Assessing the phytoplankton and water quality of Kingston Harbour and Hellshire coast, Jamaica, after the implementation of a waste water treatment facility / Evaluación de la calidad de las aguas de la Bahía de Kingston y la costa Hellshire, Jamaica, después de la implementación de una planta de tratamiento de aguas residuales

Deteriorating water quality of Kingston Harbour, due primarily to sewage discharge and its effect on nearby Hellshire Coast, has been an issue since the 1970s. The implementation of a new sewage treatment facility in 2007 to receive the harbour’s waste at Soapberry was expected to make a positive difference. Physico-chemical and biological parameters were used to assess water quality to determine the effect of the facility. Eleven stations used in earlier studies (1990 to 1998) were re-sampled to represent Kingston, Hunts Bay and North East Hellshire coastline over a four week sampling regime between May and June 2011. While temperature, salinity, turbidity, dissolved oxygen and pH remained unchanged between the 1990’s and 2011, BOD5, faecal coliform and nitrate concentrations indicated that the water quality had improved minimally in Kinsgton and Hellshire,and deteriorated significantly in Hunts. Phytoplankton biomass decreased in Kingston (from 3.84 mg m-3 in 1998 to 2.81 mg m-3 in 2011) and increased significantly in Hunts (from 14.69 mg m-3 in 1998 to 24.17 mg m-3 in 2011). Biomass along Hellshire was similar (2.15 mg m-3 in 1998; 2.45 mg m-3 in 2011). In 1998 the nanoplankton biomass (2.7 to 20μm) dominated throughout the Harbour. In 2011 Hunts Bay was dominated by net-plankton (>20μm), indicative of eutrophic waters.

El deterioro de la calidad del agua del puerto de Kingston es debido principalmente a la descarga de aguas residuales y su efecto en los alrededores de la Costa de Hellshire, esto ha sido un problema desde la década de 1970. La implementación de una nueva planta de tratamiento de aguas residuales en 2007 para recibir residuos del Puerto de Kingston en Soapberry se esperaba hiciera una diferencia positiva. Parámetros físico-químicos y biológicos fueron utilizados para evaluar la calidad del agua y determinar el efecto de la planta de tratamiento. Once estaciones que fueron utilizadas en estudios anteriores (1990-1998) se muestrearon nuevamente para representar el puerto de Kingston, Bahía Hunts y la costa North East Hellshire sobre un régimen de muestreo de cuatro semanas entre mayo y junio de 2011. Mientras la temperatura, salinidad, turbidez, oxígeno disuelto y pH se mantuvieron sin cambios entre los años noventa y 2011, BOD5, coliformes fecales y concentraciones de nitratos indicaron que había mejorado la calidad del agua del puerto y la costa mínimamente mientras que la calidad del agua en la bahía Hunts se había deteriorado significativamente. La biomasa del fitoplancton disminuyó en el puerto de Kingston (de 3.84mg m-3 en 1998 a 2.81mg m-3 en el 2011), y aumentó significativamente en bahía Hunts (de 14.69mg m-3 en 1998 a 24.17mg m-3 en el 2011). La biomasa en la costa permaneció similar (de 2.15mg m-3 en 1998 a 2.45mg m-3 en 2011). En 1998 la biomasa de nanoplancton (2.7 a 20μm) dominó a lo largo del puerto. En el 2011 la bahía Hunts era dominada por neto-plancton (>20μm), indicativo de aguas eutróficas.

Rapid reassessment of the eutrophication status of Kingston Harbour, Jamaica using the zooplankton community / Reevaluación rápida del estado de eutrofización del puerto de Kingston, Jamaica utilizando la comunidad de zooplancton

Previous extensive studies of zooplankton distribution in the eutrophic Kingston Harbour established that it was being continuously contaminated. We assessed the community in 2011, 17 years after a previous study and five years after the introduction of a tertiary waste water system. Sampling was conducted for four weeks at eight stations identical to those sampled in a previous study. We used horizontal surface tows with a 200µm net. A total of 73 zooplankton taxa were identified and copepods dominated with 20 species. Mean total abundances were high, ranging from a minimum of 2 383 animals m-3 in the southern region of Hunts Bay to 194 166 animals m-3at the Inner Harbour. Five zooplankton taxa (Acartia tonsa, Paracalanus spp., Temora turbinata, Penilia avirostris and Lucifer faxoni) that were previously identified as indicators, were again important in the Harbour. The overall zooplankton abundances were similar and in some cases higher than the previous study. There was no significant improvement in the water quality since the introduction of the treatment system at Soapberry. This may be a result of unknown nutrient inputs or of nutrient remaining in the sediments.

Extensos estudios previos de la distribución de zooplancton en el Puerto de Kingston estableció que ha sido contaminado continuamente. Evaluamos la comunidad en el 2011, 17 años después de un estudio previo y cuatro años después de la introducción de un sistema de lagunas de aguas residuales terciarias. Utilizamos arrastres superficiales horizontalescon una red de 200 µm. Se identificó un total de 73 taxones de zooplancton y copépodos de los cuales los predominaron 20 especies. La media de las abundancias totales fueron altas y los valores oscilaron entre un mínimo de 2 383 animales m-3 en la zona sur de Bahía Hunts a 194 166 animales m-3 en lo interior del puerto. Cinco taxones de zooplancton (Acartia tonsa, Paracalanus spp., T. turbinata, Penilia avirostris y Lucifer faxoni) identificados previamente como indicadores, fueron importantes de nuevo en la Bahía. La abundancia total de zooplancton fue similar y en algunos casos superior a la del estudio anterior. No hubo mejoría significativa en la calidad del agua desde la introducción del sistema de tratamiento terciario en Soapberry. Esto puede ser resultado de la entrada continua de nutrientes desconocidos y no regulados en los sedimentos.

The planktonic communities of the Jamaican south-east coast; a comparison of harbor, shelf and oceanic areas / Comunidades planctónicas de la costa sudoriental jamaiquina; una comparación de puerto, estante y áreas oceánicas

Few studies have compared water quality and plankton along the eutrophication gradient from Kingston Harbour to oceanic waters around Jamaica. To compare the planktonic community along the expected nutrient gradient, we sampled every two weeks at four stations, from eutrophic Kingston Harbour to oceanic California Bank. Phytoplankton was assessed from whole water Niskin bottle casts and zooplankton by vertical hauls with plankton nets of three different mesh sizes: 64µm, 200µm, and 600µm. Total phytoplankton biomass declined sharply away from the harbour (1.0 μg L-1 at the Harbour Shoal Beacon to 0.2 μg L-1 at California Bank). Characteristic estuarine phytoplankton genera -such as Ceratium, Gonyaulax, Gyrodinium and Rhizosolenia- dominated harbour samples while genera characteristic of offshore locations -such as Asterionelliopsis, Navicula, Nitzschia, Rhizosolenia and Thalassionema- dominated California Bank. Highest phytoplankton densities (mean values of 34 174 cells L-1) were found at the harbor mouth. Mean zooplankton abundances ranged from maximum (5 858.5m-3) at Beacon to minimum (2 124.2 m-3) at California; 171 species of zooplankton were identified and copepods dominated with 76 species. Overall, 75 species of zooplankton were identified from Beacon, 107 from Port Royal Cays- South East Cay, 110 from the exposed shelf edge- Windward Edge, and 95 from the oceanic California Bank. Larval forms dominated; copepod nauplii, fish eggs and echinoderm larvae occurred at all sites. Lucifer faxoni and Penilia avirostris were indicative of harbor waters and Microsetella sp. and Farranula carinata of offshore waters. Some zooplankton taxa, like L. faxoni, Paracalanus parvus and copepod nauplii, despite showing gradual decline with distance from Beacon to the Edge, increased in abundance at the furthest station, California. California Bank clearly experiences enrichment which at times can be as high as near-shore areas, but the planktonic community is unique and similar only to those at other offshore station. To be reliable, characterization of water masses must involve a range of physicochemical and biological parameters.

Pocos estudios han comparado la calidad de agua y plancton a lo largo de un gradiente de eutrofización en el Puerto Kingston con aguas oceánicas en Jamaica. Para comparar la comunidad de plancton a lo largo del gradiente de nutrientes esperado, muestreamos cada dos semanas en cuatro estaciones, desde el eutrófico Puerto Kingston hasta el Banco oceánico California. Evaluamos el fitoplancton de agua entera en botellas de molde tipo Niskin usando la biomasa total y y zooplancton por arrastres verticales con redes de plancton de tres tamaños de malla diferente: 64µm, 200µm y 600µm. La biomasa total de fitoplancton mostró una fuerte caída al aumentar la distancia desde el puerto Kingston (1.0µg L-1 en el Puerto Shoal Beacon a 0.2µg L-1 en el Banco California). Géneros característicos estuarinos como Ceratium, Gonyaulax, Gyrodinium y Rhizosolenia dominaron en las muestras del Puerto Kingston mientras que géneros característicos de costa afuera como Asterionelliopsis, Navicula, Nitzschia, Rhizosolenia y Thalassionema dominaron en el Banco California. Las densidades más altas de fitoplancton (valores promedio de 34 174 células L-1) se encontraron en la boca del puerto. Valores promedio de zooplancton oscilaban entre un máximo (5 858.5m-3) en el Puerto Shoal Beacon (HSB) a un mínimo (2 124.19m-3) en el Banco California (CB), 171 especies del zooplancton fueron identificadas, de los cuales los copépodos dominaban con 76 especies. En general, se identificaron 75 especies del zooplancton en HSB, 107 de los Cayos Port Royal (SEC), 110 del borde de la plataforma expuesta (WE) y 95 del Banco oceánico (CB). Las formas larvarias eran numéricamente dominantes con nauplios de copépodos, huevos de peces y larvas de equinodermos que ocurren en todos los sitios. La dominancia de especies individuales fue utilizada para caracterizar las masas de agua. Lucifer faxoni y Penilia avirostris fueron indicativos de las aguas del puerto y Microsetella sp. y Farranula carinata fueron identificados como indicadores de aguas costa afuera. Taxones seleccionados de de zooplancton, como L. faxoni, Paracalanus parvus y nauplios de copépodos, a pesar de mostrar un decline gradual con la distancia desde el puerto de Kingston a la otra estación costa afuera, aumentan su abundancia en la estación más lejana, Banco California. Banco California es claramente una zona que experimenta un enriquecimiento que a veces puede ser tan alto como las áreas cerca de la costa, pero la comunidad planctónica es única y similar únicamente a las estaciones costa afuera. Para ser confiable, la caracterización de masas de agua debe implicar una serie de parámetros físico-químicos y biológicos.