Skip to main page content
U.S. flag

An official website of the United States government

Dot gov

The .gov means it’s official.
Federal government websites often end in .gov or .mil. Before sharing sensitive information, make sure you’re on a federal government site.

Https

The site is secure.
The https:// ensures that you are connecting to the official website and that any information you provide is encrypted and transmitted securely.

Access keys NCBI Homepage MyNCBI Homepage Main Content Main Navigation
. 2024 Jun 4;58(22):9500-9514.
doi: 10.1021/acs.est.3c09419. Epub 2024 May 17.

Addressing Fecal Contamination in Rural Kenyan Households: The Roles of Environmental Interventions and Animal Ownership

Jenna M Swarthout  1 , Maryanne Mureithi  2 , John Mboya  2   3 , Benjamin F Arnold  4 , Marlene K Wolfe  5 , Holly N Dentz  6 , Audrie Lin  7 , Charles D Arnold  6 , Gouthami Rao  8 , Christine P Stewart  6 , Thomas Clasen  5 , John M Colford Jr  9 , Clair Null  10 , Amy J Pickering  1   3   11
Affiliations

Addressing Fecal Contamination in Rural Kenyan Households: The Roles of Environmental Interventions and Animal Ownership

Jenna M Swarthout et al. Environ Sci Technol. .

Abstract

Combined water, sanitation, and handwashing (WSH) interventions could reduce fecal contamination along more transmission pathways than single interventions alone. We measured Escherichia coli levels in 3909 drinking water samples, 2691 child hand rinses, and 2422 toy ball rinses collected from households enrolled in a 2-year cluster-randomized controlled trial evaluating single and combined WSH interventions. Water treatment with chlorine reduced E. coli in drinking water. A combined WSH intervention improved water quality by the same magnitude but did not affect E. coli levels on hands or toys. One potential explanation for the limited impact of the sanitation intervention (upgraded latrines) is failure to address dog and livestock fecal contamination. Small ruminant (goat or sheep) ownership was associated with increased E. coli levels in stored water and on child hands. Cattle and poultry ownership was protective against child stunting, and domesticated animal ownership was not associated with child diarrhea. Our findings do not support restricting household animal ownership to prevent child diarrheal disease or stunting but do support calls for WSH infrastructure that can more effectively reduce household fecal contamination.

Keywords: Escherichia coli; WASH; diarrhea; handwashing; sanitation; stunting; transmission pathway; water.

PubMed Disclaimer

Conflict of interest statement

The authors declare no competing financial interest.

Figures

Figure 1
Figure 1
Data collection and environmental sampling profile in the trial, by study arm and year of measurement. Chicken indicates animal ownership data collection; bacterial plate (circle with dots) indicates E. coli measurements; eye indicates rapid observations by field staff; heart indicates child health data collection. The majority of measurements were conducted in the control and nutrition (C/N) and combined water, sanitation, and handwashing (WSH/WSHN) study arms.
Figure 2
Figure 2
Intervention impacts on environmental contamination. Prevalence ratios of E. coli in stored water, on child hands, and on toys by intervention arm compared to the control group (C/N) (left); prevalence ratios of flies measured at food preparation areas and latrines by intervention arm compared to the control group (right).
Figure 3
Figure 3
Associations between log10 number of animals owned by households and environmental contamination. Prevalence ratios (top) and differences in log10 concentrations (bottom) for E. coli in stored water, on child hands, and on toys for each additional log10 animal owned (left); prevalence ratios (top) and differences in fly counts for flies at food preparation areas for each additional log10 animal owned (right). Asterisks indicate significance at a significance level of 0.05.
Figure 4
Figure 4
Associations between log10 number of animals owned by households and child health. Prevalence ratios for diarrhea and stunting for each additional log10 animal owned (left); differences in length-for-age Z-scores for each additional log10 animal owned (right). Asterisks indicate significance at a significance level of 0.05.
See this image and copyright information in PMC

Similar articles

See all similar articles

Cited by

References

    1. Wang H.; Naghavi M.; Allen C.; Barber R. M.; Bhutta Z. A.; Carter A.; Casey D. C.; Charlson F. J.; Chen A. Z.; Coates M. M.; Coggeshall M.; Dandona L.; Dicker D. J.; Erskine H. E.; Ferrari A. J.; Fitzmaurice C.; Foreman K.; Forouzanfar M. H.; Fraser M. S.; Fullman N.; Gething P. W.; Goldberg E. M.; Graetz N.; Haagsma J. A.; Hay S. I.; Huynh C.; Johnson C. O.; Kassebaum N. J.; Kinfu Y.; Kulikoff X. R.; Kutz M.; Kyu H. H.; Larson H. J.; Leung J.; Liang X.; Lim S. S.; Lind M.; Lozano R.; Marquez N.; Mensah G. A.; Mikesell J.; Mokdad A. H.; Mooney M. D.; Nguyen G.; Nsoesie E.; Pigott D. M.; Pinho C.; Roth G. A.; Salomon J. A.; Sandar L.; Silpakit N.; Sligar A.; Sorensen R. J. D.; Stanaway J.; Steiner C.; Teeple S.; Thomas B. A.; Troeger C.; VanderZanden A.; Vollset S. E.; Wanga V.; Whiteford H. A.; Wolock T.; Zoeckler L.; Abate K. H.; Abbafati C.; Abbas K. M.; Abd-Allah F.; Abera S. F.; Abreu D. M. X.; Abu-Raddad L. J.; Abyu G. Y.; Achoki T.; Adelekan A. L.; Ademi Z.; Adou A. K.; Adsuar J. C.; Afanvi K. A.; Afshin A.; Agardh E. E.; Agarwal A.; Agrawal A.; Kiadaliri A. A.; Ajala O. N.; Akanda A. S.; Akinyemi R. O.; Akinyemiju T. F.; Akseer N.; Lami F. H. A.; Alabed S.; Al-Aly Z.; Alam K.; Alam N. K. M.; Alasfoor D.; Aldhahri S. F.; Aldridge R. W.; Alegretti M. A.; Aleman A. V.; Alemu Z. A.; Alexander L. T.; Alhabib S.; Ali R.; Alkerwi A.; Alla F.; Allebeck P.; Al-Raddadi R.; Alsharif U.; Altirkawi K. A.; Martin E. A.; Alvis-Guzman N.; Amare A. T.; Amegah A. K.; Ameh E. A.; Amini H.; Ammar W.; Amrock S. M.; Andersen H. H.; Anderson B. O.; Anderson G. M.; Antonio C. A. T.; Aregay A. F.; Ärnlöv J.; Arsenijevic V. S. A.; Artaman A.; Asayesh H.; Asghar R. J.; Atique S.; Avokpaho E. F. G. A.; Awasthi A.; Azzopardi P.; Bacha U.; Badawi A.; Bahit M. C.; Balakrishnan K.; Banerjee A.; Barac A.; Barker-Collo S. L.; Bärnighausen T.; Barregard L.; Barrero L. H.; Basu A.; Basu S.; Bayou Y. T.; Bazargan-Hejazi S.; Beardsley J.; Bedi N.; Beghi E.; Belay H. A.; Bell B.; Bell M. L.; Bello A. K.; Bennett D. A.; Bensenor I. M.; Berhane A.; Bernabé E.; Betsu B. D.; Beyene A. S.; Bhala N.; Bhalla A.; Biadgilign S.; Bikbov B.; Abdulhak A. A. B.; Biroscak B. J.; Biryukov S.; Bjertness E.; Blore J. D.; Blosser C. D.; Bohensky M. A.; Borschmann R.; Bose D.; Bourne R. R. A.; Brainin M.; Brayne C. E. G.; Brazinova A.; Breitborde N. J. K.; Brenner H.; Brewer J. D.; Brown A.; Brown J.; Brugha T. S.; Buckle G. C.; Butt Z. A.; Calabria B.; Campos-Nonato I. R.; Campuzano J. C.; Carapetis J. R.; Cárdenas R.; Carpenter D. O.; Carrero J. J.; Castañeda-Orjuela C. A.; Rivas J. C.; Catalá-López F.; Cavalleri F.; Cercy K.; Cerda J.; Chen W.; Chew A.; Chiang P. P.-C.; Chibalabala M.; Chibueze C. E.; Chimed-Ochir O.; Chisumpa V. H.; Choi J.-Y. J.; Chowdhury R.; Christensen H.; Christopher D. J.; Ciobanu L. G.; Cirillo M.; Cohen A. J.; Colistro V.; Colomar M.; Colquhoun S. M.; Cooper C.; Cooper L. T.; Cortinovis M.; Cowie B. C.; Crump J. A.; Damsere-Derry J.; Danawi H.; Dandona R.; Daoud F.; Darby S. C.; Dargan P. I.; das Neves J.; Davey G.; Davis A. C.; Davitoiu D. V.; de Castro E. F.; de Jager P.; Leo D. D.; Degenhardt L.; Dellavalle R. P.; Deribe K.; Deribew A.; Dharmaratne S. D.; Dhillon P. K.; Diaz-Torné C.; Ding E. L.; dos Santos K. P. B.; Dossou E.; Driscoll T. R.; Duan L.; Dubey M.; Duncan B. B.; Ellenbogen R. G.; Ellingsen C. L.; Elyazar I.; Endries A. Y.; Ermakov S. P.; Eshrati B.; Esteghamati A.; Estep K.; Faghmous I. D. A.; Fahimi S.; Faraon E. J. A.; Farid T. A.; Farinha C. S. e S.; Faro A.; Farvid M. S.; Farzadfar F.; Feigin V. L.; Fereshtehnejad S.-M.; Fernandes J. G.; Fernandes J. C.; Fischer F.; Fitchett J. R. A.; Flaxman A.; Foigt N.; Fowkes F. G. R.; Franca E. B.; Franklin R. C.; Friedman J.; Frostad J.; Fürst T.; Futran N. D.; Gall S. L.; Gambashidze K.; Gamkrelidze A.; Ganguly P.; Gankpé F. G.; Gebre T.; Gebrehiwot T. T.; Gebremedhin A. T.; Gebru A. A.; Geleijnse J. M.; Gessner B. D.; Ghoshal A. G.; Gibney K. B.; Gillum R. F.; Gilmour S.; Giref A. Z.; Giroud M.; Gishu M. D.; Giussani G.; Glaser E.; Godwin W. W.; Gomez-Dantes H.; Gona P.; Goodridge A.; Gopalani S. V.; Gosselin R. A.; Gotay C. C.; Goto A.; Gouda H. N.; Greaves F.; Gugnani H. C.; Gupta R.; Gupta R.; Gupta V.; Gutiérrez R. A.; Hafezi-Nejad N.; Haile D.; Hailu A. D.; Hailu G. B.; Halasa Y. A.; Hamadeh R. R.; Hamidi S.; Hancock J.; Handal A. J.; Hankey G. J.; Hao Y.; Harb H. L.; Harikrishnan S.; Haro J. M.; Havmoeller R.; Heckbert S. R.; Heredia-Pi I. B.; Heydarpour P.; Hilderink H. B. M.; Hoek H. W.; Hogg R. S.; Horino M.; Horita N.; Hosgood H. D.; Hotez P. J.; Hoy D. G.; Hsairi M.; Htet A. S.; Htike M. M. T.; Hu G.; Huang C.; Huang H.; Huiart L.; Husseini A.; Huybrechts I.; Huynh G.; Iburg K. M.; Innos K.; Inoue M.; Iyer V. J.; Jacobs T. A.; Jacobsen K. H.; Jahanmehr N.; Jakovljevic M. B.; James P.; Javanbakht M.; Jayaraman S. P.; Jayatilleke A. U.; Jeemon P.; Jensen P. N.; Jha V.; Jiang G.; Jiang Y.; Jibat T.; Jimenez-Corona A.; Jonas J. B.; Joshi T. K.; Kabir Z.; Kamal R.; Kan H.; Kant S.; Karch A.; Karema C. K.; Karimkhani C.; Karletsos D.; Karthikeyan G.; Kasaeian A.; Katibeh M.; Kaul A.; Kawakami N.; Kayibanda J. F.; Keiyoro P. N.; Kemmer L.; Kemp A. H.; Kengne A. P.; Keren A.; Kereselidze M.; Kesavachandran C. N.; Khader Y. S.; Khalil I. A.; Khan A. R.; Khan E. A.; Khang Y.-H.; Khera S.; Khoja T. A. M.; Kieling C.; Kim D.; Kim Y. J.; Kissela B. M.; Kissoon N.; Knibbs L. D.; Knudsen A. K.; Kokubo Y.; Kolte D.; Kopec J. A.; Kosen S.; Koul P. A.; Koyanagi A.; Krog N. H.; Defo B. K.; Bicer B. K.; Kudom A. A.; Kuipers E. J.; Kulkarni V. S.; Kumar G. A.; Kwan G. F.; Lal A.; Lal D. K.; Lalloo R.; Lallukka T.; Lam H.; Lam J. O.; Langan S. M.; Lansingh V. C.; Larsson A.; Laryea D. O.; Latif A. A.; Lawrynowicz A. E. B.; Leigh J.; Levi M.; Li Y.; Lindsay M. P.; Lipshultz S. E.; Liu P. Y.; Liu S.; Liu Y.; Lo L.-T.; Logroscino G.; Lotufo P. A.; Lucas R. M.; Lunevicius R.; Lyons R. A.; Ma S.; Machado V. M. P.; Mackay M. T.; MacLachlan J. H.; Razek H. M. A. E.; Magdy M.; Razek A. E.; Majdan M.; Majeed A.; Malekzadeh R.; Manamo W. A. A.; Mandisarisa J.; Mangalam S.; Mapoma C. C.; Marcenes W.; Margolis D. J.; Martin G. R.; Martinez-Raga J.; Marzan M. B.; Masiye F.; Mason-Jones A. J.; Massano J.; Matzopoulos R.; Mayosi B. M.; McGarvey S. T.; McGrath J. J.; McKee M.; McMahon B. J.; Meaney P. A.; Mehari A.; Mehndiratta M. M.; Mejia-Rodriguez F.; Mekonnen A. B.; Melaku Y. A.; Memiah P.; Memish Z. A.; Mendoza W.; Meretoja A.; Meretoja T. J.; Mhimbira F. A.; Micha R.; Millear A.; Miller T. R.; Mirarefin M.; Misganaw A.; Mock C. N.; Mohammad K. A.; Mohammadi A.; Mohammed S.; Mohan V.; Mola G. L. D.; Monasta L.; Hernandez J. C. M.; Montero P.; Montico M.; Montine T. J.; Moradi-Lakeh M.; Morawska L.; Morgan K.; Mori R.; Mozaffarian D.; Mueller U. O.; Murthy G. V. S.; Murthy S.; Musa K. I.; Nachega J. B.; Nagel G.; Naidoo K. S.; Naik N.; Naldi L.; Nangia V.; Nash D.; Nejjari C.; Neupane S.; Newton C. R.; Newton J. N.; Ng M.; Ngalesoni F. N.; de Dieu Ngirabega J.; Nguyen Q. L.; Nisar M. I.; Pete P. M. N.; Nomura M.; Norheim O. F.; Norman P. E.; Norrving B.; Nyakarahuka L.; Ogbo F. A.; Ohkubo T.; Ojelabi F. A.; Olivares P. R.; Olusanya B. O.; Olusanya J. O.; Opio J. N.; Oren E.; Ortiz A.; Osman M.; Ota E.; Ozdemir R.; PA M.; Pain A.; Pandian J. D.; Pant P. R.; Papachristou C.; Park E.-K.; Park J.-H.; Parry C. D.; Parsaeian M.; Caicedo A. J. P.; Patten S. B.; Patton G. C.; Paul V. K.; Pearce N.; Pedro J. M.; Stokic L. P.; Pereira D. M.; Perico N.; Pesudovs K.; Petzold M.; Phillips M. R.; Piel F. B.; Pillay J. D.; Plass D.; Platts-Mills J. A.; Polinder S.; Pope C. A.; Popova S.; Poulton R. G.; Pourmalek F.; Prabhakaran D.; Qorbani M.; Quame-Amaglo J.; Quistberg D. A.; Rafay A.; Rahimi K.; Rahimi-Movaghar V.; Rahman M.; Rahman M. H. U.; Rahman S. U.; Rai R. K.; Rajavi Z.; Rajsic S.; Raju M.; Rakovac I.; Rana S. M.; Ranabhat C. L.; Rangaswamy T.; Rao P.; Rao S. R.; Refaat A. H.; Rehm J.; Reitsma M. B.; Remuzzi G.; Resnikoff S.; Ribeiro A. L.; Ricci S.; Blancas M. J. R.; Roberts B.; Roca A.; Rojas-Rueda D.; Ronfani L.; Roshandel G.; Rothenbacher D.; Roy A.; Roy N. K.; Ruhago G. M.; Sagar R.; Saha S.; Sahathevan R.; Saleh M. M.; Sanabria J. R.; Sanchez-Niño M. D.; Sanchez-Riera L.; Santos I. S.; Sarmiento-Suarez R.; Sartorius B.; Satpathy M.; Savic M.; Sawhney M.; Schaub M. P.; Schmidt M. I.; Schneider I. J. C.; Schöttker B.; Schutte A. E.; Schwebel D. C.; Seedat S.; Sepanlou S. G.; Servan-Mori E. E.; Shackelford K. A.; Shaddick G.; Shaheen A.; Shahraz S.; Shaikh M. A.; Shakh-Nazarova M.; Sharma R.; She J.; Sheikhbahaei S.; Shen J.; Shen Z.; Shepard D. S.; Sheth K. N.; Shetty B. P.; Shi P.; Shibuya K.; Shin M.-J.; Shiri R.; Shiue I.; Shrime M. G.; Sigfusdottir I. D.; Silberberg D. H.; Silva D. A. S.; Silveira D. G. A.; Silverberg J. I.; Simard E. P.; Singh A.; Singh G. M.; Singh J. A.; Singh O. P.; Singh P. K.; Singh V.; Soneji S.; Søreide K.; Soriano J. B.; Sposato L. A.; Sreeramareddy C. T.; Stathopoulou V.; Stein D. J.; Stein M. B.; Stranges S.; Stroumpoulis K.; Sunguya B. F.; Sur P.; Swaminathan S.; Sykes B. L.; Szoeke C. E. I.; Tabarés-Seisdedos R.; Tabb K. M.; Takahashi K.; Takala J. S.; Talongwa R. T.; Tandon N.; Tavakkoli M.; Taye B.; Taylor H. R.; Ao B. J. T.; Tedla B. A.; Tefera W. M.; Have M. T.; Terkawi A. S.; Tesfay F. H.; Tessema G. A.; Thomson A. J.; Thorne-Lyman A. L.; Thrift A. G.; Thurston G. D.; Tillmann T.; Tirschwell D. L.; Tonelli M.; Topor-Madry R.; Topouzis F.; Towbin J. A.; Traebert J.; Tran B. X.; Truelsen T.; Trujillo U.; Tura A. K.; Tuzcu E. M.; Uchendu U. S.; Ukwaja K. N.; Undurraga E. A.; Uthman O. A.; Dingenen R. V.; van Donkelaar A.; Vasankari T.; Vasconcelos A. M. N.; Venketasubramanian N.; Vidavalur R.; Vijayakumar L.; Villalpando S.; Violante F. S.; Vlassov V. V.; Wagner J. A.; Wagner G. R.; Wallin M. T.; Wang L.; Watkins D. A.; Weichenthal S.; Weiderpass E.; Weintraub R. G.; Werdecker A.; Westerman R.; White R. A.; Wijeratne T.; Wilkinson J. D.; Williams H. C.; Wiysonge C. S.; Woldeyohannes S. M.; Wolfe C. D. A.; Won S.; Wong J. Q.; Woolf A. D.; Xavier D.; Xiao Q.; Xu G.; Yakob B.; Yalew A. Z.; Yan L. L.; Yano Y.; Yaseri M.; Ye P.; Yebyo H. G.; Yip P.; Yirsaw B. D.; Yonemoto N.; Yonga G.; Younis M. Z.; Yu S.; Zaidi Z.; Zaki M. E. S.; Zannad F.; Zavala D. E.; Zeeb H.; Zeleke B. M.; Zhang H.; Zodpey S.; Zonies D.; Zuhlke L. J.; Vos T.; Lopez A. D.; Murray C. J. L. Global, Regional, and National Life Expectancy, All-Cause Mortality, and Cause-Specific Mortality for 249 Causes of Death, 1980–2015: A Systematic Analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet 2016, 388 (10053), 1459–1544. 10.1016/S0140-6736(16)31012-1. - DOI - PMC - PubMed
    1. Richard S. A.; Black R. E.; Gilman R. H.; Guerrant R. L.; Kang G.; Lanata C. F.; Mølbak K.; Rasmussen Z. A.; Sack R. B.; Valentiner-Branth P.; Checkley W. Diarrhea in Early Childhood: Short-Term Association With Weight and Long-Term Association With Length. Am. J. Epidemiol. 2013, 178 (7), 1129–1138. 10.1093/aje/kwt094. - DOI - PMC - PubMed
    1. The UNICEF/WHO/WB Joint Child Malnutrition Estimates (JME) Group Released New Data, 2022. https://www.who.int/news/item/31-03-2020-unicef-who-wb-jme-group-new-data. accessed May 27, 2022.
    1. Take Action for the Sustainable Development Goals—United Nations Sustainable Development, 2022. https://www.un.org/sustainabledevelopment/sustainable-development-goals/. accessed May 27, 2022.
    1. Esrey S. A.; Feachem R. G.; Hughes J. M. Interventions for the Control of Diarrhoeal Diseases among Young Children: Improving Water Supplies and Excreta Disposal Facilities. Bull. W. H. O. 1985, 63 (4), 757–772. - PMC - PubMed