91
Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor-Leste Source: Alex Cullen 2004. Halina Lamparski 991359X This dissertation is submitted as partial fulfilment of the requirements for the Degree of Bachelor of Engineering (Environmental) 1 November 2004

Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

Assessing Water Quality in DevelopingCountries: A Case Study in Timor­Leste

                                                                                                                                       Source: Alex Cullen 2004.

Halina Lamparski991359X

This dissertation is submitted as partial fulfilment of therequirements for the Degree of Bachelor of Engineering

(Environmental)

1 November 2004

Page 2: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:
Page 3: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste i

ACKNOWLEDGEMENTS

A huge number of people have provided me with support and invaluable assistance with this

project:

From the Centre for Water Research, UWA:

Thanks firstly to my supervisor Dr Anya Waite who helped to get me involved in the Timor­

Leste project, organising all  the difficult and unexpected details  involved with conducting a

research project in such unfamiliar territory and providing me with guidance along the way.

To Jill Birrell who was invaluable  in helping me organise all my supplies and equipment for

the  trip at  such short notice, even  though she knew her way around the  laboratory  less  than

myself. To Dr Anas Ghadouani  for providing me with moral  support and guidance  in ways

both academic and non­academic.  To  the Administrative Staff  (Wendy,  Julia and Ros) and

Computer support team for all their assistance. To Alex Wyatt, my fellow CWR buddy who

kept me company through all the ups and downs of the trip. To all my design and thesis class

mates for their great value and good times during this crazy final year of university.

From Plant Biology, UWA:

Thanks must go  to Dr Grey Coupland who accompanied me on  the  trip  to Timor­Leste and

was  the primary  force  in organising my  field  sampling design and  looking after me when  I

was sick.

From the Department of Geology & Geography, UWA:

To Dr Myra Keep who was so dedicated  in organising  this huge project,  culminating  in  the

visit by Timor­Leste’s prime­minister, Dr Mari Alkatiri to UWA. I am extremely grateful for

having had such an amazing experience in Timor­Leste. Dr Warwick Crowe was the logistics

king  in  Timor­Leste.  Thankyou  for  driving  back  and  forth  to  Dili  from  Samé  trying  to  get

those chemicals, teaching me card games, having great taste in music and being fantastic fun

while over there. To Dr David Haig, and the rest of the geology and greography crew on the

trip: Alex  (especially  for his brilliant photography), Pyone, Nina, Logan and Eujay. Sharing

the house with you in Samé made the trip so much fun!

From the University of Melbourne:

To  Kate  Harper  and  Dr  Mike  Sandiford  for  their  advice  in  Timor­Leste  and  all  their  card­

playing antics.

Page 4: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste ii

From Timor­Leste:

All  those  involved  with  the  Department  of  Energy  and  Mineral  Resources:  Gaspar,  Jamie,

Lourenco,  Francisco,  Brasildo  and  Mr  Izidio.  Your  warm  welcome  and  friendship  is

something I will not forget. Thankyou especially to Gaspar and Jamie for all their help with

collecting  my  data.  To  Augusto  Pinto  from  the  Department  of  Environmental  Services

thankyou  for  providing  me  with  your  data  and  showing  me  around  Dili.  To  Steve  Walsh

(Australia) and Matz Ljungwald (Sweden) from the UN Police.  It was great to meet both of

you in Samé and thankyou for your friendship and time. To the kids from Dili Polytech: Lou,

Johnnie, John, Ele (my special water quality friend), Ambere and Ponte. I will not forget you.

And  a  special  thankyou  must  go  to  all  the  local  Timorese  who  supported  us  crazy  Malai,

obrigado barak!

To  my  darling  friends  who  are  so  delightful:  Jacques,  Helen,  Danny,  Clint,  Fish,  Spacka,

Jono, Penny, Deepak, Dylan and the rest who I love just as much but don’t get to see as often.

Especially  to Tristan who has continually challenged me and supported me  these  last years,

thankyou darling.

And  to  all  my  family  in  Australia  and  Poland,  especially  my  amazing  parents  Marek  and

Barbara and  little  sister  Joasia who have provided me with  their unconditional  love  through

this difficult year.

Page 5: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste iii

ABSTRACT

Water quality assessments are an essential procedure in monitoring programs and are used to

collect  baseline  environmental  data.  They  are  particularly  important  in  developing  regions

where  people  often  cannot  access  adequate  supplies  of  water  and  effective  water  resource

management is critical for future development.

Timor­Leste  is  a  nation  in  such  a  position.  Very  little  water  quality  data  on  Timorese

catchments  is  currently available. As part of a  larger project  in  Timor­Leste,  the  first water

quality  assessment  of  the  Samé  river  system  was  conducted  in  July  2004.  Basic  physical,

chemical and biological analyses were performed on water  samples collected during a  three

week field trip to the area. Temperature, pH and salinity were measured in situ, while nutrient,

metal  and  chlorophyll a  concentrations  were  determined  from  test  strip  analyses  and

fluorometric  techniques,  respectively.  The major aims of  the  study were  to collect baseline

data  for  the  region and more specifically,  to assess  the water quality  status along  the Samé

river  system  on  both  a  regional  scale  and  local  scale.  A  secondary  aim  was  to  assess  the

effectiveness and appropriateness of water quality measuring techniques for Timor­Leste, as

an example of a developing nation.

From  results  it  appeared  that  the  physical  characteristics  of  the  Samé  river  system  was

generally representative of typical rivers in the region during the dry season: with neutral pH

and  low salinity  levels. Nutrient  inputs, however, were  found  to be significantly  lower  than

those  of  other  rivers  in  Indonesia.  This  suggested  a  relatively  pristine  oligotrophic

environment  contributing  minimal  nutrient  loads  to  the  coast.  Relatively  low  chlorophyll a

concentrations  (ranging  between  0.015­2.04 g/L)  confirmed  this  finding.  No  statistically

significant  linear  relationship  was  observed  between  chlorophyll a  levels  and  distance

downstream,  as  might  have  been  expected  due  to  the  cumulative  effects  of  nutrients.

However,  a  positive  linear  relationship  was  found between  these  two parameters  at  a  local

scale  in  the  Samé  town  drains.  This  suggested  that  even  though  drain  water  contained

relatively  low  chlorophyll a  levels,  in  the  same  range  as  the  river  system,  the  cumulative

impact  of  human  activity  in  the  town  may  have  resulted  in  increasing  nutrient  inputs

promoting algal growth.

Page 6: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste iv

It  was  concluded  that  the  test  strip  analyses  was  a  cheap,  effective  method  for  observing

significant  nutrient  loads  in  rivers,  while  fluorometric  chlorophyll a  analysis  was  a  better

technique  for  investigating  changes  in  water  quality  in  more  pristine  environments.  Such

techniques were recommended to continue monitoring over a variety of temporal and spatial

scales  in  the  Samé  river  system.  In  this  way  any  changes  in  water  quality  might  be  more

effectively  investigated, especially  in the context of future development which might impact

upon the pristine Samé riverine system.

Page 7: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

Table  of Contents

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste v

TABLE OF CONTENTS

ACKNOWLEDGEMENTS..........................................................................................................IABSTRACT .................................................................................................................................III

TABLE OF CONTENTS.............................................................................................................VLIST OF FIGURES.................................................................................................................. VIILIST OF TABLES...................................................................................................................VIII1 INTRODUCTION ................................................................................................................ 9

1.1  PROJECT AIMS ................................................................................................................111.2  DISSERTATION STRUCTURE ...........................................................................................11

2 LITERATURE REVIEW.................................................................................................. 122.1  WATER QUALITY IN SOUTH EAST ASIA ........................................................................12

2.1.1 Motivation for Research ...................................................................................... 122.1.2 Previous Studies: Types of Assessment............................................................... 132.1.3 Previous Studies: Trends in Water Quality........................................................ 16

2.2  MOTIVATION FOR THE STUDY: WATER QUALITY RESEARCH IN TIMOR­LESTE ..........17

3 METHODOLOGY ............................................................................................................. 183.1  THE TIMOR PROJECT ......................................................................................................183.2  STUDY SITE: A BACKGROUND TO TIMOR­LESTE .........................................................19

3.2.1 Regional Climate and Geography....................................................................... 203.2.2 Political and Social History ................................................................................ 21

3.3  FIELD TRIP SITE..............................................................................................................233.3.1 Living Conditions................................................................................................. 243.3.2 Weather Conditions ............................................................................................. 253.3.3 Land Use in the Study Site................................................................................... 25

3.4  GOALS AND LIMITATIONS ..............................................................................................263.5  LOGISTICS OF ANALYSING WATER QUALITY IN A DEVELOPING NATION....................27

3.5.1 Taking Initiatives.................................................................................................. 273.5.2 Accessing Materials............................................................................................. 28

3.6  SAMPLING DESIGN .........................................................................................................293.6.1 Field Sampling ..................................................................................................... 313.6.2 Water Quality Parameters................................................................................... 32

3.7  PHYSICAL PARAMETERS.................................................................................................333.7.1 Temperature, Salinity and pH............................................................................. 333.7.2 Flow Rate.............................................................................................................. 34

3.8  CHEMICAL PARAMETERS ...............................................................................................353.8.1 Nutrients ............................................................................................................... 373.8.2 Metals.................................................................................................................... 38

3.9  BIOLOGICAL PARAMETERS ............................................................................................383.9.1 Chlorophyll a........................................................................................................ 38

3.10  SOURCE OF ERRORS........................................................................................................403.10.1 Sampling Error..................................................................................................... 403.10.2 Error in Physical Measurements ........................................................................ 413.10.3 Error in Chemical Measurements....................................................................... 413.10.4 Error in Biological Measurements ..................................................................... 41

Page 8: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

Table  of Contents

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste vi

4 RESULTS............................................................................................................................. 434.1  PHYSICAL DATA .............................................................................................................43

4.1.1 Temperature ......................................................................................................... 434.1.2 pH.......................................................................................................................... 444.1.3 Salinity .................................................................................................................. 454.1.4 Flow Rates............................................................................................................ 46

4.2  CHEMICAL DATA............................................................................................................464.3  BIOLOGICAL DATA .........................................................................................................48

4.3.1 Chlorophyll a........................................................................................................ 485 DISCUSSION ...................................................................................................................... 51

5.1  REGIONAL SIMILARITIES ................................................................................................515.2  NUTRIENT INPUTS AND RIVERINE DELIVERY TO THE COAST .......................................525.3  LOCAL WATER QUALITY ...............................................................................................545.4  ASSESSMENT OF METHODOLOGY ..................................................................................54

6 CONCLUSIONS................................................................................................................. 58

7 RECOMMENDATIONS ................................................................................................... 598 REFERENCES.................................................................................................................... 619 APPENDICES..................................................................................................................... 66

APPENDIX A: GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS) DATA .....................................................66APPENDIX B: RAW PHYSICAL DATA..........................................................................................67APPENDIX C: RAW CHEMICAL DATA ........................................................................................70APPENDIX D: RAW BIOLOGICAL DATA .....................................................................................74APPENDIX E: SAMPLE SITE NOTES, OBSERVATIONS AND PHOTOGRAPHY...............................76APPENDIX F: LIST OF EQUIPMENT USED DURING THE FIELD TRIP IN TIMOR­LESTE...............87

Page 9: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

List of Figures

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste vii

LIST OF FIGURES

FIGURE 3­1: GLOBE MAP ILLUSTRATING THE LOCATION OF EAST TIMOR IN RELATION TOINDONESIA AND AUSTRALIA. SOURCE: (EAST TIMOR ACTION NETWORK/US 2004B) .......19

FIGURE 3­2: MAP OF TIMOR­LESTE. SOURCE: (U.S. CENTRAL INTELLIGENCE AGENCY 2003) .21FIGURE 3­3: MAP SHOWING SAMPLING REGION IN TIMOR­LESTE. SOURCE: (U.S. CENTRAL

INTELLIGENCE AGENCY 2003)...............................................................................................24FIGURE 3­4: A PHOTO OF THE HOUSE RENTED IN SAMÉ DURING THE FIELD TRIP. THE MAKESHIFT

LABORATORY IS LOCATED TO THE LEFT OF THE HOUSE. SOURCE: ALEX CULLEN 2004. .....25FIGURE 3­5: A PHOTO OF THE WATER FACILITIES AVAILABLE AT THE HOUSE IN SAMÉ. SOURCE:

ALEX CULLEN 2004................................................................................................................25FIGURE 3­6: A PHOTO OF A LOCAL CORN CROP, SAMÉ, TIMOR­LESTE. SOURCE: ALEX CULLEN

2004. .......................................................................................................................................26FIGURE 3­7: A PHOTO OF A TRADITIONAL TIMORESE HOUSE, SAMÉ, TIMOR­LESTE. SOURCE:

ALEX CULLEN 2004................................................................................................................26FIGURE 3­8: TOPOGRAPHICAL MAP OF SOUTH COAST OF TIMOR­LESTE SHOWING SAMPLING

LOCATIONS R1­R24. SOURCE: (DIBUAT DAN DITERBITKAN OLEM 1993B; DIBUAT DANDITERBITKAN OLEM 1993A) ..................................................................................................30

FIGURE 3­9: TAKING MEASUREMENTS FROM DRAINS RUNNING DOWN THE SIDE OF THE ROAD INTHE TOWN OF SAMÉ, TIMOR­LESTE. SOURCE: DR GREY COUPLAND 2004. ........................31

FIGURE 3­10: GASPAR DA COSTA DA JESUS (ERM) TAKING IN SITU PHYISCAL MEASUREMENTSUSING THE YEOCAL PROBE. SOURCE: DR GREY COUPLAND 2004. ...................................34

FIGURE 3­11: TAKING A HAND MEASUREMENT OF RIVER WIDTH TO CALCULATE VOLUME FLOWRATE. SOURCE: DR GREY COUPLAND 2004. .........................................................................34

FIGURE 3­12: AMMONIUM AND PHOSPHATE TEST STRIPS. SOURCE: ALEX WYATT 2004. .........37FIGURE 3­13: USING TEST STRIPS FOR SEMI­QUANTITATIVE ANALYSES OF NUTRIENTS AND

METALS. SOURCE: ALEX WYATT 2004. ................................................................................37FIGURE 4­1: AVERAGE TEMPERATURE IN SAME, CILIWUNG AND SUNTER RIVERS. DATA FOR THE

CILIWUNG AND SUNTER SYSTEMS FROM PALUPI ET AL. (1995). ..........................................44FIGURE 4­2: AVERAGE PH OF THE SAME, CILIWUNG AND SUNTER RIVER SYSTEMS. THE

CILIWUNG AND SUNTER RIVERS ARE LOCATED IN JAKARTA, INDONESIA. DATA FOR THESESYSTEMS IS SOURCED FROM PALUPI ET AL. (1995). ..............................................................45

FIGURE 4­3: AVERAGE ELECTRICAL CONDUTIVITY OF THE SAMÉ, SAGULING AND MARO RIVERSYSTEMS, STANDARDISED TO 25°C. DATA FOR THE SAGULING SYSTEM SOURCED FROMHART ET AL. (2002) AND FOR THE MARO SYSTEM SOURCED FROM SULISTYAWAN &HARTONO (2002). ...................................................................................................................46

FIGURE 4­4: CHLOROPHYLL A CONCENTRATION VERSUS LONGITUDINAL DISTANCE FROM EACHSAMPLE SITE (R1­R24) IN THE SAMÉ RIVER SYSTEM. ...........................................................49

FIGURE 4­5: CHLOROPHYLL A CONCENTRATION VERSUS RIVER FLOW RATE IN THE SAMÉSYSTEM....................................................................................................................................49

FIGURE 4­6: CHLOROPHYLL A CONCENTRATION VERSUS DISTANCE FROM FIRST SAMPLELOCATION IN THE SAMÉ TOWN DRAIN....................................................................................50

Page 10: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

List of Tables

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste viii

LIST OF TABLES

TABLE 2­1: CLASSIFICATION OF RIVERS BASED ON THE WATER QUALITY INDEX (WQI) USEDFOR MAJOR RIVERS IN MALAYSIA (ONG ET AL. 1987). ..........................................................14

TABLE 2­2: CLASSIFICATION OF RIVERS BASED ON THE WATER QUALITY INDEX (WQI) USEDFOR RIVERS NEAR JARKARTA, INDONESIA (CANTER 1985). .................................................15

TABLE 2­3: A COMPARISON OF WATER QUALITY PARAMETERS IN SOME RIVERS IN SOUTH EASTASIA DATA FOR THE SAGULING RESERVOIR SOURCED FROM HART ET AL. (2002). DATA FORTHE CILIWUNG AND SUNTER RIVER SYSTEMS FROM PALUPI ET AL. (1995) DATA FOR THEBANTIMURUNG RIVER SOURCED FROM WHITTEN ET AL.(1987). DATA FOR THE SINGAPORERIVER AND SUNGEI GEYLAND IS SOURCED FROM SIEN AND HUAY (1987)..........................16

TABLE 3­1: METHODOLOGICAL LIMITATION AND INITIATIVES TAKEN TO COUNTERACT THESEDURING THE FIELD OPERATION IN TIMOR­LESTE...................................................................27

TABLE 3­2: PARAMETERS CHOSEN FOR ASSESSING WATER QUALITY IN TIMOR­LESTE. ..............33TABLE 4­1: TEMPERATURE, PH, SALINITY AND FLOW RATES OF THE SAMÉ RIVER SYSTEM........43TABLE 4­2: AVERAGE NUTRIENT AND METAL CONCENTRATIONS OF THE SAME, CILIWUNG,

SUNTER AND SAGULING RIVER SYSTEMS IN THE DRY SEASON. DATA FOR THE CILIWUNGAND SUNTER SYSTEMS IS SOURCED FROM PALUPI ET AL. (1995) AND FOR THE SAGULINGSYSTEM IS SOURCED FROM HART ET AL. (2002)....................................................................47

TABLE 5­1: A COMPARISON OF THE COST, PRACTICALITY, SIMPLICITY, WASTE DISPOSALREQUIREMENTS AND ANALYTICAL RESOLUTION OF WATER QUALITY ASSESSMENTTECHNIQUES............................................................................................................................55

TABLE 9­1: COORDINATES OF EACH SAMPLE SITE (R1­R24) ........................................................66

Page 11: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

1 Introduction

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 9

1  INTRODUCTION

Water is essential for the survival of all  life. Humans depend on water to fulfill a variety of

needs and wants. These  include water  for drinking, health and sanitation,  recreation and as

part of  spiritual and cultural  traditions.  It  is a  resource  that  is often  taken  for granted, yet a

large  proportion  of  the  world’s population  is  facing  a  serious  water  crisis.  Presently,  more

than 1 billion people  lack access  to clean drinking water and over 2.4 billion  lack access  to

proper  sanitary  facilities  (2003).  The  mismanagement  of  water  resources  has  led  to  an

increase  in  their degradation. According  to Agarwal  & Narain  (2004)  it  is  the world’s poor

that  are  most  affected  by  “ecological  poverty”  in  the  form  of  inadequate  supplies  of  good

quality  water.  Therefore  improving  management  of  water  resources  in  poorer,  developing

countries  is essential  for  the enhancement of quality of  life and  for  further development  in

these regions.

Assessing the quality of water  resources is an essential process in the development of water

resources. Water quality may be defined in terms of specific characteristics of water that are

important  with  regards  to  a  certain  service  (Tchobanoglous  and  Schroeder  1987).  These

characteristics are usually defined as physical, chemical and biological parameters. Examples

are, heavy metal concentrations  in a  river  intended  for drinking water or  levels of dissolved

oxygen in a lake used for fishing.

Water quality may be assessed by a number of various techniques, ranging in complexity and

sophistication.  When  planning  to  conduct  any  scientific  assessment  it  is  usual  to  consider

what  techniques  are  most  appropriate  with  respect  to:  how  expensive  it  is  to  perform

(including both  the  set­up and  repetition of  the  technique); how simple  it  is  to conduct and

thus how much error may be  incurred  in  the process; and how practical  it  is  to employ  the

technique. Such considerations are especially necessary in regions which lack  infrastructure.

For example, access to a constant power supply, refrigeration, vehicles for field work, basic

scientific equipment or facilities to dispose of chemical waste safely. Therefore, the methods

chosen  for  work  in  developing  countries  must  take  these  factors  into  account.  It  is  also,

however,  important  to  ensure  that  techniques  provide  data  of  adequate  resolution  and

accuracy  to  be  useful  in  an  assessment.  Thus  compromise  between  these  factors  is  often

necessary (Hussain 1978).

Page 12: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

1 Introduction

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 10

Timor­Leste  (also  known  as  East  Timor)  is  a  nation  that  is  currently  struggling  to  supply

water of adequate volume and quality for human use. It is  located on the eastern half of the

island  of  Timor  and  is  approximately  700km  north­west  of  Darwin.  Timor­Leste  has  only

recently seen the end of 25 years of Indonesian occupation, after over 400 years of Portuguese

rule (East Timor Action Network/US 2004b; Hiorth 1985) The social and political instability

following  the  country’s  vote  for  independence  in  1999  has  left  Timor­Leste  struggling  to

rebuild the infrastructure that was destroyed during this period. The lack of infrastructure and

knowledge necessary  for water  resource management  is only one of many  important  issues

that the Timorese are currently facing (United Nations Economic and Social Commission for

Asia and the Pacific 2002).

This study was included as part of the  larger project with goal of collecting simple baseline

data on the state of the river system in the southern region of Samé, in Timor­Leste. Baseline

data  may  be  characterised  as  data  collected  for  future  comparison,  as part  of  a monitoring

program for impact assessment. In the context of this study, baseline water quality data will

be valuable when monitoring changes in the health of the river systems from impacts of future

developments in the region.

A 3 week field  trip  to Timor­Leste was conducted from  the 21st  June  to  the 14th  July 2004.

The  expedition  involved  a  large  contingent  of  UWA  staff  and  students,  staff  from  the

Department of Energy and Mineral Resources (ERM) and the Department of Environmental

Services  in  Dili,  civil  engineering  students  from  the  Dili  Polytech  University  as  well  as

support  from  staff  of  the  United  Nations  (UN)  Police  and  many  local  Timorese.  The

government  staff  and  engineering  students  were  partnered  with  UWA  students  to  actively

train in the scientific methods that were employed during the field trip, as well as assist UWA

students in collecting data for their projects.

The  lack  of  available  data  concerning  Timor­Leste’s  natural  environment  highlights  the

significance of this project. It will result  in the collection of some of the first environmental

data  in  the  region. More specifically,  the data will provide  information on how  land use  in

Timor­Leste  might  impact  upon  riverine  water  quality,  and  the  effects  on  regional  water

supplies and the coastal environment.

Page 13: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

1 Introduction

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 11

1.1  Project Aims

The  overall  aim  of  the  project  was  to contribute  baseline  environmental  data  to  the

government of Timor­Leste on its natural resources.

In the case of this study, the specific aims were to:

a.  Assess  the  water  quality  status  of  the  Samé  river  system  by  measuring  key

parameters  along  the  mountain­coast  gradient  on  both  a regional scale  and local

scale.

b.  Assess the effectiveness and appropriateness of water quality measuring techniques

for Timor­Leste, as an example of a developing nation.

1.2  Dissertation Structure

The issues and objectives outlined above are explored in further detail in the remainder of this

dissertation. Chapter 2 presents a critical  review of  the  literature concerning previous water

quality assessments in the region of south east Asia and how both techniques and results from

different  studies compare. Chapter 3 provides  information on  the origin and structure of  the

greater project that this study was a part of, and presents the motivation for the study in more

detail. It also provides a background on both the physical and social environment of Timor­

Leste  with  a  focus  on  the  study  site.  A  detailed  description  and  discussion  of  both  the

planning and execution of the methods used for field work  in Timor­Leste  is also presented.

Results from the field trip are displayed in Chapter 4. Chapter 5 includes an analysis of these

results and of  the  success of  the methodologies used during  the  field  trip. Chapters 6 and 7

present conclusions and recommendations for further work based upon these analyses.

Page 14: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

2 Literature Review

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 12

2  LITERATURE REVIEW

The quality of inland waters in south east Asia is both similar and varied across the region. A

number of  studies have been undertaken assessing  the water quality of  rivers.  This chapter

presents  a  critical  review  of  the  objectives,  methods  and  trends  found  in  water  quality

assessments conducted in south­east Asia. The motivation for this study is also explained.

2.1  Water Quality in South East Asia

2.1.1  Motivation for Research

Various  water  quality  studies  have  been  conducted  throughout  south­east  Asia.  The

motivation  for  undertaking  such  studies  is  similar  from  country  to  country.  Inadequate

supplies of good quality water has been recognised as one of the major constraints to future

development  in  south  east  Asia,  as  is  in  the  case  in  Indonesia  (The  World  Bank  1995).

Therefore,  water  quality  studies  are  necessary  to  continually  assess  and  effectively

management water supplies. A major motivation for such research on the quality of rivers  in

south east Asia is the lack of baseline data for the region. Baseline data is crucial for adequate

assessment of changes in water quality, as part of effective water management planning.

Pollution  of  reservoirs  that  serve  as  locations  of  both  domestic  and  industrial  effluent  and

runoff  and  as  receiving  bodies  is  also  a  common  motivation  for  water  quality  studies  and

improvement  programs  (Papista  et  al.  2002;  Hart  et  al.  2001;  Kao  et  al.  1978).  The  high

quality  of  water  discharged  from  forested  watersheds  is  well  known  and  increasing

deforestation of tropical forests in south east Asia has been found to worsen incoming riverine

pollution  (Food  and  Agriculture  Organisation  of  the  United  Nations  Forestry  Department

2003). Riparian  forests  improve dissolved oxygen  levels  in water by maintain cooler water

temperatures (Brooks et al. 1997). Thus forests help to decrease nutrient release into the water

column and also cycle nutrients and chemicals  reducing nutrient pollutants and some heavy

metals.  They  also  help  to  stabilise  stream  banks  and  reduce  runoff  which  may  contain

pollution into water bodies from upland areas (Brooks et al. 1997). Some of the major issues

related to pollution of tropical rivers include; the quality of drinking water, excessive growth

of floating plants, algal blooms, fish­kills and organic and heavy metal contamination (Palupi

et al. 1995; Manan and Ibrahim 2003; Hart et al. 2002). As a result of excess nutrient inputs,

rivers  are  also  responsible  for  the  pollution  of  coastal  waters  in  south  east  Asia  (Sien  and

Page 15: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

2 Literature Review

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 13

Huay 1987). The delivery of nutrients to the ocean can cause severe algal blooms and impact

upon the balance of the ocean ecology (Mann 2000). By assessing water quality it is possible

to  gain  further  understanding  of  the  dynamics  such  phenomenon  and  so  improve  water

pollution control in south east Asia (Khare 1978).

2.1.2  Previous Studies: Types of Assessment

A  suite  of  water  quality  assessments have  been  conducted  in  various  regions  of  south­east

Asia.  These  range  from  nutrient  bases  assessments  (Hart  et  al.  2002),  index  classification

(Ong et al. 1987; Palupi et al. 1995), community­based river management programs (Manan

and  Ibrahim  2003)  and  bioassessments  in  conjunction  with  predictive  models  (Hart et  al.

2001). The most common assessments were found to be the measurements of basic physical

parameters  (such  as  pH,  temperature,  dissolved  oxygen  and  conductivity)  and  chemical

parameters, specifically nutrient concentrations (such as total nitrogen and phosphorus). This

are demonstrated by basic physical and chemical measurements of water quality in Indonesian

(Ong et al. 1987; Whitten et al. 1987), Malaysian (Ong et al. 1987), Singaporean (Sien and

Huay  1987)  and  Taiwanese  (Kao  et  al.  1978)  rivers.  Hart  et  al.  (2001)  recognises  that

physical and chemical methods are mostly used to assess water quality while the assessment

of river health using biological methods appeared more uncommon. A critical review of the

different methodologies used to assess water quality is presented below.

Nutrient Budgets

Nutrients are a major pollutant of natural water ways (Wetzel 2001). Excessive nutrients can

result in major water quality problems in tropical regions, including uncontrollable growths of

floating  plants,  toxic  cyanobacterial  blooms  and  regular  fish­kills  (Hart  et  al.  2002).  Such

problems  occur  in  the  Citarum  River  basin  in  Java,  Indonesia,  where  large  volumes  of

untreated domestic and industrial effluent are  released. A nutrient budget was determined to

quantify  the behaviour of nutrients entering  the Saguling  reservoir  in  this basin  (Hart  et al.

2002).  Total­phosphorus,  filterable  reactive  phosphorus  (FRP),  total  nitrogen,  NH4­N  and

NOx­N  were  analysed  in  water  samples  taken  from  five  sites  in  the  Saguling.  The  nutrient

budget was focused on phosphorus and nitrogen because they were considered to be the main

contributors  to  the  excessive  plant  growth  and  cyanobacterial  problems  observed  in  the

Saguling  (Hart  et  al.  2002).  This  link  was  also  found  by  .pH,  conductivity  and  dissolved

oxygen  (DO)  were  also  monitored in  situ.  These  physical  parameters  were  measured  in

Page 16: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

2 Literature Review

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 14

addition to the nutrients because of their affect on the presence and state of nutrients (Hart et

al. 2002).

Water Quality Indexes (WQI)

Water quality monitoring programs have been established for major river basins in Malaysia.

Physical, chemical and biological parameters  are measured both in situ  and  in a  laboratory.

The status of water quality of major rivers in Malaysia  is defined by a Water Quality  Index

System (WQI) scaled from zero to a hundred (Ong et al. 1987). The higher the number of the

WQI, the better the quality of the river water. River water quality is labelled according to the

system presented  in Table 2­1.  The  reasoning  for  this particular classification system  is not

explained by Ong et al. (1987).

Table 2­1: Classification of Rivers based on the Water Quality Index (WQI) used for major rivers inMalaysia (Ong et al. 1987).

Water Quality Index Description

> 80 Clean

59 – 79 Slightly Polluted

33 – 58 Moderately Polluted

< 32 Heavily Polluted

This is a similar analytical system to that used by Palupi et al. (1995) who also define water

quality using a WQI. While Ong et al.  (1987) define a WQI using 5 parameters: Biological

Oxygen  Demand  (BOD),  Ammonia­Nitrogen  (NH3­N),  Suspended  Solids  (SS)  and  acidity

(pH), Palupi et al. (1995) base their index on 9 parameters. pH, BOD, total solids and nitrate

concentration are shared measurements, while Palupi  et al. (1995) also  include  temperature,

dissolved  oxygen,  faecal  coliform  concentration,  phosphate  concentration  and  turbidity  in

their  WQI.  The  classification  of  river  water  quality  based  on  final  index  numbers  was

suggested by Canter (1985) and differs in scale and description compared to that used by Ong

et al. (1987). This classification system is presented in Table 1­1 below.

Page 17: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

2 Literature Review

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 15

Table 2­2: Classification of Rivers based on the Water Quality Index (WQI) used for rivers near Jakarta,Indonesia (Canter 1985).

Water Quality Index Description

0 – 25 Very bad/poor

26 – 50 Bad/poor

51 – 70 Medium

71 – 90 Good

91 ­ 100 Excellent

Bioassessments

The  biological  health  of  a  river  catchment  can  be  used  as  an  indicator  of  water  quality

(Tchobanoglous and Schroeder 1987). Assessment of river health using biological methods is

uncommon in developing countries, where physical and chemical methods are mostly used to

assess  water  quality  (Hart  et  al.  2001).Bioassessment  was  used  to  assess  the  ecological

integrity of 15 sites in the upper Brantas River catchment, Indonesia (Sudaryanti et al. 2001).

A number of reference sites were selected in riffle habitats. The biological status of the river

system  was  determined  by  sampling  for  and  identifying  macroinvertebrates.  This  was

conducted  by  local  biologists  following  intensive  training  and  supervision.  The

macroinvertebrate data were used  to develop a predictive model  (titled AUSRIVAS)  for  the

upper­middle Brantas river, which was then used to assess the “health” of the test sites in the

catchment  (Sudaryanti  et  al.  2001).  A  suite  of  “monitoring”  environmental  variables  were

also measured at each site  including: water  temperature, conductivity, pH, DO,  total P and

total N. These variables are common to other water quality studies in the region (Palupi et al.

1995; Ong et al. 1987; Manan and Ibrahim 2003), in contrast to the method of bioassessment

itself .These were judged to be potentially influenced by human impacts in the catchment. The

AUSRIVAS  model  was  assessed  as  being  a  rapid  bioassessment  method  that  was  highly

applicable  to  the  upper­middle  catchment  sections  of  Indonesian  river  systems.  In  the

bioassessment  of  the  Brantas  river,  almost  all  the  sites  were  classified  as  “significantly

impacted” in comparison to the reference site.

Page 18: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

2 Literature Review

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 16

2.1.3  Previous Studies: Trends in Water Quality

The  water  quality  status  appeared  generally  homogeneous  across  riverine  systems  in  south

east Asia. A comparison of some of the results of previous studies is presented in Table 2­3

below.

Table 2­3: A comparison of water quality parameters in some rivers in south east Asia Data for theSaguling reservoir sourced from Hart et al. (2002). Data for the Ciliwung and Sunter river systems from

Palupi et al. (1995) Data for the Bantimurung river sourced from Whitten et al.(1987). Data for theSingapore River and Sungei Geyland is sourced from Sien and Huay (1987).

River System  pH  Cond.S/cm)

DO(mg/l)

Temp.(°C)

Total  P(mg/l)

Total N(mg/l)

FRP(mg/l)

NO3­N(mg/l)

NH4­N(mg/l)

Saguling,Indonesia

6.3­8.4

126­367  0.9–8.4  23.2­23.9  1.22 2.39 0.142  0.572  0.213

Ciliwung,Indonesia

7.3  ­ 1.31 27.5 ­ ­ ­ 1.39

Sunter,Indonesia

7.4  ­ 1.01 27.8 0.81

Bantimurung,Indonesia

6.5­7.5  26­29

Singapore 1.8SungeiGaylang,Singapore

3.3

Chi­Sui,Taiwan

2.0­8.8 0.3­1.4  0.10­0.69

The pH levels in three of the Indonesian rivers were similarly neutral, while the DO levels of

the  Sunter  and  Ciliwung  rivers  were  relatively  low  (Table  2­3)  compared  to  those  of  the

Saguling,  Bantimurung  and  Chi­Sui  rivers  which  could  reach  concentration  greater  than

7mg/l.  Surface  temperatures  did  not  vary  distinctly,  however,  it  is  difficult  to  compare  as

temperature may have been affected by the surroundings around them, such as the presence of

trees  that  might  shade  and  reduce surface  temperatures  in  rivers.  The  total  N  levels  of  the

Saguling were over double  that measured  in  the Chi­Sui  river  in  Taiwan, while  the Nitrate

concentrations of  the Saguling were approximately half of  that of  the Ciliwung and Sunter

rivers. The concentration of ammonium in the Saguling was also significantly lower than that

of Singapore rivers, by one order of magnitude.

It  is  interesting  to  compare  data  for  rivers  in  south  east  Asia  to  the  trigger  levels  (used  to

assess risk of adverse effects due to nutrients, biodegradable organic matter and pH in various

ecosystem  types)  of  tropical  aquatic  ecosystems  defined  by  the  ANZECC/ARMCANZ

Page 19: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

2 Literature Review

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 17

guidelines (2000). The pH range for rivers  is defined as 6.0­8.0. This criterion is fulfilled  in

the rivers presented in Table 2­3. The total nitrogen trigger value is defined as between 150­

300  g/l  (=0.15­0.3 mg/l). This criterion is exceeded by both rivers presenting total nitrogen

data,  the  Saguling  and  Chi­Sui,  by  approximately  1  order  of  magnitude.  Nitrate  and

ammonium  trigger  levels  are  defined  by  the  ANZECC/ARMCANZ  (2000)  guidelines  as

between 10­30  g/l  (= 0.01­0.03 mg/l)  and 6­10  g/l  (= 0.006­0.01 mg/l),  respectively.  The

nitrate levels of the Saguling, Ciliwung and Sunter exceed the criteria by two and three orders

of magnitude, while the Saguling, Singapore and Sungei Gaylang exceed ammonium trigger

levels  by  up  to  four  orders  of  magnitude.  In  summary,  these  nutrient  trends  indicate  high

levels of pollution in many rivers in south­east Asia. This  is confirmed by Hart et al.; Palupi

et al. (1995); Whitten et al (1987); Sien and Huay (1987) who link human impacts in the form

of  domestic,  industrial  and  agricultural  effluents  as  sources  of  nutrient  pollution  in  these

rivers.

2.2  Motivation for the Study: Water Quality Research in Timor­Leste

As investigated previously, a variety of water quality studies have been conducted in south­

east Asia. However, almost no  literature has been published describing  the water quality of

inland water bodies  in Timor­Leste  itself. It  is possible that such information was destroyed

during  the  recent  periods  of  instability  in  the  nation.  From  communication  with  local

Timorese and members of Non­Government Organisations, faecal coliform measurements are

being  conducted  in  water  bodies  in  the  enclave  of  Oecussi  by  an  NGO  entitled  Ozgreen

(Ozgreen 2004). Water quality assessments have also been performed by a Portuguese water

bottling  company  in  the  mountainous  region  surrounding  Samé.  Only  one  environmental

organisation exists in Timor­Leste: the Haburas Foundation (East Timor Action Network/US

2004a). However,  information regarding any environmental monitoring that it has conducted

was also difficult to discover. Some physical data has also been collected by the Department

of Environmental Services however this has not been published (Augusto Pinto, pers. comm..,

23/06/2004).  In  summary,  very  little  environmental  data  has  been  published,  especially

concerning the quality of Timor­Leste’s inland waters. This lack of  information is the major

motivation for this study. Any results obtained from this study will be one of the first water

quality data sets for Timor­Leste.

Page 20: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 18

3  METHODOLOGY

Chapter  4  details  the  origins  of  this  study  as  part  of  the  larger  project  with  which  it  was

associated.  Background  information  regarding  the  arrangement  of  the  field  trip  in  Timor­

Leste are also provided. The physical geography, climate, and social history and geography of

Timor­Leste and the local study site are also summarised. The chapter reveals the goals and

limitations  of  sampling  and  analytical  techniques  when  used  in  a  developing  country.  The

steps  of  each  sampling  and  analytical  process  are  described  in  detail  and  explained.  The

potential sources of error for the methodology conducted in Timor­Leste are also discussed.

3.1  The Timor Project

This  research  was  conducted  as  part  of  a  larger  project  incorporating  seven  geology,

geography  and  environmental  engineering  final  year  projects  from  UWA,  and  a  geology

doctorate  from  the  University  of  Melbourne.  Dr  Myra  Keep  (Geology  and  Geography

Department,  UWA)  was  responsible  for  initiating  interest  and  funding  for  the  project,  and

coordinating  the  involvement  of  government  staff  from  the  Department  of  Energy  and

Mineral  Resources  (EMR)  and  Department  of  Environmental  Services  in  Dili.  Civil

engineering students  from Dili Polytech  University were also  invited  to work alongside  the

Australian students on their individual projects. Dr Warwick Crowe (Geology and Geography

Department,  UWA)  was  involved  in  organising  the  logistics  of  the  field  operation,  in

coordination with both Timorese government staff and students.

Each  of  the  Timorese  students  and  government  staff  were  partnered  with  an  Australian

student  and  actively  engaged  in  field  work  contributing  to  individual  projects.  Such  a

partnership was designed  to provide  training  to both staff and students  in various scientific

methods.  The  exercise  also  provided  the  Timorese  students  with  an  opportunity  to present

their experiences and knowledge to their own university. By working alongside the Timorese,

Australian students gained invaluable assistance because of their local knowledge and ability

to translate their intentions to local communities.

UWA  students  were  provided  with  a  two  day  intensive  language  course  in  the  official

Timorese language of Tetum, sponsored by Woodside Petroleum, and a St John’s Senior First

Aid course before traveling to Timor­Leste. Students travelled to and from Dili (via Darwin)

as  visitors  on  chartered  ConocoPhillips  Pty  Ltd  flights.  In  Dili,  individual  projects  were

Page 21: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 19

formally  presented  to  the  government  of  Timor­Leste.  A  presentation  summarising

preliminary findings from the field operation was also made to both the government and Dili

Polytech University, before returning to Australia.

3.2  Study Site: A Background to Timor­Leste

Field  research  for  this study was conducted  in  the country of Timor­Leste, more commonly

known as East  Timor.  Timor­Leste  is  located on  the eastern half of  the  island of  Timor  in

south­east Asia. It includes a small area in the western half of the island around the enclave of

Oecussi­Ambeno, as well as the small island of Jaco and Atauro, and 30km north of Dili, the

capital. Timor­Leste covers an area of approximately 15 000 square kilometres (Hiorth 1985).

It  is  situated  roughly  700km  north­west  of  Darwin  and  is  separated  from  Australia  by  the

Timor Sea (Heyward et al. 1997). The position of Timor­Leste on a global scale is represented

in Figure 3­1 below.

Figure 3­1: Globe map illustrating the location of East Timor in relation to Indonesia and Australia.Source: (East Timor Action Network/US 2004b)

Page 22: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 20

3.2.1  Regional Climate and Geography

The  climate  in  this  region  of  south­east  Asia  is  tropical  with  two  distinct  seasons:  the

Northwest  monsoon  from  November  to  March,  associated  with  high  rainfall  and  tropical

cyclones  and  thunderstorms  (the  “wet”  season),  and  the  Southeast  monsoon  from  April  to

September associated with  low rainfall  (the “dry” season)  (Heyward et al. 1997).  The north

coast receives virtually no rain during this period and rainfall is often erratic.

The average air temperature of the region is approximately 28°C with the highest humidities

occurring  from  October  to  May,  associated  with  the  Northwest  Monsoon  season.  Lower

humidities occur during the Southeast Monsoon season, due to the continental origin of the air

mass (Heyward et al. 1997).

Two  distinct  wind  regimes  are  associated  with  the  monsoonal  seasons.  A  steady  south­

easterly  airflow,  originating  over  the  Australian  mainland,  is  present  during  the  Southeast

monsoon. A steady, moist, west to northwest wind occurs in Timor­Leste during the summer

months of the Northwest monsoon (Heyward et al. 1997).

Once part of the Australian continental shelf, Timor only fully emerged from the ocean some

4  million  years  ago,  and  is  therefore  comprised  mainly  of  marine  sediment,  principally

limestone. The  rugged Kablaki mountain range runs directly east­west through the centre of

the island of Timor dividing  it  lengthwise.  It  is often cooler and receives more rain than the

northern half of the island during the dry season. The major riverine systems of Timor­Leste

originate in these mountains and extend towards the coasts as swamps and river deltas, mostly

along the south coast (Hiorth 1985).

Tropical and sub­tropical forests cover  less than 50% of Timor­Leste’s surface area (Bouma

and Kobryn 2002). Sandalwood and Teak forests are some of the more marketable forests that

grow  in  Timor;  however,  these  were  greatly  diminished  during  Portuguese  and  Indonesian

occupation.  A  majority  of  the nation’s  forest  cover  exists  in  the  mountain  range,  however,

continual deforestation as a result of fuel wood collection, livestock grazing and agricultural

use is decreasing forested areas (Bouma and Kobryn 2002).

Agriculture  is  the  single  largest  land  use  in  Timor­Leste  (approximately  24%  of  the  total

area).  Subsistence  farming  and  rotational  cropping  is  relied  upon  by  the  majority  of  rural

communities  in  Timor­Leste  (Bouma  and  Kobryn  2002).  Erratic  rainfall  patterns  often

Page 23: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 21

contribute  to  unfavorable  agricultural  conditions.  An  increasing  population  has  resulted  in

increased competition for resources and intensified land use. This has brought about a decline

in the area of forest and woodland.

3.2.2  Political and Social History

The capital city of Timor­Leste is Dili and the second major town is Baucau, situated further

east  of  Dili  (Figure  3­2).  The  population  of  Timor­Leste  is  approximately  1  million  (U.S.

Central Intelligence Agency 2004). The official languages of Timor­Leste are Portuguese and

Tetum, although Bahasa­Indonesian is also a commonly spoken language. Timor­Leste is also

known  as  Timor  Loro’sae,  or  the  land of  the  rising  sun  in  Tetum.  The  nation  is  governed

using a parliamentary system outlined by a constitution and supported by a largely ceremonial

president. The official title of the government is Governo Timor­Leste.

Figure 3­2: Map of Timor­Leste. Source: (U.S. Central Intelligence Agency 2003)

The  Portuguese  were  the  first  Europeans  to  arrive  in  the  area  in  the  16th  century  and  they

established an isolated presence on the island of Timor. The Portuguese ruled Timor­Leste for

more  than 400 years. Portuguese Timor declared  itself  independent on November 28, 1975,

but was invaded and occupied by Indonesian forces 9 days later (Budiardjo and Liong 1984).

Page 24: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 22

The territory was subsequently declared the 27th province of Indonesia in July 1976 as Timor

Timur (Hiorth  1985).  Internationally,  its  legal  status  was  that  of  a  "non­self  governing

territory under Portuguese administration".

During the following guerilla war an estimated 100,000 to 250,000 persons lost their lives. On

August  30,  1999,  in  a  United  Nations  (UN)­supervised  popular  referendum,  the  East

Timorese voted  for  full  independence  from Indonesia.  Tragically,  violent clashes  instigated

primarily by anti­independence militias broke out soon afterwards. UN peacekeepers  led by

Australia were brought  in  to  restore order.  Independence was  internationally  recognised on

May 20, 2002 and East Timor joined the UN on September 27 of that year (Governo Timor­

Leste 2002).

After  the  independence  poll  in  1999  most  of  Timor­Leste’s  infrastructure  was  destroyed.

International aid is currently assisting Timorese to rebuild the country’s economy. Industries

are only beginning to develop, so most manufactured items are imported, increasing the cost

of  living  for  many.  Major  industries  revolve  around  the  production  of  coffee  (the  major

export), rice, maize,  logging,  fisheries, spices, coconuts and cacao (Hiorth 1985). Tourism is

considered a potential  source of development, however, hotels,  transport and other  facilities

necessary for tourist ventures are still  lacking. Oil and natural gas exploration will become a

major source of income for Timor­Leste as the Timor Gap fields are developed.

Regionally distinct groups reside in Timor­Leste  including people of Malayo­Polynesian and

Papuan background. A small Chinese minority is also present. Each of Timor’s 13 districts is

culturally and linguistically unique (Hiorth 1985). Stories, singing, music and dancing play an

integral part in people’s lives. The majority of the population live  in small villages and grow

their  own  food  through  subsistence  agriculture.  Rice  and  corn  are  the  main  staples,  while

chicken, sheep and pigs are also farmed for  food. Access to running water and electricity is

much  less  available  in  rural  areas,  in  comparison  to  cities  such  as  Dili  or  Baucau.  Around

42% of  the population  live below  the poverty  line  (U.S. Central  Intelligence Agency 2004).

Timor­Leste is the poorest nation in south­east Asia.

The  Catholic  Church  has  been  a  dominant  institution  in  Timor  since  the  arrival  of  the

Portuguese.  Catholics  are  the  major  religious  group  in  Timor­Leste  (greater  than  90%).

Muslims,  Hindus  and  Buddhists,  are  also  present  (U.S.  Central  Intelligence  Agency  2004).

Page 25: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 23

Many  people  also  maintain  animistic  beliefs  connecting  them  to  the  spirits  of  the  dead,

through stones, animals, wells or streams.

3.3  Field Trip Site

Field  work  was  conducted  from  the  21st  June  to  the  14th  July  2004  in  the  southern half  of

Timor­Leste  in  the Samé  region.  (also known as  the Manufahi  region  (Bouma and Kobryn

2002)). This area is highlighted in yellow on Figure 3­3. The distance between Samé and Dili

is approximately 50km, and between Samé and the south coast is approximately 20km. The

base camp for the project was located at a house in the town of Samé, situated on the southern

side of the Kablaki range. To reach Samé it was necessary to drive using vehicles that were

capable of traversing muddy and broken terrain and tracks. This was due to the poor state of

the  road  linking  Samé  and  Dili,  which  was  often  muddied  or  non­existent  due  to  past

landslides and rainfall in the mountainous area.

Page 26: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 24

Figure 3­3: Map showing sampling region in Timor­Leste. Source: (U.S. Central Intelligence Agency2003)

3.3.1  Living Conditions

In Samé, both Timorese and Australia students and staff lived and worked in a house rented

from the local District Administrator. Three vehicles were shared amongst the group as daily

field work was conducted in the surrounding area. An intermittent power supply was available

every  few  nights.  During  periods  without  power  a  generator  was  usually  available  for  use

when necessary. Running water, a septic tank system and refrigeration was also accessible. A

makeshift “laboratory” including a sheltered workspace and bench was constructed from local

bamboo and tarpaulins.

Page 27: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 25

Figure 3­4: A photo of the house  rented  in Saméduring the field trip.  The makeshift  laboratory islocated  to  the  left  of  the  house.  Source:  AlexCullen 2004.

Figure  3­5:  A  photo  of  the  water  facilitiesavailable  at  the  house  in  Samé.  Source:  AlexCullen 2004.

3.3.2  Weather Conditions

As  mentioned  in  Chapter  3,  section  3.2,  the  climate  of  the  study  site  is  tropical  with  two

distinct seasons: wet and dry. The field operation for the project began near the start of the dry

season. Major rains ended approximately two weeks after arrival in Timor­Leste. Water levels

in  rivers  had  considerably  decreased  in  this  time,  as  well  as  during  the  period of  our  field

work.  Light  rains  occurred  intermittently  during  the  field  operation.  Temperatures  were

approximately 25°C during the day and cooled significantly during the night. This contrasted

to weather  in Dili which was generally warmer and more humid during  this  time, and  less

cool during the night.

3.3.3  Land Use in the Study Site

From observation, tropical and subtropical forests were present in the region, especially in and

around  the  mountainous  areas.  Deforestation  was  observed  in  the  form  of  fuel  wood

collection,  livestock  grazing  and  clearing  for  agricultural  use,  particularly  near  the  flatter,

coastal areas. Coffee plants were often seen growing beneath  larger  trees  in  forested areas,

and  were  hand­picked  by  locals  in  nearby  villagers.  No  machinery  was  observed  for  the

maintenance of the coffee plantations during the operation. Closer to the coast, areas cleared

for  farming  was  more  familiar.  Rice  and  corn  crops  were  the  most  common  agricultural

activities. However,  individual crop fields were relatively small, usually belonging to one or

more  families  within  a  community,  and  no  intensive  agricultural  areas  were  apparent.  A

variety of farm animals were observed throughout the region. and were not usually confined

Page 28: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 26

to  any  one  area.  Animals  included  cows,  buffalo,  dogs,  horses,  donkeys,  goats,  pigs  and

chickens and did not appear  to be confined  to any one area.  It was common  to notice  such

animals and animal tracks around rivers and other water bodies.

Figure  3­6:  A  photo  of  a  local  corn  crop,Samé,  Timor­Leste.  Source:  Alex  Cullen2004.

Figure 3­7: A photo of a traditional  Timorese house,Samé, Timor­Leste. Source: Alex Cullen 2004.

In the major towns, local housing was constructed of brick and cement, although often in need

of  repair  from  the  recent  civil  instabilities.  The  lack  of  resources  also  contributed  to  the

degradation  of  the  existing  housing.  Outside  of  the  larger  towns,  local  housing  was

constructed of  traditional  thatch, bamboo and wood. Vehicles were  relatively uncommon  in

this region and the majority were used by the local administrators, police and foreigners.

3.4  Goals and Limitations

A  major  goal  of  the  project  was  to  design  a  methodology  that  would  provide  useful

information  on  water  quality  using  simple,  inexpensive  techniques  and  equipment.  The

limitation  of  working  in  a  region  where  infrastructure  is  lacking  requires  such  a  practical

design. Devising a cheap, simple and robust process has applications for developing countries

in  general.  It  may  provide  an  applicable  method  for  monitoring  water  quality  in  locations

where basic utilities and resources may not be accessible.

Techniques were thus chosen where both sampling and analyses were not limited by lack of

electricity or relatively expensive equipment. Simple methods were also chosen to minimise

the potential  for human error  in cases where extensive  training  in  field work and  laboratory

analyses  were  not  possible.  All  sampling  and  analyses  were  replicated  to  determine  the

variability in results due to error.

Page 29: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 27

3.5  Logistics of Analysing Water Quality in a Developing Nation

The  lack  of  facilities  available  in  a  developing  nation  may  often  limit  the  application  of

research  techniques  usually  conducted  in  more  prosperous  countries.  Therefore,  to

successfully perform research in developing regions, it is necessary to create simple initiatives

to  either  replace  or  to  redesign  these  techniques.  By  doing  so,  simple  data  may  still  be

collected  and  patterns  may  become  evident  if  such  modified  techniques  are  repeated  in  a

monitoring program. It also provides a cheaper and simpler alternative for repetitive analyses.

From a political and social perspective, conducting scientific research  in a developing nation

may also be more effective by involving as many members from society as possible, from as

many levels as possible. Such  interest was especially enhanced in Timor­Leste by arranging

exchanges  of  knowledge  and  training  at  the  government  level,  and  by  contributing  basic

resources  (such  as  stationery  to  schools)  and  being  involved  with  communities  (such  as

participating in games and soccer matches) at a local  level. Support from the government of

Timor­Leste was provided to those involved in this project by lending vehicles, providing any

maps or  scientific  and  social  information  on  the  given  subject  matter,  and  by  encouraging

staff  from  the  Department  of  Energy  and  Mineral  Resources  and  Department  of

Environmental Services to contribute their assistance to the field operation. Consultation with

local  Timorese  from villages within  the  study site  resulted  in  the acquisition of  information

regarding  the possibility of accessing various sections of  rivers, as well as  the  types of  land

uses and histories of the area.

3.5.1  Taking Initiatives

After  considering  the  facilities  available  in  Samé  it  was  necessary  to  modify  some  of  the

proposed  analytical  techniques.  The  particular  limitations  and  the  initiatives  to  counteract

these are listed in below in Table 3­1.

Table 3­1: Methodological limitation and initiatives taken to counteract these during the field operation inTimor­Leste.

Methodological Limitation Initiative Taken

• Lack of  ice  for refrigeration of samplesafter  initial collection, for prevention ofchlorophyll a degradation.

• Samples wrapped in aluminum foil orblack plastic, placed in sky and kept outof direct sunlight to minimisedegradation.

Page 30: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 28

• Lack of power for refrigeration of watersamples, for prevention of chlorophyll aand chemical degradation.

• Filtration and analysis of chlorophyll aand chemical concentrationsimmediately after return to base camp,to minimise possible degradation. Ifnecessary, storage in the darkest, coolestlocation possible.

• Lack  of  Agene  bottles  to  collect  watersamples.

• Plastic water bottles bought locally wererecycled for sampling.

• No  instrumentation  to  measure  riverflow (e.g. Flow Meter)

• Measure volume flow using a timer,similarly sized buoyant objects(velocity), and tape measure (riverwidth and depth).

• No facilities for safe disposal ofhazardous waste for high accuracychemical analyses.

• Use simple semi­quantitative analysesthat did not require hazardouschemicals. Waste disposed of with highvolume dilutions into septic tanksystem.

• Breakdown of the YEOCAL probe (pH,temperature, salinity).

• Measure pH using litmus paper,temperature using a thermometer andsalinity using a conductivity meter.

• Lack of bench space/tables for basicanalyses.

• Construction of a makeshift bench usinglocal employees and knowledge fromtarpaulins, rope and bamboo.

• Lack of detail in physical and digitalmaps to determine accessible locationsfor sampling.

• Consultation of local villagers as to thelocation of roads/tracks for access tovarious sections of rivers.

By  developing  such  initiatives  it  was  possible  to  develop  the  most  efficient  strategy  for

sampling  and  analysis  in  the  time  available.  From  this  study  a  series  of  protocols  may  be

developed  to create a Water Quality Manual  for developing  regions. The specific  initiatives

for each technique are discussed in more detail in the sections below.

3.5.2  Accessing Materials

One of the considerations for choosing the particular methodologies employed in Timor­Leste

was  the possibility of accessing materials  that were necessary  to conduct  the methods. The

chemicals and equipment necessary for the measurement of each of the biological, chemical

and physical parameters were either replaceable with available similar appropriate materials,

or  relatively  easily  imported.  This  is  discussed  for  each  individual  technique  later  in  this

chapter. A list of all the chemicals and equipment used during the field operation is available

in Appendix F.

Such  techniques  were  chosen  so  that  they  could  be  repeated  by  the  Timorese  themselves,

instead of  the alternative of collecting samples  to be sent overseas  for analysis. This allows

Page 31: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 29

more  use  for  the  results  of  this  study,  as  well  as  contributing  to  the  development  and

ownership of such research by the people of Timor­Leste. In this way, the better management

of the natural resources of the country can occur by the Timorese themselves.

3.6  Sampling Design

A sampling regime was determined upon the acquisition of a 1:25000 topographic map of the

Samé  region  and  southern  coastline  (Dibuat  Dan  Diterbitkan  Olem  1993b;  Dibuat  Dan

Diterbitkan Olem 1993a). A  large  (regional) and small  (local) scale  sampling set were both

conducted.  The  small  scale  sampling  set  was  incorporated  as  a  subset  of  the  larger  scale

sampling design consisting of 24 sampling locations (R1­R24) in total. These are presented in

Figure  3­8.  The  sampling  area  extended  from  the  Kablaki  mountain  range,  north  of  Same

(outlined  in  red  in  Figure  3­8),  to  the  south  coastal  town of  Betano  (outlined  in  yellow  in

Figure 3­8.). Samples were also taken from a major river mouth located on the western side of

Betano,  also  shown  in  Figure  3­8.  The  exact  latitudinal  and  longitudinal  positions  of  each

sample site are listed in Appendix A.

Page 32: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 30

Figure 3­8: Topographical map of south coast of Timor­Leste showing sampling locations R1­R24.Source: (Dibuat Dan Diterbitkan Olem 1993b; Dibuat Dan Diterbitkan Olem 1993a)

The aim of the large scale sampling set was to determine if regional variation existed for any

of  the biological, chemical and physical parameters. An attempt could  then also be made  to

explain  the  presence of  any  variation  in  the  mountain­coast  gradient  based  on  the  possible

Page 33: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 31

interaction  of  these  parameters  and  any  downstream  cumulative  effects,  in  particular,

examining the possible delivery of riverine pollutants or nutrients to the coast.

The  small  scale  sampling  regime  involved  sampling  at  four  locations  (R9­R12)  from  a

concrete  drain  running  along  the  side  of  the  road  through  the  town  centre  of  Samé.  The

objective  for  this  sampling  regime  was  to  determine  whether  water  quality  significantly

altered  between  the  top  and  bottom  end  of  the  town.  If  any  change  was  noted  it  would

therefore be possible to make  inferences about the compound effects of a human population

living in direct proximity to a water source.

Figure 3­9: Taking measurements from drains running down the side of the road in the town of Samé,Timor­Leste. Source: Dr Grey Coupland 2004.

3.6.1  Field Sampling

Sampling  locations  were  chosen  according  to  ease  of  access.  In  particular,  whether  rivers

were  in close proximity  to  roads or  tracks or within easy walking distance. Such decisions

were made from both digital and physical maps or from consultation with locals familiar with

the area. These decisions were necessary because of the amount of equipment that needed to

be carried from the vehicle to the sampling site. A Global Positioning System (GPS) was used

to  record  the  exact  latitudinal  and  longitudinal  coordinates  of  each  location  for  later

Page 34: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 32

identification on digital maps. Detailed notes were also  taken at each  location documenting

the following (see Appendix E):

• People involved with sampling

• Date and time of day

• Weather conditions

• Type and abundance of vegetation

• Human and animal activity

• Geology, flow, biology and colour of water source

These observations were recorded  in order to provide the opportunity to relate results to the

conditions and environment in which they were collected.

All  physical  parameters  were  measured  and  recorded in  situ using  a  YEOCAL  probe.

Chemical  and  biological  measurements  were  recorded  from  analyses  later  conducted  on

samples obtained from each site. All of the field work conducted during the length of the trip

was done with the assistance of staff from the Department of Energy and Mineral Resources

and students from Dili Polytech University in Timor­Leste.

Replicate  samples were collected  in  500ml plastic bottles  from each  location. Vessels were

thoroughly  rinsed with water  from  the surface  layer of  the  river or equivalent water  source

before collection.  This procedure was exercised  to  lower  the  risk of  sample contamination.

Water was collected upstream of where  the person carrying out  the collection stood.  In  this

way, any mixing  in  the water column from  the movement of  the  sampler could be avoided.

The filled bottles were either wrapped in aluminium foil or black plastic bags and placed in an

esky  kept  out  of  direct  sunlight.  The  purpose  of  this  step  was  to  minimise  degradation  of

chlorophyll a and any nutrients and metals present in the sample. Samples were transferred to

a refrigerator for storage until further analyses were conducted.

3.6.2  Water Quality Parameters

The parameters chosen for analysis of water quality for this study are presented in Table 3­2

below.

Page 35: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 33

Table 3­2: Parameters chosen for assessing water quality in Timor­Leste.

Parameter Type ParameterPHYSICAL • Temperature

• Salinity• pH

CHEMICAL • Nutrients:o NO­3o NO­2o NH+4o PO4­3

• Metals:o Cuo Feo Ag

BIOLOGICAL • Chlorophyll a

These parameters were primarily chosen  from an assessment of  the  standard characteristics

for measuring water quality presented  from  literature  (as shown  in Chapter 3) and  from  the

recommendation of experts (Dr Anya Waite, pers. comm., 13/05/2004). By measuring these

parameters it also provided the possibility of determining both their individual and collective

effects on riverine water quality. Another significant reason for choosing these parameters is

the practicality of their measurement in a developing region. The difficulties associated with

freighting chemicals and transporting equipment by plane was a major constraint to the type

of  analyses  that  could  be  conducted.  The  limited  facilities  in  Timor­Leste  also  had  to  be

considered  in  choosing  the  methods,  and  thus  parameters  that  could  be  employed.  This  is

discussed in further detail in Chapter 5.

3.7  Physical Parameters

3.7.1  Temperature, Salinity and pH

Temperature, salinity and pH were measured in situ using a YEOCAL probe. The YEOCAL

was  calibrated  from  these  parameters  in  Australia  approximately  one  week  before  the

beginning  of  the  field  trip.  At  each  sample  site,  the  instrument  was  lowered  into  surface

waters at a central position within each water source, in order to prevent a potentially biased

result that might have arisen from near shore measurements. This technique  is demonstrated

in Figure 3­10 below. Measurements were recorded three times and a mean value calculated

from  these.  Temperature  was  recorded  in  degrees  Celsius  (°C)  and  salinity  in  parts  per

Page 36: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 34

thousand  (ppt).  Salinity  levels  were  also  converted  to  electrical  conductivity  (EC)  units

S/cm)  and  standardised  to  25°C  by  increasing  the  value  by  2%  per  degree  for  locations

where  water  temperatures  were  below  25°C  and decreasing  them  by  2% per  degree  where

temperatures  were  above  25°C  (Waterwatch  Australia  Steering  Committee  2002).  pH

evaluations  were  carried  out  using  litmus  paper  at  several  locations  and  conductivity

evaluations using battery­operated Conductivity Meters. The purpose of these measurements

were to test their usability, against the YEOCAL probe as back­up options. This method was

employed to test the reliability of the technique  in replacement of probe measurements. The

raw data for these measurements is presented in Appendix B.

Figure 3­10: Gaspar da Costa da Jesus (ERM)taking in situ phyiscal measurements using theYEOCAL probe. Source: Dr Grey Coupland2004.

Figure 3­11: Taking a hand measurement of riverwidth to calculate Volume Flow rate. Source: DrGrey Coupland 2004.

Dissolved oxygen and turbidity were not recorded due to the failure of the probes measuring

these parameters  in  the  YEOCAL.  Notes  were  instead  taken  at  each  location  regarding  the

visibility of the water as clear, partially turbid or completely turbid.

3.7.2  Flow Rate

Flow rates were determined at each location by multiplying measurements of width, average

depth and average velocity as shown in Equation 3­1 below.

Equation 3­1: Determination of Volume Flow Rate.

vDWF **=

Page 37: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 35

Where: F = Volume Flow Rate (m3s­1)

W = Width (m)

D = Average Depth (m)

v = Average Velocity (ms­1)

River widths were calculated by hand using measuring tape as demonstrated in Figure 3­11.

Average  depths  were  estimated  by  calculating  the  mean  of  a  series  of  hand  measurements

using tape. To measure average river velocity, the time taken for three similarly sized buoyant

objects (locally available  leaf  litter and debris) to travel a set distance was recorded. A mean

velocity was calculated by dividing the set distance with average time of travel.

Ideally,  measurements  of  river  flow  would  also  be  taken  using  more  sophisticated

instrumentation such as a Flow Meter. Such a device might a provide a more consistent and

accurate  measurement.  However,  under  the  circumstances  this  technique  gave  a  general

indication of the type of flows occurring at each sample site. A comparison of the simple hand

technique to an electronic in situ measurement would provide valuable  information as to the

accuracy and thus effectiveness of using such a basic hand measurement.

3.8  Chemical Parameters

The original methodology intended for the measurement of nutrient and metal concentrations

involved high resolution analysis as described by Parsons et al. (1984).

Techniques  for  the  determination  of  nutrients  such  as  nitrate  and  phosphate  provide

concentrations  at  a  precision  in  the  range  of  3  ­  20 g/L  level  (Parsons  et  al.  1984).  The

equipment  required  to  perform  these  analyses  included  sensitive  glassware  that  was  not

readily available  in a plastic  form (for  ease of  transport),  at  the  time near departure  for  the

field  operation.  Hazardous  chemicals  were  also  necessary  to  conduct  the  analyses.  For

example, a Nitrate analysis would require the following chemicals (Parsons et al. 1984):

• Zinc Sulfate (ZnSO4)

• 6M NaOH

• Sulfanilamide

• 1­napthyl ethelenediamine dihydrochloride

• 1M HCl (SP GR 1.18)

Page 38: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 36

• Granulated Copper­Cadmium

• Copper Sulfate (CuSO4)

• Ammonium Chloride (NH4Cl)

• Copper Wool

• Potassium Nitrate (KNO3)

To transport these chemicals would be extremely difficult due to varying degree of toxicity of

these  chemicals  and  their  various  “Dangerous  Goods”  classification,  as  defined  by  the

Australian Customs Service and Department of Defence  (2004). Those chemicals that could

be  transported  might  not  be  done  so  in  the  same  airplane  as  another,  and  only  in  certain

restricted quantities in certain packaging. If any of these factors are considered doubtful by a

custom’s officer then the chemicals may be legally detained. To organise the export of such

substances  also  requires  complex,  expensive  documentation.  A  pilot  flying  an  airplane

organised to carry such substance also has the right to refuse their placement on the craft at

any  time.  Thus  the  certainty  of  receiving  such  chemicals  requires  extensive  planning  and

money, and may still be in doubt.

Another  issue  that was considered was  the availability of  facilities  that could allow  the safe

disposal of  such chemical  substances. Also, any substances  that could not be disposed of  in

Timor­Leste would require similar documentation, packaging and planning if they were to be

returned to Australia for disposal.

The extreme difficulty with organising the transport and use of such chemicals and equipment

resulted in a complete reworking of analyses for measuring nutrient and metal concentrations.

The  alternative  option  considered  was  the  application  of  semi­quantitative  test  strips,  to

measure various nutrient and metal concentrations. These portable water quality test strips are

recommended by  United  Nations  Environment  Programme  and World  Health  Organisation

(1996)  as  a  useful  method  for  the  field  testing  of  samples  in  a  water  quality  monitoring

program.  Most  portable  kits  can  be  easily  transported  without notifying  customs,  are  small

and simple to use and can be easily disposed of.

Test strips were bought from the companies: Aquaspex and Enviro Equip. Strips were used to

measure  the  following  dissolved  chemicals  in  the  sample  replicates  from  each  of  the  24

sample sites:

Page 39: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 37

• Nutrients:

o Nitrate (NO­3)

o Nitrite (NO­2)

o Ammonium (NH+4)

o Phosphate

• Metals:

o Iron (Fe)

o Copper (Cu)

o Silver (Ag)

Figure 3­12: Ammonium and Phosphate TestStrips. Source: Alex Wyatt 2004.

Figure 3­13: Using test strips for semi­quantitative analyses of nutrients and metals.Source: Alex Wyatt 2004.

3.8.1  Nutrients

Colorimetric test strip kits included a number of paper strips coated with a reactant at one end.

A colour chart was also included in each kit and for some of the analyses, extra reagents. Such

kits for measuring PO4­3 and NH+4 are illustrated in Figure 3­12 above.

Sterile  gloves and glasses were worn during  these analyses  to prevent contamination of  the

samples and contact with any of the reagents. Samples were tested as soon as possible after

collection  and under  similar  light  conditions,  in  the  same  location  each  time  (as  shown  in

Figure 3­13).  Test  strips were placed  (with  the  reactant end down) and moved around  in a

certain  amount of  each  sample,  for  a  specified  length  of  time  as  indicated  on  each  kit.  If

necessary,  extra  reagents  of  a  certain  volume  were  also  added.  After  this  procedure  was

completed,  the  strip  was  removed  from  the  sample  and  shaken  slightly  to  remove  excess

moisture. Each strip was placed onto the same white sheet of paper to more easily identify any

Page 40: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 38

contrasts in colour that appeared at the end of each strip. The colour at the end of the strip was

compared to those of a provided colour chart. Each colour on the chart represented a different

dissolved concentration of  the  specific nutrient  that was being  tested  for.  The colour of  the

strip considered most similar to that on the chart was noted and thus assigned that particular

concentration.

Due  to  the  subjective  nature  of  colour  assessments,  at  least  two  people  were  involved  in

identifying  the  match  of  test  strip  colours  to  those  of  the  chart.  Detailed  results  of  these

analyses are provided in Appendix C.

3.8.2  Metals

A similar procedure was conducted with test strips to measure the concentrations of Iron (Fe),

Copper  (Cu)  and  Silver  (Ag)  as  described  in  section  3.8.1.  These  metals  were  primarily

chosen as  a general  representation of metals  in water, due  to  their universal presence  in  the

environment. They were also chosen because of the availability of the test strips required to

measure these particular metals (in particular, silver was cheaply available).

3.9  Biological Parameters

3.9.1  Chlorophyll a

Chlorophyll a biomass was calculated from replicate samples taken at each of the 24 locations

shown in Figure 3­8. Samples were wrapped in aluminium foil or black plastic, placed in an

esky and kept out of direct sunlight as much as possible after their initial collection. Samples

were filtered as soon as possible after collection. This was due to the lack of ice for immediate

storage and  intermittent power  supply  required  for  refrigeration. Both  these strategies were

designed  to minimise  the degradation of  the chlorophyll a  in  the  samples  from exposure  to

heat and light.

A  variation  on  the  techniques  of  extraction  by  sonication  and  fluorescence  described  by

Welschmeyer (1994) and Parsons et al. (1984), were conducted on the samples. Glasses and

sterile gloves were worn by all those involved in the analyses to prevent contamination of the

samples.  The  procedure  for  chlorophyll a  analysis  conducted  during  the  field  operation  is

outlined below:

Page 41: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 39

Volumes of approximately 200ml to 500ml from each of the 48 samples were filtered one at a

time  through  0.45 m  Whatman  GF/F  filters.  Filtration  was  conducted  in  a  room  in  almost

complete darkness to prevent degradation by light, using a hand pump in conjunction with a

plastic filter manifold. The plastic manifold and pump was rinsed each time with the water of

the sample  that was  to be  filtered,  to minimise contamination. Filtration was undertaken as

soon as possible on the same day as the collection of the samples to prevent degradation of the

chlorophyll.

After filtration, filter papers were handled and folded with sample­rinsed tweezers and placed

into 13mm sterile  labelled test tubes. Each test tube was then filled with 8ml of 90% ethanol

using a 10ml plastic syringe. 90% Ethanol was applied as the extraction solvent. 90% Ethanol

was chosen as it  is the standard solvent for chlorophyll a extraction, as outlined in the ISO:

10260, 1992 standard  (Papista et al. 2002). Both ethanol and hydrochloric acid  required  for

fluorescence measurements had to be freighted to Dili by ship due to its “Dangerous Goods”

classification.

Glass tubes were covered with a piece of parafilm “M” laboratory film to prevent evaporation.

Test  tubes  were  placed  in  a  test  tube  rack  and  covered  with  aluminium  foil  and  placed  in

refrigeration for 24 hours. After 12 hours of this period each test tube was thoroughly shaken

by hand for 1 minute and returned to the rack and refrigerator.

Following  24 hours of extraction,  samples were  removed  from refrigeration  to  return  to an

ambient temperature. The TD700 fluorometer transported from Perth was given time to warm

up  and  later  calibrated  using  90%  ethanol.  The  test  tube  rack  was  placed  next  to  the

fluorometer  during  the  analyses  and  kept  covered  by  aluminium  foil.  The  parafilm  was

removed from the test tubes containing both the 90% ethanol solvent and filter paper and were

analysed one at a time. Tweezers rinsed with 90% ethanol (to prevent contamination between

samples) were used to remove the filter paper from each test tube. Each tube was then placed

into the calibrated fluorometer and its concentration recorded as Rb (before acid result) after

the same value remained on the screen of the fluorometer for at least 30 seconds. 3 drops of

1mol Hydrochloric Acid (HCl) were added to the tube. Fresh parafilm was replaced over the

tube and the tube was shaken by hand and left to settle for 60 seconds. The test tube was then

placed  in  the  fluorometer  for  the second  time and  the  reading  recorded as  the Ra (after acid

result).  This method was also applied  to a blank sample of an unused  filter paper placed  in

9ml of 90% ethanol.

Page 42: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 40

After analyses were completed glass test tubes were disposed of in the Samé rubbish system.

Ethanol  and  acid  wastes  were  collected  from  each  sample.  These  chemical  wastes  were

disposed of by pouring them into the house septic tank system and diluted with large volumes

of water.

The chlorophyll a concentrations of each sample was calculated using the formula presented

in Equation 3­2 .

Equation 3­2: Calculation of chlorophyll a (Centre for Water Research 2003).

( )VvRR

rrLgalChlorophyl ab **

1)/( −

−=⋅⋅ µ

Where: r = before­to­after acidification ratio of a pure chlorophyll a solution = 2.2

Rb = fluorescence of a sample prior to acidification

Ra = fluorescence of a sample after acidification

v = volume of the solvent extract (mL)

V = volume of the original filtered sample (mL)

Calculations of chlorophyll a concentrations from raw data are presented in Appendix D.

3.10  Source of Errors

3.10.1  Sampling Error

Possible error  in the results of water quality data may have been magnified by the following

processes during sampling:

• Contamination of reused bottles from inadequate washing at each sample site.

• Error from degradation of the sample, due to inadequate protection from sun and heat

during sampling.

• Error from the inadequate representation of water samples at each site. Only one point

in  the  river was  sampled at each site. Replicates were  taken at each point, however

bias  may  have  been  introduced  as  a  result.  Ideally  samples  from  different  points  at

each site would have been taken. This was not possible due to equipment limitations.

Page 43: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 41

3.10.2  Error in Physical Measurements

Possible  error  in  the  results  of  physical  data  may  have  been  magnified  by  the  following

processes during analysis:

• Inaccuracy  of  hand  measured  volume  flow  rates.  Procedural  inaccuracies  may

have resulted from: Human error from timing the velocity of buoyant objects, from

inaccurate  width  and  depth  measurements  (from  hand­held  tape  measurements)

and  from  an  inadequate  number  of  measurements  of  depth  and  velocity  when

calculating an average for these.

• Error  from  the  inadequate  representation  of in  situ  characteristics  at  each  site.

Three  YEOCAL measurements at  a central  location at  sample site may not have

been enough to adequately represent the physical conditions there.

3.10.3  Error in Chemical Measurements

Error in test strip analyses may have occurred from the following:

• Degradation of any nutrients or metals present due to the lack of refrigeration for

the samples or exposure to light.

• Inadequate contact of the test strip to the samples or reagents.

• Poor lighting resulting in misjudged colour matches to the provided colour chart.

3.10.4  Error in Biological Measurements

The chlorophyll a analysis performed in Timor­Leste differed from the standard described by

Parsons et al.  (1984), Welschmeyer  (1994) and Arar & Collins  (1997). A modified analysis

was conducted because of a  lack of available  facilities. Some of  these alterations may have

contributed to error in the measurement of chlorophyll a. These include:

• Initially storing collected samples  in ambient temperatures, due to the lack of ice

for  transporting  samples.  This  may  have  contributed  to  the  degradation  of

chlorophyll a in the samples, because of exposure to heat (Arar and Collins 1997).

Page 44: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

3 Methodology

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 42

• Storing collected in samples in cool but not freezing temperatures, due to the lack

of a freezer. This may have contributed to the degradation of chlorophyll a in the

samples, because of exposure to heat (Arar and Collins 1997).

• Only  shaking  test  tubes  containing  the  ethanol  extract  and  filter  paper  once  by

hand,  instead of using an ultrasonic bath and shaking more  frequently. This may

have  resulted  in  less chlorophyll being extracted  from  the  filter paper  (Arar  and

Collins 1997).

• Removing  filter  paper  from  test  tubes  and  measuring  chlorophyll  levels  in  the

same tube, instead of filtering  into a new sterilized tube. This may have distorted

results of the fluorescence because of the presence of dissolved fragments of filter

paper.

Samples from sites R17­R24 (see Figure 3­8) had to be analysed for chlorophyll a in the room

of  a  hotel  in  Dili,  due  to  time  constraints of  the  field  operation.  As  a  result,  the  test  tubes

containing  the  filter  paper  and  8ml  of  ethanol  solvent  for  these  replicate  samples  were

transported  by bus  without  ice  or  refrigeration  for  approximately  5  hours.  The  rack  of  test

tubes were kept covered and  in  the coolest position possible during  the bus  trip.  It  is  likely

that some degradation of chlorophyll occurred in the test tubes under such conditions

Potential  sources of error associated with chlorophyll a  analyses are also described by Arar

and Collins (1997) and include:

• Interference  in  the  measurement  of  chlorophyll a due  to  the possible  presence  of  a

substance that fluoresces in the red region of the spectrum.

• Underestimation of chlorophyll a due to the possible presence of chlorophylls b and c.

• Possible degradation of chlorophyll a  concentrations due  to exposure of  light during

analysis.

• Possible contamination of filters due to contamination of tweezers, pasteur pipette or

manifold filter by another sample.

Papista et al. (2002) also mention the potential error related to the use of ethanol as a solvent.

The  molecular  interactions  of  ethanol  with  both  water  and  chlorophyll  can  result  in

misleading results. Although Papista et al. (2002) states that methanol provides more accurate

results than ethanol, it is however, deemed a better solvent than acetone.

Page 45: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

4 Results

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 43

4  RESULTS

The results presented in this chapter are some of the first water quality data for Timor­Leste.

In  the  sections below,  the basic  physical  (temperature,  pH  and  salinity),  chemical  (nutrient

and  metal  concentrations)  and  biological  (chlorophyll a  concentrations)  data  for  the  Samé

river system are presented. Regional and local scale biological data sets are also displayed, in

order  to  illustrate  any  patterns  that  are  evident  at  these  levels.  All  values  are  shown  with

standard deviation where applicable.

4.1  Physical Data

The physical  results were  recorded at  the  surface of  the  river  at  each of  the  24 sites.  They

represent  the  surface conditions of each water body. These  results are summarised  in  Table

4­1  below.  Results  from  two  other  river  systems  in  the  regions  (the  C  and  the  VKD  of

Indonesia)  are  also  presented  for  comparative  purposes.  The  measurements  taken  in

Indonesian rivers were collected in the same season (the dry season) as the measurements in

Timor­Leste (Palupi et al. 1995). Only dry season data is presented to remove any uncertainty

regarding variation in data that might be attributed to climatic conditions.

Table 4­1: Temperature, pH, salinity and flow rates of the Samé river system.

Maximum  Minimum  Average  Standard Deviation

Temperature (°C) 27.9 18.8 23.1 2.86

pH 7.46 6.27 6.96 0.26

Salinity (ppt) 0.44 0.39 0.42 0.02

Flow Rate (m3s­1) 14.00 0.22 2.99 3.88

4.1.1  Temperature

Considerable variation  in temperature was observed along the Samé river system, compared

to  similar  systems  in  the  region.  The  temperature  of  the  Samé  River  was  very  similar  and

slightly  lower  than  two other  Indonesian  river  systems –  the Ciliwung and  the Sunter.  The

variation in temperature along these rivers was much lower than in the Samé system (Figure

3­1). This may be explained by a difference in the number of sample sites: only five positions

were measured in each of these systems, whereas 24 positions were sampled in the Same.

Page 46: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

4 Results

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 44

Average Temperature in Timorese & Indonesian Rivers

0

5

10

15

20

25

30

35

Indonesian & Timorese Rivers

Tem

pera

ture

 (deg

 C)

Same

Ciliwung

Sunter

Figure 4­1: Average temperature in Same, Ciliwung and Sunter rivers. Data for the Ciliwung and Suntersystems from Palupi et al. (1995).

4.1.2  pH

The pH conditions of the surface water of the Samé river system were generally homogeneous

and close to neutral (Table 4­1). At each site the Litmus paper method gave a consistent result

of pH 7, similar to the YEOCAL average value. The average pH  levels of the Ciliwung and

Sunter rivers (7.31 +0.18 and 7.42 +0.25, respectively) were also close to neutral yet slightly

higher than that of the Samé river system (Palupi et al. 1995) (Figure 4­2).

Page 47: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

4 Results

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 45

Average pH of Rivers in Indonesia & Timor­Leste

2

4

6

8

10

12

14

Timorese & Indonesian Rivers

pH

Same

Ciliwung

Sunter

Figure 4­2: Average pH of the Same, Ciliwung and Sunter river systems. The Ciliwung and Sunter riversare located in Jakarta, Indonesia. Data for these systems is sourced from Palupi et al. (1995).

4.1.3  Salinity

The salt  content of  the Samé  river system did not vary significantly across  the  region.  The

range in salt concentration was relatively low with only 0.05 parts per thousand (ppt) between

the maximum and minimum levels (Table 4­1). From this observation it may be assumed that

there are no significant salt inputs along the length of the river and or from the connection to

the ocean. The salt concentration data was also converted to electrical conductivity (EC) and

standardised to a temperature of 25°C  in order to compare the results to those of Hart et al.

(2002) and Sulistyawan & Hartono  (2002) for the Saguling and Maro rivers in Indonesia. The

EC values of the Maro and Saguling systems were 1562.5  S/cm and 225.6 + 103.8  S/cm at

25°C,  respectively.  The average EC  in  the Same system was 680.1 + 53.4  S/cm at 25°C ­

less  than  half  that  of  the  Maro  river  and  approximately  three  times  that  of  the  Saguling

reservoir near Jakarta, Indonesia (Hart et al. 2002) (Figure 4­3).

Page 48: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

4 Results

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 46

Average Electrical Conductivity of Rivers in Indonesia & Timor­Leste at aStandardised Temperature of 25 degrees C

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Timorese & Indonesian Rivers

EC (m

icro

S/cm

)

Same

Saguling

Maro

Figure 4­3: Average electrical condutivity of the Samé, Saguling and Maro river systems, standardised to25°C. Data for the Saguling system sourced from Hart et al. (2002) and for the Maro system sourced from

Sulistyawan & Hartono (2002).

4.1.4  Flow Rates

Volumetric flow rates varied considerably across the 24 sample sites, from a maximum of 14

m3s­1  to  a  minimum  rate  of  0.22  m3s­1  (Table  4­1).  The  standard  deviation  for  these

measurements  was  greater  than  the  value  of  the  average  flow,  indicating  high  variability.

Flow rates were also very similar to those of the Ciliwung and Sunter rivers: ranging from 0.1

– 14.5 m3s­1 in the dry season (Palupi et al. 1995).

4.2  Chemical Data

Nutrient and metal concentrations were determined using semi­quantitative test strip analyses.

The results of the following nutrients and metals that were tested for is presented in Table 4­2:

• Nutrients:

o Nitrate (NO­3)

o Nitrite (NO­2)

o Ammonium (NH+4)

o Phosphate (PO4­3)

• Metals:

o Iron (Fe)

Page 49: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

4 Results

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 47

o Copper (Cu)

o Silver (Ag)

Table 4­2: Average nutrient and metal concentrations of the Same, Ciliwung, Sunter and Saguling riversystems in the dry season. Data for the Ciliwung and Sunter systems is sourced from Palupi et al. (1995)

and for the Saguling system is sourced from Hart et al. (2002).

Samé Ciliwung Sunter Saguling

NO­3 (mg/L)  0.5 1.39 0.81 1.35

NO­2 (mg/L) < 0.15 0.25

NH+4 (mg/L) < 3 0.39

PO4­3 (mg/L) < 3 0.48 0.57 0.1

Cu (mg/L) < 0.5 0.022 0.015

Fe (mg/L)  0.02

Ag (µg/L)  50

Due to the semi­quantitative nature of the nutrient and metal analyses, results could only be

determined  as  a  range  in  concentration.  None  of  the  samples  contained  concentrations  of

nutrients and metals greater than the lowest possible range available in each test strip analysis

(Table 4­2).

In comparison to the Ciliwung, Sunter and Saguling rivers in Indonesia, NO­3 concentrations

in the Samé system were lower than those in all three systems, and at least half of that in the

Ciliwung and Saguling systems. NO­2  levels were also greater  in  the Saguling  river,  almost

double  that  of  the  Samé  river.  NH+4  and  PO4­3  concentrations  were  found  to  be  less  than

3mg/L  in  the  Samé  river  system,  however,  it  was  not  possible  to  determine  whether

concentrations were greater than those in the Indonesian rivers due to the lack of resolution in

the nutrient analyses. The same was true when comparing Cu concentrations in the Samé river

system  to  those  in  the  Ciliwung  and  Sunter  rivers,  where  Cu  levels  were  found  to  be

0.022mg/L  and  0.015mg/L  respectively.  Fe  and  Ag  concentrations  were  not  available  for

comparison in the three Indonesian rivers.

Page 50: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

4 Results

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 48

4.3  Biological Data

Algal biomass was represented by measurements of chlorophyll a concentration. Chlorophyll

a concentrations were compared to distance downstream on both a local and regional scale to

investigate any relationship between these variables.

4.3.1  Chlorophyll a

Chlorophyll a concentrations varied by two orders of magnitude in the 48 samples taken from

the Samé  river  system. The highest and  lowest concentrations measured were 2.04 g/L and

0.015  g/L,  respectively.  The  average  value  of  chlorophyll a  was  found  to be  0.47  +  0.46

g/L. Chlorophyll a was also measured in the local tap water to test for any differences from

the stream water. The average chlorophyll a concentration for tap water was found to be very

similar to that of river water at 0.50 + 0.34 g/L.

Regional Scale

To  determine  whether  a  relationship  existed  between  chlorophyll a  concentration  and  the

distance downstream  in  the Samé  river  system, a  linear  regression was performed using  the

least  squares  method.  This  was  carried  out  to  test  whether  chlorophyll  a  increased  in

concentration downstream, due to accumulation affects of nutrients. The longitudinal distance

from each sample  site  to  the  river mouth was used as a proxy  for distance downstream. No

statistically  significant  linear  trend was determined at  the  regional  scale as  indicated by  the

low R2 value (Figure 4­4).

Page 51: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

4 Results

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 49

Chlorophyll a  concentration vs Longitudinal Distance from the Sample Site to theRiver Mouth in the Same River System

R2 = 0.0234

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 5 10 15 20 25 30 35

Logitudinal Distance (km)

Chl

orop

hyll

a (

g/L)

Figure 4­4: Chlorophyll a concentration versus longitudinal distance from each sample site (R1­R24) inthe Samé river system.

A linear  regression was also employed  to  test whether algal biomass was  influenced by  the

flow  rate  of  the  river.  No  statistically  significant  correlation  was  found  to  occur  between

chlorophyll a concentrations and river flow rate (Figure 4­5).

Chlorophyll a  Concentration vs River Flow Rate

R2 = 0.0021

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Volume Flow Rate (m^3/s)

Chl

orop

hyll

a (m

icro

gram

s/L)

Figure 4­5: Chlorophyll a concentration versus river flow rate in the Samé system.

Page 52: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

4 Results

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 50

Local Scale

Despite the few sample sites, an obvious trend was observed in chlorophyll a concentration as

the drain water flowed through the town (Figure 4­6). Chlorophyll a increased by an order of

magnitude (from 0.06 + 0.03 g/L to 0.45 + 0.08 g/L) from where the stream entered to where

it exited the Samé drainage system. A statistically significant positive  linear relationship was

determined between chlorophyll a and distance downstream at a local scale (p<0.05, n = 4).

The significance was calculated using Pearson’s correlation coefficient  and a 2­tailed  t­test,

assuming normal distribution (University of the West of England 2001).

Distance from First Sample Location in Town Drain vs Chlorophyll a

R2 = 0.8517p < 0.05

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

­0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Distance Downstream from First Sample Location (km)

Chl

orop

hyll 

a (

g/L)

Figure 4­6: Chlorophyll a concentration versus distance from first sample location in the Samé towndrain.

Page 53: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

5 Discussion

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 51

5  DISCUSSION

The ultimate objective of  this  study was  to collect baseline water quality data  for  the Samé

river system. This data is discussed below in the context of: any similarities in the results on a

regional  level; the extent of the nutrient load in the system and whether it is delivered to the

coastal  environment;  and  the quality  of  local  water  supplies  and  how  they  are  affected  by

surrounding  land  use.  A  review  of  the  methodologies  employed  during  the  field  trip  and

recommendations as to their usefulness and appropriateness is also included.

5.1  Regional Similarities

The Samé river system was compared to other rivers in the region. With respect to its physical

parameters  the Samé system appears  representative of  the  tropical  rivers  in  south­east Asia.

pH levels were close to neutral in the Samé, Ciliwung and Sunter river systems. The salinity

levels  in  these  rivers, as  represented by electrical conductivity  (EC) were all  less  than 1990

S/cm  which  is  typical  of  freshwater  bodies  (Waterwatch  Australia  Steering  Committee

2002).  The  low EC  in  the Samé system  implies  that  there  is minimal  salt  input  from either

groundwater or runoff in the catchment, or from the ocean. This might be expected during the

dry season because of low rainfall,  low runoff and minimal connection with the ocean at the

river mouth. Surface water temperatures were also  in a similar range with the exception that

the variability in the Samé system was much higher than that in the Indonesian rivers. Only 5

measurements were  taken  in  the  Indonesian  rivers compared  to  the 24  taken  in Samé.  This

may account for the higher variability. The slightly lower average in Samé may also be due to

the forest cover which was observed at a majority of sample sites (Appendix E). Forest cover

provides shading from the sun, thus lowering the temperatures of the surface water (Brooks et

al.  1997).  In  contrast,  the  area  surrounding  Jakarta  and  the  Ciliwung  and  Sunter  rivers  is

continually  being  deforested  (Energy  Information  Administration  U.S.  Government  2004).

The lack of forest cover might account for the higher temperatures in these rivers. From these

findings  it may be concluded that the Same river system shares physical characteristics with

other rivers in the region. This has implications when considering any variation in nutrient or

chlorophyll a  concentrations.  Any  differences  observed  in  nutrient  or  chlorophyll a  are

therefore, not likely to be due to differences in the physical characteristics of the rivers.

Page 54: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

5 Discussion

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 52

5.2  Nutrient Inputs and Riverine Delivery to the Coast

Nutrients are one the most common pollutant of natural waterways (Wetzel 2001). The Samé

river system contained significantly less nutrient loads than other rivers in the region. Nitrate,

nitrite,  phosphate  and  ammonium  were  all  below  detection  limits  (see  Section  3:

Methodology). At most, the Samé system contained half the level of nutrients of the Ciliwung

and  Sunter  rivers.  This  variation  could  be  linked  to  differences  in  catchment  management

practices.  Land  use  is  considerably  more  intensive  in  the  Jakarta  area  of  Indonesia.

Deforestation for agriculture and waste disposal from both domestic and industrial activities

occur along the lengths of the Ciliwung and Sunter rivers (Energy Information Administration

U.S. Government 2004; Palupi et al.  1995). Palupi et al.  (1995)  link such activities  to high

levels  of  nutrients.  The  high  quality  of  water  discharged  from  forested  watersheds  is  well

known (Food and Agriculture Organisation of the United Nations Forestry Department 2003).

Riparian  forests help  to  stabilise  stream banks,  reduce  runoff  into water bodies  from upland

areas  and  maintain  cooler  water  temperatures.  These  improve  dissolved  oxygen  levels  in

water and thus decrease nutrient release  into the water column (Brooks et al. 1997). Forests

also  efficiently  cycle  nutrients  and  chemicals  and  decrease  the  sediment  exported,  thus

reducing pollutants such as phosphorus and some heavy metals. The Samé  river  catchment

supports  basic  subsistence  agriculture  by  a  small  population  and  Timor­Leste  maintains  a

higher  area  of  forest  per  capita  and  approximately  half  the  deforestation  rates of  Indonesia

(Food and Agriculture Organisation of  the United Nations Forestry Department 2003).  It  is

likely  that  the  differences  in  catchment management practices  account  for  the  low  nutrient

load in the Same river systems.

One  way  of  characterising  aquatic  systems  is  by  using  trophic  status –  that  is  the  level  of

productivity  of  the  system  (Wetzel  2001).  The  results  for  the  Samé  river  suggest  that  it  is

currently an oligotrophic  system.  Indicators of an oligotrophic  river  system  include sestonic

chlorophyll concentrations of less than 10 mgl­1 of total phosphorus concentrations less than

25  gl­1 and total nitrogen concentrations less than 700  gl­1 Wetzel (2001). While it was not

possible  to  determine  total  phosphorus  and  nitrogen  concentrations,  chlorophyll a  levels

measured  were  all  below  10  mgl­1.  The  Organisation  for  Economic  Co­operation  and

Development  (1982) also define oligotrophic  freshwater  systems as containing  less  than 1.7

mgm­3  (=  1700  mgl­1)  of  average  chlorophyll a,  less  than  8  mgm­3  (=  8000  mgl­1)  of  total

average phosphorus and less than 661 mgm­3 (= 661 000 mgl­1) of total average nitrogen. The

ANZECC/ARMCANZ  guidelines  (2000)  define  an  oligotrophic  system  as  containing  less

than  2  gl­1  of  chlorophyll a.  The  Samé  river  system  met  all  these  criteria,  so  it  may  be

Page 55: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

5 Discussion

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 53

concluded that it is oligotrophic during the dry season and thus no significant nutrient loads

were present at the time of sampling.

The assimilative  capacity of a  river  system  increases with  increasing  flow  rates  (Water and

Rivers  Commission  1999).  This  is  because  of  the  larger  volumes  of  water  that  dilute  any

nutrients present in the water column. When sampling was undertaken, monsoonal rains had

ended  approximately  two  weeks  earlier  and  water  levels  had  significantly  decreased  in  the

rivers  (Dr  Warwick  Crowe,  pers.  comm.,  26/06/2004).  During  the  wet  season  nutrient  and

chlorophyll a levels may be lower due to the greater assimilative capacity of the river system

with rainfall increasing flow rates . This pattern was observed in both the Ciliwung and Sunter

rivers (Palupi et al. 1995).

Algal  growth  in  freshwater  systems  is  typically  limited  by  phosphorus  (Organisation  for

Economic Co­operation and Development 1982). Further evidence  for  the  low  total nutrient

load in the Samé system was the low chlorophyll a concentrations in the water. When large

amounts  of  limiting  nutrients,  such  as  nitrogen  and  phosphorus  enter  water  systems,  the

growth of primary producers increases. This is due to an increased carrying capacity from the

widespread  availability  of  these  limiting  nutrients  (Fennessy  2004).  Total  nitrogen  and

phosphorus  loads  in  the Samé  river  system were unknown as  it was not possible  to  test  for

these. However,  low chlorophyll a  levels which  represent  the biomass of primary producers

suggests that they are, indeed, low. This, and the other findings above, suggests that the Samé

river  system  contributes  minimal  nutrient  loads  to  the  coastal  environment  during  the  dry

season.  This  information  is  important  in  the  context  of  future  development.  There  are  a

number  of developments  suggested  for  the  Same  river  catchment.  An  increase  in  intensive

agriculture,  tourism,  the  possible  construction of  a  marina  and  further  onshore  oil  and  gas

exploration in the area may all affect  riverine inputs to the coast. At present these inputs are

most likely very low. Therefore such developments have the potential to significantly impact

upon both the riverine and coastal environment.

Page 56: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

5 Discussion

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 54

5.3  Local Water Quality

The  cumulative  effects  of  human  activity  in  direct  proximity  to  local  water  resources  can

manifest as an increase in algal biomass (Freedman 1995). One of the aims of this study was

to  determine  the  causes  of  any  local  scale  variation  in  water  quality.  The  water  quality

decreased slightly, yet significantly, in a diversion channel supplying the town of Same. This

channel diverts water from the same source as the main Same river system. It runs along the

side  of  the  major  road  in  the  town.  Animals,  animal  faeces  and  rubbish  were  frequently

noticed in and near the drain water (Appendix E). People were often observed to wash in the

drain  water  which  was  also  used  for  cooking  and  drinking.  Chlorophyll a was  found  to

increase significantly with distance downstream of the drain. This suggests that it is likely that

human and animal activity is a source of nutrients in the local drain water.

Local  tap  water  was  found  to  contain  similar  levels  of  chlorophyll a  to  the  channel.  This

suggests that local water is not treated before distribution. However, chlorophyll a levels were

still considered relatively low according to the ANZECC/ARMCANZ (2000) guidelines. The

guidelines recommend that drinking water should contain less than 0.005mg/l (= 5 g/l). The

average level of chlorophyll a in the local tap water was only 0.5  g/l. This suggests that the

tap  water  which  is  sourced  from  the  same  location  as  the  Samé  river  is  relatively  pristine,

even thought it is affected by anthropogenic influences and not treated before distribution.

5.4  Assessment of Methodology

The  appropriateness  and  usefulness  of  the  techniques  employed  in  Timor­Leste  were

considered.  The  suitability,  practicality,  cost  and  resolution  of  each  method  is  discussed

below. Table 5­1 displays the outcomes of these considerations for the methods used during

the field trip.

Methodologies employed on any field trip should be suited to the conditions of the study site.

Not all scientific methods utilised in developed nations are applicable in poorer regions of the

world.  This  is demonstrated by Chandra  et al. (1990) who  illustrated  that “state of  the art”

techniques were not suitable  for water development projects in poorer countries, and that an

appropriate design had to be determined by considering each study site individually. The lack

of  resources  in  Timor­Leste  limited  the  choice  of  methods  to  be  used  during  the  field

operation  in  Samé.  The  lack  of  power,  chemicals  and  waste  disposal  facilities  meant  that

Page 57: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

5 Discussion

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 55

simple techniques using equipment that did not depend on electricity or an extensive chemical

supply had to be used. To ensure that Timorese staff and students could assist with sampling

and analytical techniques that they had not previously come across, methods were required to

be simple and easy to understand. The YEOCAL probe was suitable for this criteria as it was

battery­operated,  did  not  require  any  additional  chemicals  or  equipment  and  only  required

basic reading from an electrical monitor to determine results. Test strips are suggested by the

United  Nations  Environment  Programme  and  World  Health  Organisation  (1996)  as  a

appropriate method  for  testing water quality.  This method was also found  to be suitable  for

nutrient and metal analyses in Timor­Leste. Basic kits were available for a variety of chemical

tests and were small, easily carried packages containing all necessary equipment for analyses.

The process for analysis was a basic colorimetric test that did not require extensive training or

reading and writing skills to use. This is an  important consideration as the adult literacy rate

for  Timor­Leste  is  only  58.6%  (United  Nations  Development  Programme  2004).  Therefore

this  technique  can  be  utilised  by  a  larger  group  of  people.  In  contrast,  a  high  resolution

technique  that  was  originally  considered  required  sensitive  glassware  and  a  variety  of

chemicals  for  analysis  (Parsons  et  al.  1984).  As  a  result,  it  was  also  a  significantly  more

involved and delicate procedure and so  it was not deemed suitable  for  field work  in  Timor­

Leste.

Table 5­1: A comparison of the cost, practicality, simplicity, waste disposal requirements and analyticalresolution of water quality assessment techniques.

Parameters Cost ($) Practicality Simplicity WasteDisposal

Analysis

Chemical(Standard

Lab.)

Freight:~$500 ­$2000

Extremelydifficult to

import

Complexmethod

Difficult Highresolution

Chemical(Test strips)

~$0.50­$2/sample

Easilyimported

Simplemethod

Easy Lowresolution

Biological(Chlorophyll

a)

~$16000AUD

Localmaterialsavailable

Simplemethod

Easy Highresolution

Physical(Yeocal)

~$9000AUD

Easilycarried

Simplemethod

None Highresolution

The chlorophyll a extraction by sonication and fluorometric technique was also found to be a

relatively simple method requiring  little equipment for use. Plastic equipment was sufficient

for filtration and shaking by hand sufficient for sonication. Only two basic chemicals (ethanol

and  hydrochloric  acid)  and  a  fluorometer,  which  was  small  enough  to  transport  in  hand

Page 58: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

5 Discussion

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 56

luggage on the plane, were necessary for analysis. Although slightly more sophisticated than

the test strip analyses, this method was still less complicated than other biological assessments

such as pigment analysis using high performance liquid chromatography (Wetzel and Likens

2000). When considering  the suitability of  the methods used during  the  field  trip  in  Timor­

Leste,  all  three  techniques:  in  situ  YEOCAL  measurements,  test  strip  analyses  and

chlorophyll a  extraction  and  fluorometric  analyses,  were  found  to  be  relatively  simple,

requiring minimal equipment and thus easily taught and conducted (Table 5­1).

The practicality of conducting sampling and analyses had  to be considered  for a  successful

field  trip.  Transporting  hazardous  chemicals,  a  lack  of  materials  and  a  lack  waste  disposal

facilities  were  major  considerations  in  choosing  analytical  techniques.  As  examined  in  the

Chapter 3: Methodology, well planned, costly customs certification was required to transport

the chemicals necessary for high resolution nutrient and metal analyses (highlighted in red in

Table  5­1).  The  facilities  required  to  dispose  of  such  hazardous  chemicals  were  also  not

guaranteed  in Timor­Leste.  In comparison,  test strips did not contain materials classified as

“dangerous  goods”  and  could  be  easily  imported  and  disposed  of.  Although  ethanol  and

hydrochloric acid did have to be freighted separately to Dili for chlorophyll a analysis, it was

later discovered that acid and acetone (which is a suitable replacement for ethanol (Papista et

al. 2002)) were locally available. Acid could be obtained from the Department of Energy and

Mineral Resources while acetone could be bought  from a major hardware store  in Dili.  The

substances were also easily disposed of by diluting waste with large volumes of water into a

septic tank system. Waste disposal and importation were not issues that affected the use of the

YEOCAL  probe.  In  summary,  test  strip  and  chlorophyll a  analyses  involved  materials  that

could be easily imported and disposed of and were thus practical methods for the field trip in

Timor­Leste.

The  level of sophistication of analysis employed during the field trip was limited by the cost

of conducting each method. It is shown in Table 5­1 that the analysis of a sample costs $0.5­

$2 per test strip (EnviroEquip 2004). Therefore, the maximum cost of using test strips during

the field trip was $96 (48 samples x $2). No additional cost was necessary for importing the

strips.  In comparison,  to  freight a  limited  range of chemicals could cost anywhere between

$500­$2000  (Dangerous  Goods  Management,  pers.  comm.,  07/06/2004),  depending  on  the

number  and  quantity  of  chemicals  being  imported.  As  materials  are  locally  available  for

chlorophyll a  analysis,  no  ongoing  cost  would  be  necessary  for  importing  chemicals.

However,  a  major  outlay  of  approximately  $16  000  was  necessary  for  the  fluorometer  (Dr

Page 59: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

5 Discussion

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 57

Anya  Waite,  pers.  com.,  09/10/2004).  The  YEOCAL  probe  cost  approximately  half  this

amount at around $7000 (Dr Anya Waite, pers. com., 09/10/2004). In summary, the test strips

were  the  cheapest  methodology  used  during  the  field  trip  by  far.  While  equipment  for

chlorophyll a and physical measurements required a high upfront cost, no ongoing costs for

importing materials would be necessary for these methods.

The  methods  used  in  Timor­Leste  varied  in  resolution  resulting  in  a  distinction  in  the

accuracy of the data, as presented in Chapter 4: Results. While test strip analyses were only

semi­quantitative in resolution, they still provided a reasonable indication of the presence of a

significant  nutrient  load.  The  ANZECC/ARMCANZ  (2000)  guidelines  define  the  nutrient

trigger values (at which water bodies risk adverse affects from nutrients) for tropical lowland

rivers as: 10  g/l  for  total phosphorus, 200­300  g/l  for  total nitrogen and 10  g/l  for both

nitrates  and  ammonium.  The  test  strips  used  during  the  field  trip  could  only  provide  a

distinction for phosphate and ammonium concentrations greater than 3 mg/l (3000  g/l), and

nitrate concentrations greater than 0.5 mg/l (500  g/l). Thus it was not possible to determine

whether  river  water  contained  nutrient  concentrations  at  levels  greater  than  these  trigger

values. However, significantly higher levels of pollution, as present in some Indonesian rivers

(Palupi et al. 1995), would have effectively been observed using this method. In contrast, the

trigger  value  for  chlorophyll a  levels  in  tropical  lowland  rivers  is  defined  as  5  g/l  in  the

ANZECC/ARMCANZ  (2000)  guidelines.  As  previously  mentioned,  all  chlorophyll a

measurements  were  lower  than  this  value  indicating  the  healthy  status  of  the  Samé  river

system. While the resolution of the chlorophyll a analysis was able to discern this condition,

the test strip method could not.

In summary, test strip analyses were a cheap, simple and practical method that could be easily

repeated and taught to a majority of people. The test strips could successfully identify major

sources  of  nutrients,  however,  the  resolution  of  this  method  was  too  low  to  observe

differences  in  concentrations  in  oligotrophic  environments  such  as  the  Samé  river  system.

Their application may be more useful  in areas where pollution  is  likely  to be more  intense,

such  as  around  the  larger  cities  of  Dili  and  Baucau.  In  contrast,  whilst  relatively  more

expensive  to  conduct,  chlorophyll a analyses  was  also  practical  yet  able  to  distinguish

concentrations and  thus  the quality of water at a much greater  level of accuracy.  Thus,  this

method was considered more applicable  in the Samé region due to the pristine quality of the

river system there. Measurements using the YEOCAL probe were also found to be a simple

and easily applied method for testing the in situ physical conditions of a water body.

Page 60: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

6 Conclusions

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 58

6  CONCLUSIONS

From  the  results  it  appears  that  the  Samé  river  system  is  a  relatively  pristine  oligotrophic

environment during  the dry season. The water quality  status might  improve during  the wet

season when  the assimilative capacity of  the  river  increases with  rain water.  By examining

other  physically  similar  rivers  in  the  region  it  was  suggested  that  nutrient  levels  and  algal

growth would decrease  in  the wet  season. Further monitoring  is necessary  to determine  the

extent  of  such  an  decrease.  It  was  also  suggested  that  land  use  around  a  riverine  system

influences the nutrient inputs to that system. This was confirmed by the less intensive land use

and  lower nutrient  load  in  the Samé  river  system when compared  to other  Indonesia  rivers.

From  these  findings  it  was  concluded  that  the  Samé  river  system  contributes  a  minimal

nutrient load to the south coastal region of Timor­Leste during the dry season.

The  influence  of  land  use  and human  activity  on  water quality  was  also  demonstrated  at  a

local scale  in Samé. Water quality as represented by chlorophyll a  increased downstream of

the local water supply. Human and animal activity was considered a likely source of nutrient

input which may have caused  the  increase  in chlorophyll  levels.  Tap water also maintained

similarly low levels of chlorophyll a to the natural rive system. This implied that the tap water

was not treated before distribution, however, was of an adequate quality for human use due to

confirming the pristine quality of the Samé river system.

It  was  concluded  that  the  test  strip  analyses  were  a  cheap,  effective  method  for  observing

significant nutrient loads in rivers in Timor­Leste. In comparison, fluorometric chlorophyll a

analysis  was  a  better  technique  for  investigating  changes  in  water  quality  in  more  pristine

environments  such  as  the  Samé  river  system.  Both  techniques  were  found  suitable  for  the

region and practical  in design for their application in a developing nation. Such methods are

recommended  to  continue  monitoring  over  a  variety  of  temporal  and  spatial  scales  in  the

Samé  river  system.  In  this  way  any  changes  in  water  quality  might  be  more  effectively

investigated,  especially  in  the  context  of  future  development  which might  impact  upon  the

pristine Samé riverine system.

Page 61: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

7 Recommendations

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 59

7  RECOMMENDATIONS

Based upon the results of this study, recommendations for future research to the Government

of Timor­Leste and scientific community include:

• To  continue  an  intensive  water  quality  monitoring  program  in  Samé  based  on

similar  parameters  in  this  study.  This  study  was  only  conducted  at  one point  in

time at  the beginning of  the dry season.  It  is  important  to  test water quality over

both a spatial and temporal scale to understand changes in water quality that occur

under different conditions. Therefore to obtain an adequate collection of baseline

data  it  will  be  necessary  to  monitor  water  quality  over  both  the  wet  and  dry

seasons at a variety of spatial scales. In the context of future development this is

particularly crucial  in order  to observe any changes  in  river conditions, and  thus

more effectively minimise any environmental impacts that might occur.

• To  further  investigate  the  delivery  of  riverine  nutrient  inputs  to  the  coast  in  the

Samé region. Potential nutrient sources should also be identified and the effect that

the geography of  the area  (e.g.  tropical conditions, pH,  temperature and seasons)

has on these, in both the wet and dry seasons. Again, this is crucial  in the context

of future development in the area which might  impact upon the ecological health

of the riverine and coastal systems.

• To employ fluorometric chlorophyll a techniques, test strip analyses and basic in

situ physical measurements as the primary methods for water quality assessment.

Test strip analyses were found to be a cheap and effective method of determining

the presence of significant nutrient and metal inputs in rivers. This method would

be  especially  effective  in  observing  any  significant  pollution  in  water  bodies

around  more  populated  areas,  such  as  Dili  or  Baucau.  Chlorophyll a  analyses

provided  higher  resolution  data  which  would  be  most  effective  in  assessing

changes in water quality in more pristine environments, such as rivers in the Samé

region.

• To  create  a  Water  Quality  Manual  based  upon  the  techniques  employed  in  this

study.  By  summarising  the  recommended  methods  used  in  this  project  into  a

booklet form, monitoring techniques can be taught and performed more effectively

and consistently. Therefore any data collected by different groups would also be

Page 62: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

7 Recommendations

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 60

more consistent in accuracy and resolution, and any patterns might be more readily

discerned.

• To  implement a program coordinating  the collection of environmental data  from

both  the  Government  and  Timor­Leste  and  Non­Government  Organisations

(NGOs).  To ensure a more efficient use of  resources and more effective nation­

wide  monitoring,  a  team  or  program  should  be  implemented  to  liaise  between

environmentally­concerned  NGOs  (such  as  Ozgreen)  and  the  Department  of

Environmental Services. Specifically,  this will  assist  in  improve  the collection of

water quality data and assist  in  the  improvement of water  resource management

plans.

• To  train  the  local  population  in  environmental  monitoring and  gain  local

knowledge  from  them.  By  encouraging  such  programs,  local  communities  can

contribute valuable  information  that might otherwise be difficult  to obtain. Local

involvement  is  pertinent  to  maintaining  healthy  sustainable  ecological  systems

such the Samé river system.

Page 63: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

8 References

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 61

8  REFERENCES

Agarwal, A. and Narain, S., (2004), Community and Household Water Management: The Key

to Environmental Regeneration and Poverty Alleviation [Online], United Nations

Development Programme and European Commission, Available:

http://www.undp.org/seed/pei/publication/water.pdf [16/10/2004].

Arar, E. J. and Collins, G. B. 1997, In Vitro Determination of Chlorophyll a and Phaeophytin

a in Marine and Freshwater Algae by Fluorescence., National Exposure Research

Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency.

Australia and New Zealand Environment and Conservation Council and Agriculture and

Resource Management Council of Australia and New Zealand 2000, Australian and

New Zealand guidelines for fresh and marine water quality. Volume 1. The

Guidelines., Canberra.

Bouma, G. and Kobryn, H. 2002, Assessing Vegetation Change in East Timor Using Landsat

Thematic Mapper Data, Murdoch University, Perth.

Brooks, K. N., Folliott, P. F., H.M., G. and DeBano, L. F. 1997, Hydrology and the

management of watersheds, 2nd edn, Iowa State University Press, Ames, Iowa.

Budiardjo, C. and Liong, L. S. 1984, The War Against East Timor, Pluto Press Australia,

Leichardt.

Canter, L. W. 1985, River Water Quality Monitoring, lewis Publishers Inc., Michigan.

Centre for Water Research, (29/03/2003), Extraction by Sonication [Online], Available:

http://www.cwr.uwa.edu.au/services/erl/Sonication.html [27/10/2004].

Chandra, S., Bell, M., Klugman, J. and Brown, B. 1990, AIDAB and Water Development,

Australian Government Publishing Service, Canberra.

Department of Defence, (2004), Department of Defence: Strategy Group: Export Controls

[Online], Australian Government, Available:

http://www.defence.gov.au/strategy/dtcc/default.htm [25/10/2004].

Dibuat Dan Diterbitkan Olem 1993a, Topographical map, Indonesia, 1:25 000, Map No.

2406­632, Betano, Badan Koordinasi Survey dan Petmetaan Nasional.

Dibuat Dan Diterbitkan Olem 1993b, Topographical map, Indonesia, 1:25 000, Map No.

2406­634, Same, Badan Koordinasi Survey dan Petmetaan Nasional.

East Timor Action Network/US, (2004), East Timor Environmentalist Wins Top Global

Award [Online], East Timor Action Network/US, Available:

http://www.etan.org/news/2004/04goldman.htm [31/10/2004].

Page 64: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

8 References

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 62

East Timor Action Network/US, (10/16/2004), East Timor in World Map [Online], Available:

http://etan.org/timor/ET­World.htm [19/10/2004].

Energy Information Administration U.S. Government, (12/07/2004), Indonesia:

Environmental Issues [Online], Available:

http://www.eia.doe.gov/emeu/cabs/indoe.html [01/11/2004].

EnviroEquip, (2004), Industrial Test Systems Water Quality Test Strips [Online],

EnviroEquip, Available:

http://www.enviroequip.com.au/sales/Water_Quality_TestStrips.htm [01/11/2004].

Fennessy, S., (08/01/2004), Widespread Effects of Wetland Loss [Online], Biology

Department, Kenyon College, Available:

http://biology.kenyon.edu/fennessy/AMN%20Wetland%20Webpage/Comps%20Web

page/widespreadeffectsofwetlandloss.htm [01/11/2004].

Food and Agriculture Organisation of the United Nations Forestry Department 2003, State of

the World's Forests, Food and Agriculture Organisation of the United Nations.

Freedman, B. 1995, Environmental Ecology. The Ecological Effects of Pollution,

Disturbance, and Other Stresses., 2nd edn, Academic Press, San Diego.

Governo Timor­Leste, (2002), East Timor Leste [Online], Available: http://www.gov.east­

timor.org/ [20/10/2004].

Hart, B. T., Davies, P. E., Humphrey, C. L., Norris, R. N., Sudaryanti, S. and Trihadiningrum,

Y. 2001, 'Application of the Australian river bioassessment system (AUSRIVAS) in

the Brantas River, East Java, Indonesia', Journal of Environmental Management, vol.

62, pp. 93­100.

Hart, B. T., van Dok, W. and Djuangsih, N. 2002, 'Nutrient budget for Saguling Reservoir,

West Java, Indonesia', Water Research, vol. 36, pp. 2152­2160.

Heyward, A. J., Pinceratto, E. J., Smith, L. D., BHP Petroleum. and Australian Institute of

Marine Science. 1997, Big bank shoals of the Timor Sea : an environmental resource

atlas, Australian Institute of Marine Science BHP Petroleum, Townsville, Qld.

Hiorth, F. 1985, Timor: Past and Present, James Cook University, Townsville.

Hussain, M. I. 1978, 'Water Development and Appropriate Technology', in Water Pollution

Control in Developing Countries, eds B. N. Lohani & N. C. Thanh, Asian Institute of

Technology, Bangkok, Thailand.

Kao, J. F., Wen, C. G. and Cheng, S. S. 1978, 'Water Pollution of the Chi­Sui River in

Taiwan', in Water Pollution Control in Developing Countries, eds E. A. R. Ouano, B.

N. Lohani & N. C. Thanh, Asian Institute of Technology, Bangkok, Thailand.

Page 65: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

8 References

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 63

Khare, S. T. 1978, 'Water Quality Management', in Water Pollution Control in Developing

Countries, eds E. A. R. Ouano, B. N. Lohani & N. C. Thanh, Asian Institute of

Technology, Bangkok, Thailand.

Manan, A. and Ibrahim, M. 2003, 'Community­base river management in Southeast Sulawesi,

Indonesia: a case study of the Bau­Bau River', Water Science Technology, vol. 48, no.

7, pp. 181­190.

Mann, K. H. 2000, Ecology of Coastal Waters With Implications for Management, 2nd edn,

Blackwell Science Inc., Malden, Massachusetts.

Ong, A. S. H., Maheswaran, A. and Ngan, M. A. 1987, 'Malaysia', in Environmental

Management in Southeast Asia, ed. C. L. Sien, Faculty of Science, National University

of Singapore, Singapore.

Organisation for Economic Co­operation and Development 1982, Eutrophication of waters :

monitoring, assessment and control, OECD Publications and Information Center,

Paris.

Ozgreen, (2004), Ozgreen ­ East Timor Environmental Action Project [Online], Ozgreen,

Available: http://www.ozgreen.org.au/Web%20Files/ET.htm [01/11/2004].

Palupi, K., Sumengen, S., Inswiasri, S., Agustina, L., Nunik, S. A., Sunarya, W. and

Quraisyn, A. 1995, 'River Water Quality Study in the Vicinity of Jakarta', Water

Science and Technology, vol. 31, no. 9, pp. 17­25.

Papista, E., Acs, E. and Boddi, B. 2002, 'Chlorophyll­alpha determination with ethanol: A

critical test', SO ­ Hydrobiologia. 485 1 October, 2002. 191­198.

Parsons, T. R., Maita, Y. and Lalli, C. M. 1984, A Manual of Chemical and Biological

Methods of Seawater Analysis., Pergamon Press, Oxford.

Sien, C. L. and Huay, C. Y. 1987, 'Singapore', in Environmental Management in Southeast

Asia, ed. S. C. L., Faculty of Science, National University of Singapore, Singapore.

Sudaryanti, S., Trihadiningrum, Y., Hart, B. T., Davies, P. E., Humphrey, C. L., Norris, R. N.,

Simpson, J. and Thurtell, L. 2001, 'Assessment of the biological health of the Brantas

River, East Java, Indonesia using the Australian River Assessment System

(AUSRIVAS) methodology', Aquatic Ecology, vol. 35, pp. 135­146.

Sulistyawan, B. S. and Hartono 2002, 'Mapping of Mimosa pigra on Maro River in Wasur

National Park, Papua – Indonesia', in 3rd International Sysmposium on the

Management of Mimosa pigra, Darwin, Australia.

Tchobanoglous, G. and Schroeder, E. D. 1987, Water Quality, Addison­Wesley Publishing

Company Inc., Reading, Massachusetts.

Page 66: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

8 References

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 64

The World Bank, (06/12/1995), Indonesia: Environment and Development [Online], The

World Bank, Available: http://www.worldbank.org/html/extdr/offrep/eap/exec.htm

[10/10/2004].

U.S. Central Intelligence Agency 2003, East Timor (Shaded Relief).

U.S. Central Intelligence Agency, (05/10/2004), CIA ­ The World Factbook ­ East Timor

[Online], Available: http://www.cia.gov/cia/publications/factbook/geos/tt.html

[20/10/2004].

United Nations Development Programme, (2004), Clean Water and Sanitation for the Poor

[Online], United Nations Development Programme, Available:

http://www.undp.org/dpa/publications/FSwater120303E.pdf [16/10/2004].

United Nations Development Programme, (2004), Human Development Reports. Timor­Leste

[Online], United Nations Development Programme, Available:

http://hdr.undp.org/statistics/data/cty/cty_f_TMP.html.

United Nations Economic and Social Commission for Asia and the Pacific, (2002),

Environment and Sustainable Development Division > Water Resources Section

[Online], United Nations Economic and Social Commission for Asia and the Pacific,,

Available: http://www.unescap.org/esd/water/mineral/2002/August.asp [01/11/2004].

United Nations Environment Programme / World Health Organisation, (1996), Water Quality

Monitoring ­ A Practical Guide to the Design and Implementation of Freshwater

Quality Studies and Monitoring Programmes. [Online], Available:

http://www.who.int/docstore/water_sanitation_health/wqmonitor/ch17.htm#Appendix

%201%20PORTABLE%20FIELD%20KITS [13/10/2004].

University of the West of England, (0407/2003), Pearson's correlation coefficient, r [Online],

Available: http://hsc.uwe.ac.uk/dataanalysis/quant_pear_coeff.htm [31/10/2004].

Water and Rivers Commission 1999, Albany Waterways Resource Book: Managing

waterways, Government of Western Australia.

Waterwatch Australia Steering Committee, (19/01/2004), Waterwatch Australia National

Technical Manual [Online], Environment Australia, Available:

http://www.waterwatch.org.au/library/module­4/electrical.html [30/20/2004].

Welschmeyer, N. A. 1994, 'Fluorometric analysis of chlorophyll a in the presence of

chlorophyll b and pheopigments', SO ­ Limnology & Oceanography. 39(8). 1994.

1985­1992.

Wetzel, R. G. 2001, Limnology Lake and River Ecosystems, 3rd edn, Academic Press, San

Diego.

Wetzel, R. G. and Likens, G. E. 2000, Limnological Analyses, 3rd edn, Springer, New York.

Page 67: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

8 References

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 65

Whitten, T., Mustafa, M. and Henderson, G. S. 1987, The Ecology of Sulawesi, Gadjah Mada

University Press, Yogyakarta, Indonesia.

Page 68: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 66

9  APPENDICES

APPENDIX A: GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS) DATA

Table 9­1: Coordinates of each sample site (R1­R24)

SiteLat ­Deg

Lat ­Min

Long ­Deg

Long ­Min Site Lat Long

R1 9 5.751 125 41.538 R1 ­9.09585 125.6923R2 9 5.785 125 41.635 R2 ­9.09642 125.6939R3 9 5.378 125 41.174 R3 ­9.08963 125.6862R4 9 10.568 125 41.359 R4 ­9.17613 125.6893R5 9 0.947 125 38.933 R5 ­9.01578 125.6489R6 8 59.547 125 39.251 R6 ­8.99245 125.6542R7 8 59.377 125 39.449 R7 ­8.98962 125.6575R8 8 58.858 125 37.426 R8 ­8.98097 125.6238R9 9 0.584 125 38.887 R9 ­9.00973 125.6481R10 9 0.284 125 38.942 R10 ­9.00473 125.649R11 8 59.893 125 38.803 R11 ­8.99822 125.6467R12 8 59.55 125 38.092 R12 ­8.9925 125.6349R13 9 4.002 125 41.755 R13 ­9.0667 125.6959R14 9 3.724 125 41.74 R14 ­9.06207 125.6957R15 9 3.861 125 41.926 R15 ­9.06435 125.6988R16 9 2.644 125 40.09 R16 ­9.04407 125.6682R17 8 55.955 125 37.88 R17 ­8.93258 125.6313R18 8 56.058 125 36.569 R18 ­8.9343 125.6095R19 8 59.597 125 41.416 R19 ­8.99328 125.6903R20 9 0.035 125 38.938 R20 ­9.00058 125.649R21 9 6.272 125 41.545 R21 ­9.10453 125.6924R22 9 5.099 125 41.534 R22 ­9.08498 125.6922R23 9 10.726 125 41.3 R23 ­9.17877 125.6883R24 9 10.769 125 41.288 R24 ­9.17948 125.6881

Page 69: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 67

APPENDIX B: RAW PHYSICAL DATA

Saturday 26/06/04 (9:30am ­ 1pm) ALL AVERAGES CALCULATED FROM 3 OR MORE VALUES

SampleTemp (degC) pH Sal (ppt) Ave

Width(m) Ave Flow

T1 T2 T3TAVE pH1 pH2  pH3 pH AVE S1  S2  S3 S AVE Depth (m)

Vel(m/s) (m^3/s)

R1 23.01 23.02  23.04 23.02 6.85  6.98 6.97 6.93 0.25 0.46 0.46 0.39 0.12 9 0.25 0.27R2 22.11 22.11  22.1 22.11 6.64  6.51 6.53 6.56 0.42 0.42 0.42 0.42 0.2 28 0.65 3.65R3 26.78 26.78  26.78 26.78 6.74  6.67 6.7 6.70 0.44 0.44 0.44 0.44 0.24 9 0.67 1.44

NOTE:DO probe not working (DO(mg/L) = 0.4, DO% sat = ­10)TURB (ntu) = 1.0 for all sample sites (maybe not working)

Sunday 27/06/04 (3:30pm ­ 5:30pm)

SampleTemp (degC) pH Sal (ppt) Ave

Width(m) Ave Flow Ave

pHPaper

T1 T2 T3TAVE pH1 pH2  pH3 pH AVE S1  S2  S3 S AVE Depth (m)

Vel(m/s) (m^3/s) EC

R5 23.24 23.21  23.19 23.21 6.95  7.02 7.06 7.01 0.44 0.44 0.44 0.44 0.12 6.7 0.83 0.66 0.35 7R6 22.75 22.74  22.74 22.74 7 7.12 7.14 7.09 0.39 0.39 0.39 0.39 0.15 4 0.67 0.40 0.2 7R7 22.32 22.32  22.31 22.32 7.24  7.32 7.33 7.30 0.4 0.4 0.4 0.4 0.08125 5.8 0.60 0.28 0.3R8 18.77 18.77  18.76 18.77 7.1  6.94 6.95 7.00 0.44 0.44 0.44 0.44 0.1625 7.5 0.35 0.43 0.3

Monday 28/06/04 (10am ­ 11am)

SampleTemp (degC) pH Sal (ppt) Ave

Width(m) Ave Flow Ave

pHPaper

T1 T2 T3TAVE pH1 pH2  pH3 pH AVE S1  S2  S3 S AVE Depth (m)

Vel(m/s) (m^3/s) EC

Page 70: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 68

R9 20.56 20.51  20.42 20.50 6.75  6.7 6.7 6.72 0.41 0.41 0.41 0.41 0.0475 0.95 3.13 0.14 0.25 7R10 20.5 20.49  20.45 20.48 6.76  6.8 6.83 6.80 0.41 0.41 0.41 0.41 0.08 0.94 1.54 0.12 0.2R11 20.02 20.02  20.01 20.02 7 6.98 7 6.99 0.41 0.41 0.41 0.41 0.38 1.05 0.81 0.32 0.2R12 19.64 19.63  19.61 19.63 7.04  6.96 6.92 6.97 0.42 0.42 0.42 0.42 0.29 1.43 1.17 0.49 0.25 7

NOTE: These samples all from drains in Samé town (R9 = bottom end of town, R12 = top end of town, R8 = Source of Samé water)

Tuesday 30/06/04 (2:45pm)

SampleTemp (degC) pH Sal (ppt) Ave

Width(m) Ave Flow Ave

pHPaper

T1 T2 T3TAVE pH1 pH2  pH3 pH AVE S1  S2  S3 S AVE Depth (m)

Vel(m/s) (m^3/s) EC

R4 27.94 27.9  27.9 27.91 6.4  6.24 6.16 6.27 0.44 0.44 0.44 0.44 0.10 3 0.81 0.25 0.3 7

NOTE:   These parameters were tested ~4 days after samples were taken.The creek where sampling occurred is one section of a wide river and not necessarily representative of quality at this location.E.g. Water at R4 was clear but >20m downstream water was much more turbid.

Saturday 03/07/04 (9:45am ­ 1:15pm)

SampleTemp (degC) pH Sal (ppt) Ave

Width(m) Ave Flow Ave

pHPaper

T1 T2 T3TAVE pH1 pH2  pH3 pH AVE S1  S2  S3 S AVE Depth (m)

Vel(m/s) (m^3/s) EC

R13 22.09 22.1  22.09 22.09 7.13  7.15 7.17 7.15 0.41 0.41 0.41 0.41 0.5025 15 1.05 7.88 0.25R14 22.49 22.46  22.46 22.47 6.95  6.96 6.98 6.96 0.39 0.4 0.4 0.40 0.32 16.5 0.9375 4.94 0.2R15 27.02 27  26.99 27.00 7.02  7.01 7.03 7.02 0.42 0.42 0.42 0.42 0.21 13 1.56 4.18 0.3 7R16 24.72 24.71  24.71 24.71 6.86  6.87 6.88 6.87 0.49 0.49 0.49 0.49 0.17 3 0.30 0.16 0.45

Wednesday 07/07/04 (3pm ­ 5:30pm)

SampleTemp (degC) pH Sal (ppt) Ave

Width(m) Ave Flow Ave

pHPaper

T1 T2 T3 T pH1 pH2  pH3 pH AVE S1  S2  S3 S AVE Depth (m) Vel (m^3/s) EC

Page 71: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 69

AVE (m/s)R17 18.91 18.9  18.9 18.90 6.97  6.97 7 6.98 0.42 0.42 0.42 0.42 0.17 3.9 0.38 0.25 0.25R18 17.09 17.09  17.08 17.09 7.05  7.06 7.08 7.06 0.44 0.44 0.44 0.44 0.275 1.3 0.17 0.06 0.3R19 22.08 22.09  22.09 22.09 7.45  7.47 7.47 7.46 0.41 0.41 0.41 0.41 0.29 21 0.82 4.98 0.3

Thursday 08/07/04

SampleTemp (degC) pH Sal (ppt) Ave

Width(m) Ave Flow Ave

pHPaper

T1 T2 T3TAVE pH1 pH2  pH3 pH AVE S1  S2  S3 S AVE Depth (m)

Vel(m/s) (m^3/s) EC

R20 23.66 23.65  23.63 23.65 7.01  7.03 7.05 7.03 0.39 0.39 0.39 0.39 0.00008 0.3R21 26.21 26.2  26.19 26.20 7.14  7.15 7.15 7.15 0.4 0.4 0.4 0.4 0.38 23.4 1.05 9.29 0.3R22 25.53 25.53  25.52 25.53 7.01  7.02 7.05 7.03 0.41 0.41 0.41 0.41 0.31 30 1.50 14.03 0.3

NOTE:  R20 samples were taken from tap water at the back of the house.Physical measurements were taken in a round black bucket, after water ran for ~2hrs (D = 0.42m, Ht = 0.18m)Flow measured, as average time taken to fill a 1.5L water bottle

Friday09/07/04

SampleTemp (degC) pH Sal (ppt) Ave

Width(m) Ave Flow Ave

pHPaper

T1 T2 T3TAVE pH1 pH2  pH3 pH AVE S1  S2  S3 S AVE Depth (m)

Vel(m/s) (m^3/s) EC

R23 22.98 22.97  22.97 22.97 6.91  6.89 6.9 6.90 0.41 0.41 0.41 0.41 0.14 3.2 0.51 0.22 0.3R24 22.97 22.95  22.94 22.95 6.79  6.77 6.78 6.78 0.41 0.41 0.41 0.41 0.21 12 1.39 3.48 0.25

NOTE:  Above sampling taken as part of cross­section at location near river mouth (with R4)

Page 72: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 70

APPENDIX C: RAW CHEMICAL DATA

Saturday 26/06/04 (9:30am ­ 1pm)

Test Strip Analyses: Sunday (9am ­ 1pm)

SampleNO3­(mg/L) NO2­ (mg/L)

Cu(mg/L)

Fe(mg/L)  Ag (µg/L)

R1a 0.5 0 0.5 0 0R1b 0.5 0 0 0 0R2a 0.5 0 0 0.02 0­50R2b 0.5 0 0 0 0­50R3a 2 0 0 0.02 0R3b 0.5 0 0.5 0 0R4a 0.5 0 0 0 0R4b 0.5 0 0 0 0­50R4c 0.5 0 0 0.02 0­50

Test Strip Analyses: Thursday (1:30pm ­5:30pm)

SampleNH4+(mg/L)

PO43­(mg/L)

R1a 0 0­3R1b 0 0R2a 0 0R2b 0 0­3R3a 0 0R3b 0 0­3R4a 0 0R4b 0 0­3R4c 0 0­3

Sunday 27/06/04 (3:30pm ­ 5:30pm)

Test Strip  Analyses: Sunday (5:30 pm ­7:30pm)

SampleNO3­(mg/L) NO2­ (mg/L)

Cu(mg/L)

Fe(mg/L)  Ag (µg/L)

R5a 0.5 0 0 0 0­50R5b 0.5 0 0 0 0­50R6a 0.5 0 0 0 0R6b 0.5 0 0 0 0­50R7a 0.5 0 0 0 0­50R7b 0.5 0 0 0.02 0­50R8a 0.5 0 0­0.5 0­0.02 0­50R8b 0.5 0 0­0.5 0 50

NOTE: Under fading light/veranda light bulb

Test Strip Analyses: Thursday (1:30pm ­5:30pm)

Page 73: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 71

SampleNH4+(mg/L)

PO43­(mg/L)

R5a 0 0R5b 0 0R6a 0 0R6b 0 0­3R7a 0 0­3R7b 0 0­3R8a 0 0R8b 0 0

Monday 28/06/04 (10am ­ 11am)

Test Strip Analyses: Monday (4:30pm ­ 6:30pm) & Tuesday (10:30am ­ 11:00am)

SampleNO3­(mg/L) NO2­ (mg/L)

Cu(mg/L)

Fe(mg/L)  Ag (µg/L)

R9a 0.5 0 0 0 0­50R9b 0.5 0 0 0 0­50R10a 0.5 0 0 0 0R10b 0.5 0 0 0 0R11a 0­0.5 0 0 0 0R11b 0 0 0­0.5 0 0R12a 0.5 0 0 0 0R12b 0.5 0 0 0 0­50

NOTE: These samples all from drains in Samé town (R9 = bottom end of town,R12 = top end of town,R8 = Source of Samé water)

Test Strip Analyses: Thursday (1:30pm ­5:30pm)

SampleNH4+(mg/L)

PO43­(mg/L)

R9a 0 0R9b 0 0R10a 0 0R10b 0 0R11a 0 0R11b 0 0R12a 0 0R12b 0 0

Saturday 03/07/04 (9:45am ­ 1:15pm)

Test Strip Analyses: Sunday (10:30am ­ 1pm)

SampleNO3­(mg/L) NO2­ (mg/L)

Cu(mg/L)

Fe(mg/L)  Ag (µg/L)

NH4+(mg/L)

PO43­(mg/L)

R13a 0­0.5 0 0 0 0 0 0­3R13b 0­0.5 0 0­0.5 0 0 0 3R14a 0­0.5 0 0 0 0 0 0R14b 0­0.5 0 0 0 0 0 0R15a 0­0.5 0 0 0 0 0R15b 0­0.5 0 0 0 0 0R16a 0­0.5 0 0 0 0 0 0R16b 0­0.5 0 0 0 0 0 0

Page 74: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 72

Wednesday 07/07/04 (3pm ­5:30pm)

Test Strip Analyses: Friday (8:45am ­ 10:00am)

SampleNO3­(mg/L) NO2­ (mg/L)

Fe(mg/L)

Ag(µg/L)

R17a 0.5 0 0 0R17b 0­0.5 0 0 0­50R18a 0­0.5 0 0 0­50R18b 0­0.5 0 0 0R19a 0­0.5 0 0 0R19b 0­0.5 0 0 0

Test Strip Analyses: Saturday (8:00am ­ 10:00am)

SampleNH4+(mg/L)

PO43­(mg/L)

R17a 0 0­3R17b 0 0­3R18a 0 0R18b 0 0R19a 0­3 0R19b 0 0

Thursday 08/07/04 (1pm ­ 5:30pm)

Test Strip Analyses: Friday (8:45am ­ 10:00am)

SampleNO3­(mg/L) NO2­ (mg/L)

Fe(mg/L)

Ag(µg/L)

R20a 0.5 0 0 0­50R20b 0.5 0 0 0R21a 0­0.5 0 0­0.02 0R21b 0­0.5 0 0­0.02 0R22a 0­0.5 0 0 0R22b 0­0.5 0 0 0

Test Strip Analyses: Saturday (8:00am ­ 10:00am)

SampleNH4+(mg/L)

PO43­(mg/L)

R20a 0­3 0R20b 0­3 0R21a 0 0­3R21b 0 0R22a 0 0R22b 0 0

Friday 09/07/04 (9:40am ­ 10:30am)

Test Strip Analyses: Saturday (8:00am ­ 10:00am)

SampleNO3­(mg/L) NO2­ (mg/L)

Fe(mg/L)

Ag(µg/L)

NH4+(mg/L)

PO43­(mg/L)

Page 75: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 73

R23a 0­0.5 0 0 0 0 0R23b 0.5 0 0 0­50 0 0R24a 0.5 0 0 0 0 0­3R24b 0.5 0 0 0 0 0­3

Page 76: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 74

APPENDIX D: RAW BIOLOGICAL DATA

Saturday 26/06/04 (9:30am ­ 1pm)

Sample V (L filtered) v (L extract)Rb(µg/L)

Ra(µg/L)

Chl a(µg/L)* Average

R1a 0.23 0.008 7 4.7 0.147 0.154R1b 0.2 0.008 4.6 2.4 0.161R2a 0.2 0.008 4.6 3.2 0.103 0.124667R2b 0.2 0.008 5.4 3.4 0.147R3a 0.2 0.008 2.4 1.8 0.044 0.047667R3b 0.2 0.008 2.3 1.6 0.051R4a 0.2 0.008 48.2 25.6 1.657 1.802533R4b 0.2 0.008 46.6 23.3 1.709R4c 0.25 0.008 76.1 41.3 2.042

Sunday 27/06/04 (3:30pm ­ 5:30pm)

Sample V (L filtered) v (L extract)Rb(µg/L)

Ra(µg/L)

Chl a(µg/L)* Average

R5a 0.24 0.008 18.8 10.5 0.507 0.337944R5b 0.2 0.008 7.4 5.1 0.169R6a 0.2 0.008 5 3.8 0.088 0.088R6b 0.2 0.008 4.5 3.3 0.088R7a 0.2 0.008 7.3 5 0.169 0.187R7b 0.2 0.008 7.5 4.7 0.205R8a 0.2 0.008 0.8 0.6 0.015 0.022R8b 0.2 0.008 1.1 0.7 0.029

Monday 28/06/04 (10am ­ 11am)

Sample V (L filtered) v (L extract)Rb(µg/L)

Ra(µg/L)

Chl a(µg/L)* Average

R9a 0.4 0.008 26 15.1 0.400 0.454667R9b 0.4 0.008 32.5 18.6 0.510R10a 0.4 0.008 16.2 9.7 0.238 0.293333R10b 0.4 0.008 20.6 11.1 0.348R11a 0.2 0.008 7.6 5.1 0.183 0.179667R11b 0.2 0.008 7.5 5.1 0.176R12a 0.4 0.008 3.2 2.2 0.037 0.058667R12b 0.4 0.008 5.5 3.3 0.081

NOTE: These samples all from drains in Samé town (R9 = bottom end of town,R12 = top end of town, R8 = Source of Samé water)

All samples above were measured on Friday 02/07/04 at ~11am.

Saturday 03/07/04 (9:45am ­ 1:15pm)

Sample V (L filtered) v (L extract)Rb(µg/L)

Ra(µg/L)

Chl a(µg/L)* Average

R13a 0.41 0.008 37.6 20.3 0.619 0.652661R13b 0.485 0.008 51.3 28.6 0.686R14a 0.43 0.008 58.7 33.1 0.873 0.818647R14b 0.405 0.008 49.0 27.9 0.764

Page 77: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 75

R15a 0.39 0.008 10.1 6.7 0.128 0.132847R15b 0.415 0.008 11.5 7.6 0.138R16a 0.41 0.008 41.8 23.2 0.665 0.618495R16b 0.39 0.008 33.2 18.0 0.572

Above samples were measured on Monday 05/07/04 at ~10:30am

Wednesday 07/07/04 (3pm ­ 5:30pm)

Sample V (L filtered) v (L extract)Rb(µg/L)

Ra(µg/L)

Chl a(µg/L)* Average

R17a 0.42 0.008 51 30.6 0.712 0.567857R17b 0.44 0.008 31.1 18.4 0.423R18a 0.465 0.008 66.8 46.4 0.643 0.538787R18b 0.25 0.008 19.3 11.9 0.434R19a 0.45 0.008 22.1 10.6 0.375 0.302907R19b 0.4 0.008 15.2 8.9 0.231

Thursday 08/07/04 (1pm ­ 5:30pm)

Sample V (L filtered) v (L extract)Rb(µg/L)

Ra(µg/L)

Chl a(µg/L)* Average

R20a 0.395 0.008 44.2 24.3 0.739 0.501809R20b 0.41 0.008 17.2 9.8 0.265R21a 0.4 0.008 12 7.6 0.161 0.278667R21b 0.4 0.008 21.4 10.6 0.396R22a 0.4 0.008 29.1 16.1 0.477 0.4785R22b 0.4 0.008 26.8 13.7 0.480

Friday 09/07/04 (1pm ­ 5:30pm)

Sample V (L filtered) v (L extract)Rb(µg/L)

Ra(µg/L)

Chl a(µg/L)* Average

R23a 0.4 0.008 39.6 23 0.609 0.597667R23b 0.36 0.008 28 13.6 0.587R24a 0.39 0.008 50.7 32.8 0.673 0.639081R24b 0.4 0.008 41 24.5 0.605

Above samples were measured on Sunday 10/07/04 at ~10:00am in Timor LodgeroomTravelled in bus, in esky with no ice ~5 hours. Perhaps degraded.

*Chl a = (r/(r ­1)(Rb ­ Ra)(v/V)r = 2.2

Page 78: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 76

APPENDIX E: SAMPLE SITE NOTES, OBSERVATIONS AND

PHOTOGRAPHY

~ 1­ 2 weeks before arriving monsoonal rains were still occurring, rivers were almost full, asthe wet season ended late this year

Saturday: 26/06/04

Present:• Octávio do R.M. da Piedade (Ele, Dili Polytech student)• Gaspar da Costa da Jesus (Department of Energy and Mineral Resources)• Dr Grey Coupland• Halinka Lamparski.

Location: R1• Time: 9.30am• Samples from Mota Ajasso, just north of junction with Mota Caraulun• GPS: S 09º 05.751’

E 125º 41.538’• Sunny, some clouds• Tall Casuarina trees (~10m) surrounding sample site (akin to firs), and bushes (no signs of

clearing or intensive agriculture)• Wide, rocky gravel river• Partially turbid water, could see major rocks, fast flowing• Only section of fully flowing river (in wet season)• Some green algal growth on banks• Animal tracks all around banks into water• People washing clothes on opposite side of river• Near to main road, southwest (R3) and southeast (R2) of 2 major bridges

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Location: R2• Time: 10:12am• Samples from Mota Caraulun, just north of junction with Mota Ajasso and ~100m south

of major bridge• GPS: S 09º 05.785’

E 125º 41.635’• More overcast, light breeze• Wider, faster flowing section of river

Page 79: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 77

• Very turbid, no visibility (perhaps from metamorphic mudstone/carbonaceous (plantmatter) rock in range from which river originated (Lolotoi Complex; in Kablaki Range nthof Samé), pers comm Dr Warwick Crowe)

• Only section of fully flowing river (in wet season)• Across from 2 dilapidated houses• People washing downstream• Animals observed in surrounding area

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Location: R3• Time: 1pm• Samples from Mota Ajasso, ~100m north of major bridge and ~0.5km north of

intersection with Mota Caraulun.• GPS: 09º 05.378’

125º 41.174’• Overcast, light breeze• Partially turbid, slower flowing, shallow water• Vegetation on one side of bank• Creek is part of a section (~9m) of original wide gravel river (in wet season ~50m)

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Sunday: 27/06/04

Present:• Mr Egidio• Octávio do R.M. da Piedade (Ele, Dili Polytech student)• Gaspar da Costa da Jesus (Department of Energy and Mineral Resources)• Dr Grey Coupland• Halinka Lamparski.

Location: R5• Time: 3:30pm• Samples from Mota Caloco, southeast of Samé• GPS: S 09º 0.947’

Page 80: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 78

E 125º 38.933’• Overcast• Greyish water, but can see the bottom of the stream• Big rocks/boulders & gravel, mini­rapids• Brown algae in patches• ~10m west of bridge crossing from Samé to Betano• Animal faeces next to bank & surrounding area, indication of presence of animals• People seen working/moving in and next to river• ~2­3m high banks (some erosion) & limestone rocks• High cliffs nearby• Thick vegetation and trees, some overhanging

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Location: R6• Time: 4:16pm• Samples from Mota Ermetin, northeast of Samé• GPS: S 08º 59.547’

E 125º 39.251’• Slower (than R5) flow and clearer water (not completely)• Small rocky, gravel river• Next to coffee plantations• Near 2 occupied dilapidated houses, people’s washing on log next to site• Tall tropical trees & bush, further up in the mountains (higher than Samé)• Directly next to bridge/road crossing (built by Portuguese)

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Location: R7• Time: 4:36pm• Samples from Mota Abatu (between Mota Ermetin & Mota Caraulun; not on map)• GPS: S 08º 59.377’

E 125º 39.449’• Clear water over finer gravel, some rocks and leaf litter• Some rubbish (plastics etc) in water

Page 81: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 79

• Lush & cool, large overhanging trees & vines• Horse on road directly above & next to river (river lower & next to road)

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Location: R8• Time: 5:18pm• Samples from Mota Oilala (between Mota Caloco & Mota Ermetin; not on map)• GPS: S 08º 58.858’

E 125º 37.426’• Clear water over stone waterfall, in the mountains of Kablaki: SOURCE of water for town

of Samé• Samples taken in section of slower flowing water, compared to strong waterfall currents

above and below sample site• Lush, beautiful tall forest & veg, completely overhanging (dark) & cool• Very few people and animals (upstream of main population)• Mr Egidio and his family hid in nearby mountains in 1976

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Monday: 28/06/04

Present:• Dr Warwick Crowe• Octávio do R.M. da Piedade (Ele, Dili Polytech student)• Gaspar da Costa da Jesus (Department of Energy and Mineral Resources)• Dr Grey Coupland• Alex Wyatt• Halinka Lamparski

Page 82: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 80

ALL samples were taken from drains running through SAMÉ; for small scale analyses.

Location: R9• Time: 10:07am• Samples taken from drain next to major intersection of roads & ditches close to bottom of

town (before it dries out).• Physical measurements taken in slower deeper turbid/rubbish­filled catchment at end of

drain, due to lack of deep water (required for Yeokal) in faster flowing drain water.• GPS: S 09º 0.584’

E 125º 38.887’• Sunny & windy• Clear, fast flowing water in open concrete drain running along side of road• Overgrown, weeds & rubbish• Intersection of many people, animals, vehicles and houses

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Location: R10• Time: 10:32am• Samples taken from open concrete drain (upstream of R9) near centre of Samé• GPS: 09º 0.284’

125º 38.942’• Clear, fast­flowing water; no visible rubbish in water due to speed• Some moss & weeds growing in ditch• Site across from petrol station• Mechanics workshop ~20m up road & on same side of drain site• Buildings/shops on both sides of road & drain (running down one side of main road)• Many people, animals, grass/weeds & rubbish on either side of drain

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Page 83: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 81

Location: R11• Time: 11:00am• Samples taken from open concrete drain just upstream of centre of Samé• GPS: S 08º 59.893’

E 125º 38.803’• Partially overcast• Clear water (visibility to bottom of drain) ­> visible change in water colour and flow as it

becomes almost completely turbid, containing plastics and rubbish (thongs) at muchhigher flow rate ­> after few minutes water becomes clear again and flow decreases =RELEASE OF RUBBISH

• Did not see change again, perhaps periodic?• Next to church and nearby primary school; across from dilapidated buildings• Chickens, ducks and people wandering nearby• Rubbish, leaf litter & weeds near & in drain• Site shaded by large tree

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Location: R12• Time: ~11:20am• Samples from open concrete drain further upstream of town, closer to mountains• GPS: S 08º 59.550’

E 125º 38.092’• Mostly overcast ­> partially sunny• Clear water running in open drain• Not as many people living nearby, compared to R9­R11• Water running into large sets of unused fish ponds next to drain (set up by Indonesians)• Moss/algae growth on sides & bottom of ditch• Weeds/grasses on both sides of ditch site, no trees overhead• Water passing from drain alongside & under main road into mountains

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Page 84: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 82

Tuesday: 29/06/04

Present:• Dr Warwick Crowe• Octávio do R.M. da Piedade (Ele, Dili Polytech student)• Gaspar da Costa da Jesus (Department of Energy and Mineral Resources)• Alex Wyatt• Halinka Lamparski

Location: R4• Time: 2:45pm• Physical measurements taken from small creek, next to end of 4WD track, part of ~150m

wide sandy/fine gravel river bed (Mota Caraulun) ~1km from river mouth• Water samples from this site were collected on Saturday (26/06/04)• GPS: S 09º 10.568’

E 125º 41.359’• Sunny• Clear water, slow flowing; compared to turbid, faster flowing water in various intersecting

creeks downstream of site, until river mouth (i.e. sample not representative of river at thisgeneral location)

• Yellow algae growing in many places nearby• Gravel/rocks in and around sample site• Very few people/animals (however some housing/living areas further back from track &

people noted along river; some animal faeces next to site)• Casuarina trees & bush nearby• Mountains in back ground (some kms away), water flowing towards coast, habitat of

crocodiles!

Source: Alex Wyatt 2004.

Saturday: 03/07/04

Present:• Octávio do R.M. da Piedade (Ele, Dili Polytech student)• Halinka Lamparski

Location: R13• Time: 9:45am• Samples & measurements taken in Mota Caraulun ~100m south of junction with Mota

Sui.• NOTE: At junction it is obvious (see my photos) that Mota Sui is much more turbid i.e. no

visibility, in comparison to Mota Caraulun, that is only partially turbid. At R13 and in

Page 85: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 83

water past junction, it is still partially visible indicating that Mota Caraulun waterdominates.

• GPS: S 09º 04.002’E 125º 41.755’

• Partially overcast• Partial visibility/turbidity of fast flowing water in wide rocky/gravel river• River water ~1/2 width of river bed when full (in wet season)• Casuarina trees lining far side of river bed• ~3­4m high banks of flaky white/grey/pink rock (Carbonaceous mudstone (pers comm Dr

Warwick Crowe) = HCl acid test; rapid bubbling in contact with stone)• Very few people (no nearby living areas) & animals obvious in the vicinity, only one

person seen riding horse with dogs crossing river

Source: Dr Grey Coupland 2004.

Location: R14• Time: 10:30am• Samples taken in Mota Caraulun ~100m north of junction with Mota Sui• GPS: S 09º 03.724’

E 125º 41.740• Mostly sunny, light breeze• Water had partial visibility/turbidity• ~10m dry rocky/gravel bed on near side of river, then 16.5m width of water (in which

sampling occurred), then 5m sand barrier, then another ~10m width section of water• ~10m Casuarinas on both sides of river bed (not overhanging)• Some green & brown algae on nearby rocks, in shallow/partially exposed bank region• Evidence of people washing clothes (empty powder packets nearby)• Closest villages ~0.5­1km from river bank (track leading from villages to river)

Location: R15• Time: 11:16am• Samples taken from Mota Sui, ~100m north of junction with Mota Caraulun• GPS: S 09º 03.861’

E 125º 41.926’• Mostly sunny, light breeze• Completely turbid water in wide rocky/gravel river bed (~50m wide)• Our samples taken in water section of 13m width; 10m dry bed on side & 30m on other

side• Casuarina trees on both sides of bed (no overhanging)• What appears to be limestone/mudstone cliffs a short distance downstream & further

upstream of sample site, ~2­4m high (perhaps contributing to turbidity of this river?)

Page 86: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 84

• Tiny amount of green algae on rocks in shallows, but only in one place• 1 lone fisherman, some horse faeces & tracks; in general very little signs of human/animal

activity

Location: R16• Time: 1:15pm• Samples taken from rocky creek joining the Mota Caraulun (~0.5­1km north of junction)• GPS: S 09º 02.644’

E 125º 40.090’• Completely overcast, stuffy & hot• Clear, slow flowing water, generally flowing amongst large boulders & rocks vertically

down at angle of ~30º• No overhanging trees, shrubs on high banks (~1­3m) either side of the creek• Green/grey colour (moss or algae?) on rocks in shallow waters• People seen washing further upstream of creek• Stream passes under bridge on main Samé/Betano road ~500m upstream of site• Large brown snake & little fish observed in water

Wednesday: 07/07/04

Present:• Octávio do R.M. da Piedade (Ele, Dili Polytech student)• Gaspar da Costa da Jesus (Department of Energy and Mineral Resources)• Halinka Lamparski

Location: R17• Time: 3:05pm• GPS: S 08º 55.955’

E 125º 37.880’• Light rain, completely overcast• Located next to bridge off main road to Dili from Samé, crossing Mota Caraulun• Few villages in the vicinity, surrounded by moutains but many people walking to a

meeting point for local markets.• Small gravel river with slow flow• Moss on concrete bridge wall nearby• Short reeds and bushes, but not overhanging, expect to get most daylight.

Location: R18• Time: 3:40pm• GPS: S 08º 56.058’

E 125º 36.569’• Still completely overcast but not raining• Almost completely turbid, grey/brown water flowing down fast waterfall into mini pool.• Height of water fall approx. 10m.• Surrounded by reeds, and short casuarina trees, not overhanging.• Lage mossy rocks in water• Higher in the mountains than R17.• Village located downstream• Very few people (no housing nearby), some people and cars on the road and a couple of

animals.

Page 87: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 85

• One one side of site, banks of mud & small stones located ~4­5m high.

Location: R19• Time: 4:55pm• GPS: S 08º 59.597’

E 125º 41.416’• Overcast and light rain• Half clear, wide rocky/gravel section of Mota Caraulun• ~10m of dry river bed each side of flowing water• Located out of mountains in lower lands.• Casuarina, banana and cocount trees on each side• Animal faeces next to water• Some green algae on shallow rocks• Nearest house ~500m away.

Thursday: 08/07/04

Present:• Dr Warwick Crowe• Octávio do R.M. da Piedade (Ele, Dili Polytech student)• Gaspar da Costa da Jesus (Department of Energy and Mineral Resources)• Halinka Lamparski

Location: R20• Time: 12:48pm• GPS: S 09º 00.035’

E 125º 38.938’• Sample taken from tap water at back of house, from top of a concrete wall.• Overcast• Green moss growing on wall where tap is located.• Water travels down asbestos pipe.• Pipes carrying tap water appear to be made from steel, leaking.• ~25m steel piping before water enters black plastic piping.• YEOCAL measurements taken in black plastic bucket.

Location: R21• Time: 4:13pm• GPS: S 09º 06.272’

E 125º 41.545’• Completely overcast• Located in Mota caraulun, south of major junction before river hits coast• Tall Casuarinas on banks• Sediment loaded/muddy grey water, no visibility in majority of river water• Children nearby, boy on horse, access to village ~200m  from river bed.• Green algae on rocks at eadge of river.

Location: R22• Time: 4:40pm• GPS: S 09º 05.099’

E 125º 41.534’

Page 88: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 86

• Overcast, cool• Located ~1­2km north of bridge before intersection on Mota Caraulun• Completely grey rocky/gravel water, green algae present• Fast flowing, wide, in river bed ~50m wide.• Mango, casuarina trees and bushes on either side.• Some river gravel/mudstone banks ~2­3m high, further upstream of river. Source of

muddiness?

Friday: 09/07/04

Present:• Jamie (Department of Energy and Mineral Resources)• Halinka Lamparski

Location: R23• Time: 9:43am• GPS: S 09º 10.726’

E 125º 41.300’• Completely clear sunny day• Returned to river mouth, to do replicates across ~150m river bed, ~1km from coast• Cloudy, grey water, slow flowing and completely turbid, rocky/gravel creek within bed

~50m from far side of bed• Tall casuarinas and palms on far side• Crocodiles said to live here.

Location: R24• Time: 10:05am• GPS: S 09º 10.769’

E 125º 41.288’• Still clear and sunny• Right next to edge of tropical forest• Water is grey, completely turbid, fast flowing• Some small amounts of green algae.• Appears to be the major input to the river mouth• ~80m from other side of rocky, gravel bed• ~40m from R23

Page 89: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 87

APPENDIX F: LIST OF EQUIPMENT USED DURING THE FIELD TRIP IN TIMOR­LESTE

General EquipmentPhysicalAnalyses

What How Much   What How Much1 Sample  1 Day 8 Days 1 Sample 1 Day 8 Days

Waders 2   Yeokal 1Notebooks 1   Secchi Disks 2

Calculator 1ConductivityMeters 2

Scissors 1   pH paperLabel Tape 3 Rolls   pH meters 1Masking Tape 1 Roll   Timer 1Marker Pens (water proof) 4   Measuring Tape 1120ml Bottles 400Aluminium Foil 1 big roll WASTEForceps 2 setsGlad Wrap 1 rollCamera 1 manualGPS 1BatteriesGloves 3 SetsMeasuring Cylinder 250ml

ReferencesPhotocopies: Yeo/FlManuals

4

Page 90: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 88

Biological Analyses Chemical AnalysesWhat How Much   What How Much

1 Sample 1 Day 8 Days 1 Sample 1 Day 8 DaysChlorophyll a Phosphate

Fluoro tubes/globes 2 SpareAquaspex Quantofix Test Strips(100) 1

1packet

Fluorometer 1Fluorometer leads: carbattery 1 set

Nitrate

Parafilm 1 rollITS Test Strips: NO3/NO2/N (50)

12bottles

13mm Glass tubes 400Tube Racks 2 Ammonium

Mini­esky for Tube Rack 1Aquaspex Quantofix Test Strips(100) 1

1packet

Hand Pumps 1Plastic filter manifold (50mL) 1 Copper

50ml Syringes 2ITS Test Strips: Cu+1/Cu+2 (30)

11packet

Whatman 25mm GF/F filters 4 55 440Aluminium Foil 1 600ml ~5L Iron

90% Ethanol8ml + 4ml (error, washing) =

12mlITS Test Strips: Fe+2/Fe+3 (30)

13packets

10ml Syringes 4 75ml 600ml1M HCl Acid 3 drops = 1.5mlPasteur Pipette 3Forceps 2

WASTEAcetone/Ethanol waste JarsGlass waste containerGeneral waste container

Page 91: Assessing€Water€Quality€in€Developing … · 2011. 5. 27. · Assessing€Water€Quality€in€Developing€Countries:€A€Case€Study€in€TimorLeste ii From€TimorLeste:

9 Appendices

Assessing Water Quality in Developing Countries: A Case Study in Timor­Leste 89