Short Communication

Longitudinal variation characteristics of stable isotope ratios of suspended particulate organic matter in the headwaters of the Qingjiang River, China

Caractéristiques de la variation longitudinale des rapports d’isotopes stables de la matière organique particulaire en suspension dans les eaux d’amont du fleuve Qingjiang, Chine

¹ Hubei Province Key Laboratory of Ecological restoration of Lakes and Rivers and Algal Utilization, School of Civil and Environmental Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, PR China
² Department of Ecology and Institute of Hydrobiology, Tropical and Subtropical Aquatic Ecological Engineering Center of the Ministry of Education of China, Jinan University, Guangzhou 510630, PR China

^* Corresponding author: jgao13@hotmail.com

Received: 5 December 2020
Accepted: 3 February 2021

Abstract

To determine the sources and characteristics of suspended particulate organic matter (SPOM), the spatial distribution of carbon and nitrogen and their isotopic values (δ¹³C and δ¹⁵N) were measured from upstreamto downstream (i.e. site 1 to site 4) in the head waters of the Qingjiang River in central China. The mean annual SPOM δ¹⁵N and δ¹³C values varied between sites but exhibited a unimodal pattern. The mean annual δ¹⁵N increased from site 1 (2.5‰) to 3 (5.3‰), followed by a major decrease to 2.2‰ at site 4. Furthermore, the mean annual δ¹³C varied unimodally, being the most positiveat sites 1 (−21.6‰) and 4 (−22.8‰) followed by sites 2 (−24.5‰) and 3 (−26.4‰). In particular, the mean SPOM δ¹⁵N and δ¹³C in the tailwaters from a domestic wastewater treatment plant, which was located approximately 0.3 km upstream of site 4, were 2.2‰ and −25.6‰, respectively. The SPOM C/N values from stream water at site 4 (8.5 ± 1.5) and tailwater (6.2 ± 0.9) were similar. Collectively, the results suggested that wastewater treatment plant tailwater influenced the stable isotope values of SPOM in the stream and affected the variation trendfrom upstream to downstream.

Résumé

Afin de déterminer les sources et les caractéristiques des particules organiques en suspension (SPOM), la distribution spatiale du carbone et de l'azote et leurs valeurs isotopiques (δ¹³C and δ¹⁵N) ont été mesurées d'amont en aval (c'est-à-dire du site 1 au site 4) dans le cours supérieur du fleuve Qingjiang, en Chine centrale. Les valeurs annuelles moyennes δ¹⁵N et δ¹³C de la SPOM variaient d'un site à l'autre, mais présentaient un schéma unimodal. La moyenne annuelle de δ¹⁵N a augmenté du site 1 (2,5‰) à 3 (5,3‰), suivie d'une baisse importante à 2,2‰ sur le site 4. En outre, la moyenne annuelle de δ¹³C a varié de manière unimodale, étant la plus positive sur les sites 1 (−21.6‰) et 4 (−22.8‰), suivie par les sites 2 (−24.5‰) et 3 (−26.4‰). En particulier, les moyennes δ¹⁵N et δ¹³C des SPOM dans les eaux résiduaires d'une station d'épuration des eaux usées domestiques, qui était située à environ 0,3 km en amont du site 4, étaient respectivement de 2,2‰ et −25,6‰. Les C/N valeurs des SPOM des eaux de ruissellement du site 4 (8,5 ± 1,5) et des eaux résiduaires (6,2 ± 0,9) étaient similaires. Collectivement, les résultats suggèrent que les eaux résiduaires des stations d'épuration des eaux usées influencent les valeurs isotopiques stables de SPOM dans le cours d'eau et affectent la tendance de variation d'amont en aval.