'études similaires, principalement en océanographie. Elle permet le prélèvement d'échantillons depuis l'embarcation grâce à la présence d'un tuyau reliant l'intérieur de la chambre à la surface du réservoir, où il est maintenu sur un flotteur. Huit prélèvements d'un volume variant de 500 à 1000 ml ont été effectués au niveau de la chambre benthique pendant le mois de septembre dans la station 1, tandis que sept prélèvements ont été réalisés pendant le mois d'octobre 1998 dans la station 2, en période de faible oxygénation (O2 < 3 mg l−1) des eaux profondes. Les résultats mettent en évidence de faibles teneurs en orthophosphates, associées à une augmentation des abondances bactériennes et des concentrations en APA. Toutefois, l'apparition de conditions anoxiques extrêmes et la diminution du pH ont entraîné la dissolution du phosphore particulaire et la libération du phosphore réactif soluble. Cette libération s'accompagne d'une élévation des abondances bactériennes anaérobies et d'une diminution progressive de l'APA et de son activité spécifique (APA/concentrations en protéines). Enfin, le relargage du phosphore à partir du sédiment est accentué par les rejets domestiques de la ville de Taounate, d'où le risque d'une aggravation de l'eutrophisation du réservoir. Pour citer cet article : B.A. Mhamdi et al., C. R. Biologies 330 (2007).