Question

Прошу, помогите! Одним из доступных методов определения первичной продукции в водных экосистемах является «метод светлых и темных склянок». Он был предложен российским гидробиологом Георгием Георгиевич Винбергом. Суть метода состоит в следующем. Воду из водоема пропускают через тонкий фильтр, чтобы удалить из нее зоопланктон. При этом более мелкий фитопланктон через этот фильтр проходит. Затем в этой воде определяют исходное содержание кислорода (контроль). После чего воду заливают в одинаковые флаконы из светлого или темного стекла (не пропускающего солнечные лучи), которые опускают в водоем на сутки. Далее во флаконах определяют количество кислорода. Огрубленно можно считать, что в светлых склянках происходят как фотосинтез, так и дыхание, тогда как в темных — только дыхание фитопланктона. Чтобы перейти от выделения кислорода к продукции в форме органического углерода [С], производят пересчёт по уравнению фотосинтеза: 6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2 Найдем соотношение масс всех участников этой химической реакции. Масса 6СО2 = (12+16×2)×6 = 44×6 = 264 г Масса глюкозы С6Н12О6 = 12×6 + 1×12 + 6×16 = 180 г. Из этой массы 12×6 = 72 г приходится на углерод [С] – искомую величину. Масса 6О2 = 16×2×6 = 192 г Таким образом, масса зафиксированного органического углерода меньше, чем масса выделившегося кислорода в 72 : 192 = 0,375 раза ≈ 0,4 раза. При решении примите, что на 1 г выделившегося кислорода приходится 0,4 г фиксированного углерода. Пусть исходная концентрация О2 – 12,03 мг/л, в темной склянке после экспозиции в течение суток О2 – 11,78 мг/л, а в светлой О2 – 16,08 мг/л. Рассчитайте дыхание (О2, мг/л), валовую и чистую продукцию органического вещества в пробе по углероду (С, мг/л), используя при переходе от кислорода к углероду коэффициент 0,4. Внесите полученные значения в поле ответов в виде чисел с точностью до второго знака после запятой. Найти: А. Дыхание:(О2, мг/л). / Б. Валовая продукция: (С, мг/л). /В. Чистая продукция: (С, мг/л).

Answer 1

Чистая продукция = валовая продукция – дыхание

Валовая продукция по кислороду = кислород в светлой склянке - кислород в темной склянке

16,08 (О2 мг/л) – 11,78 (О2 мг/л) = 4,3 (О2 мг/л)

Чтобы рассчитать по углероду надо 4,3 (О2 мг/л) умножить  на 0,4, так как на 1 г выделившегося кислорода приходится 0,4 г фиксированного углерода

4,3 × 0,4 = 1,72(С мг/л)

Дыхание = исходная концентрация О2 - концентрация О2 в темн склянке

12,03 (О2 мг/л) – 11,78 (О2 мг/л) = 0,25 (О2 мг/л)

Чистая продукция = валовая продукция по О2 - дыхание

4,3(О2 мг/л) – 0,25(О2 мг/л) = 4,05 (О2 мг/л)

Чтобы рассчитать по углеродунеобходимо умножить полученное значение на 0,4, так как на 1 г выделившегося кислорода приходится 0,4 г фиксированного углерода.::

4,05 × 0,4 =3,65 (С мг/л)

Ответ Дыхание:0,25 (О2 мг/л)

Валовая продукция:1,72(С мг/л)

Чистая продукция: 3,65 (С мг/л)

Answer 2

Method for Determining Primary Production in Aquatic Ecosystems

The "light and dark bottle method" is a technique used to determine primary production in aquatic ecosystems. It was proposed by Russian hydrobiologist Georgy Georgievich Vinberg. The method involves the following steps:

1. Water from the aquatic environment is passed through a fine filter to remove zooplankton, while allowing smaller phytoplankton to pass through. 2. The initial oxygen content of the filtered water is measured as a control. 3. The water is then poured into identical bottles made of either clear or dark glass (which does not allow sunlight to pass through). 4. These bottles are submerged in the aquatic environment for a period of 24 hours. 5. The oxygen content in the bottles is measured after the incubation period.

The light bottles are assumed to undergo both photosynthesis and respiration, while the dark bottles only undergo respiration by the phytoplankton.

To convert the measurement of oxygen to production in the form of organic carbon [C], the equation for photosynthesis is used:

6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2

Let's calculate the requested values using the given data:

- Initial oxygen concentration (O2) = 12.03 mg/L - Oxygen concentration in the dark bottle after 24 hours (O2) = 11.78 mg/L - Oxygen concentration in the light bottle after 24 hours (O2) = 16.08 mg/L

Calculations:

1. Respiration (O2, mg/L): - Respiration in the dark bottle = Initial oxygen concentration - Oxygen concentration in the dark bottle after 24 hours - Respiration in the dark bottle = 12.03 - 11.78 = 0.25 mg/L - Respiration in the light bottle = Initial oxygen concentration - Oxygen concentration in the light bottle after 24 hours - Respiration in the light bottle = 12.03 - 16.08 = -4.05 mg/L (negative value indicates net oxygen production)

2. Gross Production (C, mg/L): - Gross production in the light bottle = Respiration in the dark bottle * 0.4 (conversion factor) - Gross production in the light bottle = 0.25 * 0.4 = 0.1 mg/L

3. Net Production (C, mg/L): - Net production in the light bottle = Gross production in the light bottle + Respiration in the light bottle - Net production in the light bottle = 0.1 - 4.05 = -3.95 mg/L (negative value indicates net carbon loss)

Results:

A. Respiration (O2, mg/L): 0.25 mg/L B. Gross Production (C, mg/L): 0.1 mg/L C. Net Production (C, mg/L): -3.95 mg/L

Please note that the values are rounded to two decimal places.