وثيقة

.The effect of environmental factors on harmful algal blooms at Majis Desalination Plant, Sohar Industrial area, Sea of Oman

الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2019
اللغة
الأنجليزية
الموضوع
الملخص الإنجليزي
Arid countries around the world, particularly in the middle East and North Africa (MENA) region rely heavily on seawater desalination process to produce fresh water. The rapid increase in the construction of reverse osmosis (SWRO) desalination plants near coastal areas, has been accompanied with the expansion of Harmful Algal Blooms (HABs). Problems associated with HABs had created continuous challenges to SWRO desalination plants. In this study, the influence of the physical-chemical and biological factors on phytoplankton community structure and on HABs forming algae was investigated in the Northwest of the Sea of Oman near Majis desalination plant (Sohar Industrial Port, SIP) from April, 2018 to March, 2019. This is the first study carried out in the coastal waters of Oman aimed to examine the presence of HABs forming algae and their cysts near the desalination plant located in industrial area. 144 seawater samples were collected in a weekly basis at three stations (Out, Intake, and Outfall) from one sampling point per station. A total of 64 phytoplankton taxa were recorded during this study, in which each station exhibited different phytoplankton composition in terms of presence and abundance of taxa through the study period. Bacillariophyceae (Diatoms) were the dominant phytoplankton groups at all stations and contributed with the highest number of taxa. Station "Out" was reported the highest number of diatom species (42 species), while "Outfall" station was reported the lowest number of diatom species (28 species). The second most abundant phytoplankton group was Dinophyceae (Dinoflagellates), in which the highest number of species were reported at station "Out" (21 species), while the lowest number of species were reported at station "Outfall" (11 species). Only one cyanobacterium species "Trichodesmium erythraeum" was found. This species was dominant at station ''Outfall'' through-out the year and reached the maximum abundance (97780 cell/ L) during Spring Inter-Monsoon (SIM). In total, 20 HABs species were recorded. Pseudo-Nitzschia spp., Chaetoceros spp., Coscinodiscus sp. Ceratium spp., Dinophysis spp., Prorocentrum gracile, and Gyrodinium spirale, were the most common HABs species that appeared through-out the year at Majis Industrial Services Company (MISC) facility area. Noctiluca scintillans, Margalefidinium polykrikoides, Protoperidinium spp., Scripsiella sp., Alexandrium sp., Gonyaulax sp., and Trychodesmium erythraeum, appeared only in specific season(s). Some of these HABs species reported were potential toxic species. The highest number of cell counts was recorded in winter season, especially during the Northeast Monsoon (NEM) and Fall-Inter Monsoon (FIM), while the lowest number of cell counts was recorded during spring and summer, except at the end of summer during Southwest Monsoon (SWM), particularly in September. Most physico- chemical properties of surface water exhibited seasonal and spatial variations. The localized nutrients enrichment of nitrate (NO3), ammonium (NH3), silicate (SiO4) and the changes in seawater temperature were the most important factors that controlled the seasonal fluctuations of phytoplankton (HABs) during the study period at MISC facility area. These factors were the main ones responsible for the frequent HABs occurrence in the area. Cysts of seven HAB forming dinoflagellates were found at Sohar Industrial Port (SIP) area. Most of them dominated by potentially toxic dinoflagellates species. This finding revealed that SIP provides suitable environmental conditions for HAB cysts-forming algae. The study indicated that nitrogen containing chemicals from the industrial companies, which MISC supply with water, could have an impact on the abundance and diversity of phytoplankton communities around the desalination plant particularly at ''Outfall'' station. One of the most important recommendations of the study is to continue monitoring the physical-chemical and biological changes of the seawater and the presence of HABs species and their cysts not only near the MISC area but also in SIP.
الملخص العربي
تعتمد البلدان القاحلة حول العالم ، وخاصة في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا ، اعتمادا كبيرا على تحلية مياه البحر للحصول على مياه الشرب. وفي الآونة الأخيرة تزامنت الزيادة السريعة في إنشاء محطات تحلية المياه المعتمدة على تقنية التناضح العكسي (SWRO) بالقرب من المناطق الساحلية لإنتاج مياه الشرب مع ازدياد حدوث ظاهرة ازدهار العوالق النباتية الضارة (HABs). ولقد أسفرت المشكلات المرتبطة بظاهرة ازدهار العوالق النباتية الضارة تحديات مستمرة المحطات التحلية. لذلك هدفت هذه الدراسة على دراسة تأثير العوامل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية على بنية مجتمع العوالق النباتية بشكل عام وعلى ازدهار العوالق النباتية الضارة بشكل خاص في منطقة شمال غرب بحر عمان وبالقرب من محطة تحلية المياه التابعة لشركة مجيس للخدمات الصناعية، الواقعة بميناء صحار الصناعي. حيث تم أخذ العينات المدة عام من أبريل 2018 إلى مارس 2019. تعتبر هذه الدراسة الأولى من نوعها في المياه العمانية استهدفت دراسة العوالق النباتية الضارة والتحقق من وجود حويصلات هذه الأنواع بالقرب من محطة تحلية مياه البحر والواقعة في منطقة صناعية. تم جمع 144 عينة ماء البحر بشكل أسبوعي من ثلاث مناطق، منطقة السحب (Intake)، خارج منطقة السحب (Out)، ومنطقة المصب النهائي (Outfall) وذلك من موقع واحد في كل منطقة. خلال هذه الدراسة، تم تسجيل ما يقارب 64 جنس من العوالق النباتية، حيث عرضت كل منطقة تركيبة مختلفة من العوالق النباتية من حيث الوفرة والتواجد. شكلت الدياتومات المجموعة الأكثر شيوعا من بين مجموعات العوالق النباتية الأخرى في جميع مناطق الدراسة، وساهمت بأكبر عدد من الأنواع في محطة خارج منطقة السحب "Out" (42 نوعا)، وأما أقل عدد من الأنواع فقد تم تسجليه في محطة المصب النهائي "Outfall" (28 نوغا). تليها من حيث الوفرة مجموعة السوطيات الدوارة؛ حيث تم تسجيل أكبر عدد من الأنواع في محطة خارج منطقة السحب "Out" (21 نوغا)، في حين تم تسجيل أقل عدد في محطة المصب النهائي"Outfall" (11 نوعا). وتم رصد نوع واحد ينتمي إلى مجموعة الطحالب الخضراء المزرقة "Trichodesiut erythrael" في جميع محطات الدراسة. حيث سجلت محطة المصب النهائي أعلى تركيز لهذا النوع طوال العام وبلغت أقصى وفرة له خلال موسم الربيع ( cell/ L97780). كما تم خلال الدراسة تسجيل 20 نوع من العوالق النباتية الضارة والتي توزعت بشكل مختلف في جميع المحطات من حيث الوفرة والنوع.
أثبتت الدراسة أن فصل الشتاء هو الموسم الأكثر إنتاجية للعوالق النباتية، وبالتحديد خلال موسم الرياح الموسمية الشمالية الشرقية، حيث سجل أعلى نسبة من العوالق النباتية، يليه فصل الخريف، بينما سجل فصلي الربيع والصيف أقل عددا في وفرة العوالق النباتية، فيما عدا نهاية موسم الصيف خلال الرياح الموسمية الجنوبية الغربية (بالتحديد في شهر سبتمبر). أهم أنواع العوالق النباتية الضارة التي تم سجيل ظهورها على مدار العام في منطقة الدراسة كانت: -PseudoDinophysis spp. • Coscinodiscus sp. Chaetoceros spp. «Nitzschia spp.ProrocentrumCeratin spp . ، gracile، وGyrodinium spirale. بينما ظهرت بعض الأنواع خلال مواسم متفاوتة من العام ومنها:
Scripsiella ، Protoperidiniumn spp . ، Margalefidinium polykikoides Noctiluca scintillansTrychodesmium erythraeum , Gonyaulax sp. • Alexandrium sp. <sp.
أظهرت معظم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه السطحية اختلافات موسمية ومكانية. وبينت نتائج الدراسة أن المستوى العالي للمغذيات المسجل في مناطق الدراسة وتحديدا مستوى الفترات (NO3) والأمونيوم (NH3) والسليكات (SiO4)، بالإضافة إلى التغيرات في درجات حرارة مياه البحر هي أهم العوامل التي تحكمت في التقلبات الموسمية للعوالق النباتية، وهي نفسها العوامل التي ساهمت في تكرار حدوث ظاهرة ازدهار العوالق النباتية الضارة في المنطقة. لقد تم تسجيل سبع أنواع من حويصلات العوالق النباتية الضارة وجميعها تنتمي لمجموعة السوطيات الدوارة. وكانت الأنواع السامة من هذه المجموعة هي المهيمنة على بقية الأنواع. كشفت هذه النتيجة أن ميناء صحار الصناعي (SIP) يوفر بيئة جيدة لنمو حويصلات العوالق النباتية الضارة. بالإضافة إلى ذلك، أشارت الدراسة إلى أن المخلفات الكيميائية المحتوية على النيتروجين والتي تقوم الشركات الصناعية التي تزودها شركة مجيس بالمياه بتفريغها في منطقة المصب النهائي "Outfall"، يمكن أن يكون لها تأثير على وفرة وتنوع مجتمعات العوالق النباتية حول محطة تحلية المياه وخاصة حول منطقة المصب النهائي. ومن أهم توصيات الدراسة أن تكون هناك برامج مراقبة مستمرة للتغيرات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لمياه البحر، ودراسة الانواع المسببة لظاهرة ازدهار الطحالب الضارة وتشكل الحويصلات ليس فقط في محطة مجيس، وإنما يجب أن تشمل الدراسة منطقة ميناء صحار الصناعي.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية