Bacteriological quality of community well water and public health concerns in Enugu urban, Nigeria

1Obikpo, L., 2Onyia, F. C., 1Offe, I. M., 1Ezeilo, C. M, 3Ezebialu, C., and *4Afunwa, R. A.

1Department of Biological Sciences, Godfrey Okoye University, Enugu State, Nigeria

2Department of Pharmaceutical Microbiology and Biotechnology, Faculty of Pharmacy, Federal University, Oye Ekiti, Ekiti State, Nigeria

3Department of Applied Microbiology and Brewing, Nnamdi Azikiwe University Awka, Nigeria

4Department of Pharmaceutical Microbiology and Biotechnology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Chukwuemeka Odumegwu Ojukwu University, Igbariam, Anambra State, Nigeria

*Correspondence to: [email protected]; [email protected]

Abstract:
Background: Water is a basic necessity used by humans for both domestic and industrial uses. Next to air, water is essential to life. It takes up about 71% of the earth’s surface. The objective of this study is to determine the bacteriological quality of well water in Enugu urban, Nigeria

Methodology: A total of 60 domestic wells were selected from Abakpa, Obiagu and Achara layouts in Engu urban, Nigeria by stratified random sampling method, with 20 wells selected from each area based on location of well sites and construction parameters. Water samples were collected from each well using a sterile 200ml plastic bottle for bacteriological analysis to estimate total bacteria count in colony forming unit (cfu)/ml, total coliform count in most probable number (mpn)/100ml, and faecal coliform count in most probable number (mpn)/100ml. Bacterial isolates were identified using Gram reaction and conventional biochemical tests including catalase and coagulase for Gram positive bacteria, and oxidase, citrate utilization, hydrogen sulfide, indole, urease, methyl red, Voges Proskauer, and sugar fermentation tests for Gram negative bacteria. Antibiotic susceptibility testing (AST) of each isolate was performed by the disk diffusion method against selected antibiotics including penicillin G (10μg), ciprofloxacin (5μg), streptomycin (10μg), amoxicillin-clavulanic acid (20/10μg), and trimethoprim-sulfamethoxazole (25μg), and result interpreted using the European Committee for Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) break points. Comparative statistics of the data was performed using analysis of variance (ANOVA) with p<0.05 considered statistically significant.

Results: The well water in the three layouts were heavily contaminated as shown by comparatively high mean total bacteria counts of 0.8825±0.66×104 cfu/ml, 0.8435±0.6413×104 cfu/ml, and 0.8384±0.5948×104 cfu/ml for Abakpa, Obiagu and Achara layouts respectively (p=0.9714). The mean total coliform counts were 5.15±5.284, 5.45±4.31 and 5.05±4.763 mpn/100ml (p=0.8038), and the mean faecal coliform counts were 2.4±3.393, 2.65±2.796 and 2.05±2.35 mpn/100ml (p=0.9631) for Abakpa, Obiagu and Achara layouts respectively. A total of 50 pathogenic bacterial isolates were identified; Klebsiella pneumoniae 21 (43.8%), Escherichia coli 13 (30.0%), Proteus spp 6 (12.5%), Pseudomonas aeruginosa 6 (12.5%), and Staphylococcus aureus 2 (4.2%). The AST result shows that 75% of K. pneumoniae, E. coli, Proteus spp and S. aureus were resistant to all five antibiotics tested.

Conclusion: These findings showed high faecal contamination of domestic well water sources, which poses a significant infection risk to the community. Proper water treatment measures and personal hygiene practices are recommended, and well sites should be located at a safe distance from septic tanks, pit latrines, flowing gutters and refuse dump sites.

Keywords: domestic well water, quality, bacteria pathogens, antibiotic resistance,  faecal contamination

Received Jul 14, 2021; Revised Feb 15, 2022; Accepted Feb 16, 2022 Copyright 2022 AJCEM Open Access.

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Editor-in-Chief: Prof. S. S. Taiwo

Qualité bactériologique de l’eau de puits communautaire et problèmes de santé publique dans la ville d’Enugu, au Nigeria

1Obikpo, L., 2Onyia, F. C., 1Offe, I. M., 1Ezeilo, C. M, 3Ezebialu, C., et *4Afunwa, R. A.

1Département des sciences biologiques, Université Godfrey Okoye, État d’Enugu, Nigéria

2Département de microbiologie pharmaceutique et de biotechnologie, Faculté de pharmacie, Université fédérale, Oye Ekiti, État d’Ekiti, Nigéria

3Département de microbiologie appliquée et de brassage, Université Nnamdi Azikiwe Awka, Nigéria

4Département de pharmacie Microbiologie et biotechnologie, Faculté des sciences pharmaceutiques, Université Chukwuemeka Odumegwu Ojukwu, Igbariam, État d’Anambra, Nigéria

*Correspondance à: [email protected]; [email protected]

Résumé:
Contexte: L’eau est une nécessité fondamentale utilisée par les humains à la fois pour des usages domestiques et industriels. A côté de l’air, l’eau est essentielle à la vie. Il occupe environ 71% de la surface terrestre. L’objectif de cette étude est de déterminer la qualité bactériologique de l’eau de puits dans la ville d’Enugu, au Nigeria

Méthodologie: Un total de 60 puits domestiques ont été sélectionnés parmi les plans Abakpa, Obiagu et Achara dans la ville d’Enugu, au Nigeria, par une méthode d’échantillonnage aléatoire stratifié, avec 20 puits sélectionnés dans chaque zone en fonction de l’emplacement des sites de puits et des paramètres de construction. Des échantillons d’eau ont été prélevés dans chaque puits à l’aide d’une bouteille en plastique stérile de 200 ml pour une analyse bactériologique afin d’estimer le nombre total de bactéries dans l’unité formant colonie (cfu)/ml, le nombre total de coliformes dans le nombre le plus probable (mpn)/100 ml et le nombre de coliformes fécaux dans la plupart des cas. nombre probable (mpn)/100 ml. Les isolats bactériens ont été identifiés à l’aide de la réaction de Gram et de tests biochimiques conventionnels, notamment la catalase et la coagulase pour les bactéries Gram positives, et l’oxydase, l’utilisation du citrate, le sulfure d’hydrogène, l’indole, l’uréase, le rouge de méthyle, Voges Proskauer et les tests de fermentation des sucres pour les bactéries Gram négatives. Le test de sensibilité aux antibiotiques (AST) de chaque isolat a été effectué par la méthode de diffusion sur disque contre des antibiotiques sélectionnés, notamment la pénicilline G (10 μg), la ciprofloxacine (5 μg), la streptomycine (10 μg), l’amoxicilline-acide clavulanique (20/10 μg) et le triméthoprime-sulfaméthoxazole. (25 μg) et résultat interprété à l’aide des points de rupture du Comité européen pour les tests de sensibilité aux antimicrobiens (EUCAST). Les statistiques comparatives des données ont été réalisées à l’aide d’une analyse de variance (ANOVA) avec p<0,05 considéré comme statistiquement significatif.

Résultats: L’eau du puits dans les trois aménagements était fortement contaminée, comme le montrent les taux de bactéries totaux moyens relativement élevés de 0,8825±0,66×104 UFC/ml, 0,8435±0,6413×104 UFC/ml et 0,8384 ±0,5948×104 UFC/ml pour Dispositions Abakpa, Obiagu et Achara respectivement (p=0,9714). Le nombre moyen de coliformes totaux était de 5,15±5,284, 5,45±4,31 et 5,05±4,763 mpn/100 ml (p=0,8038), et le nombre moyen de coliformes fécaux était de 2,4±3,393, 2,65±2,796 et 2,05±2,35 mpn/100 ml (p=0.9631) pour les dispositions Abakpa, Obiagu et Achara respectivement. Un total de 50 isolats bactériens pathogènes ont été identifiés; Klebsiella pneumoniae 21 (43,8%), Escherichia coli 13 (30,0%), Proteus spp 6 (12,5%), Pseudomonas aeruginosa 6 (12,5%) et Staphylococcus aureus 2 (4,2%). Le résultat de l’AST montre que 75% des K. pneumoniae, E. coli, Proteus spp et S. aureus étaient résistants aux cinq antibiotiques testés.

Conclusion: Ces résultats ont montré une contamination fécale élevée des sources d’eau de puits domestiques, ce qui pose un risque d’infection important pour la communauté. Des mesures appropriées de traitement de l’eau et des pratiques d’hygiène personnelle sont recommandées, et les sites de puits doivent être situés à une distance de sécurité des fosses septiques, des latrines à fosse, des gouttières et des décharges.

Mots-clés: eau de puits domestique; qualité; bactéries pathogènes; résistance aux antibiotiques; contamination fécale

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Bacteriological quality of community well water and public health concerns in Enugu urban, Nigeria