实验一水体初级生产力的测定
水质初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法
中华人民共和国行业标准 SL354—2006水质初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法1水质初级生产力测定——“黑白瓶”测氧法1 适用范围本标准规定了在水体中不同深度悬挂可曝光和不可曝光测定初级生产力的装置，经过24h曝光，以测定的溶解氧计算出单位时间、单位水柱日均生产力，作为评价水体富营养化水平的方法。
本标准适用于湖泊、水库、池塘等静水水体以及水流缓和的河流水域中初级生产力的测定。
模拟条件和实验室环境可以等效采用。
2 术语和定义:下列术语和定义适用于本标准。
2.1初级生产力 primary productivity：是指单位面积（或体积）水体在单位时间内生产有机物的能力。
通常指水中初级生产者藻类和光合细菌的光合作用率。
2.2水柱日生产力 productivity at a day on square meter water column：是指每平方米垂直水柱中初级生产者生产有机物的平均日生产力，以 g（O2）/m2·d表示。
2.3“黑白瓶”（black and white bottle）：本标准所指“黑白瓶”是可以进行曝光的（白瓶）和不可曝光的（黑瓶）测定初级生产力的装置。
3 方法原理:水体初级生产力是评价水体富营养化水平的重要指标。
水体初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法是根据水中藻类和其他具有光合作用能力的水生生物，利用光能合成有机物，同时释放氧的生物化学原理，测定初级生产力的方法。
该方法所反映的指标是每平方米垂直水柱的日平均生产力[ g（O2）/m2·d]。
4 试验器具4.1 黑白瓶：容量在250～300ml之间，校准至1ml,可使用具塞、完全透明的温克勒瓶或其他适合的细口玻璃瓶,瓶肩最好是直的。
每个瓶和瓶塞要有相同的编号。
用称量法来测定每个细口瓶的体积。
玻璃瓶用酸洗液浸泡6h后，用蒸馏水清洗干净。
黑瓶可用黑布或用黑漆涂在瓶外进行遮光，使之完全不透光。
4.2 采水器：可使用有机玻璃采水器。
实验01 叶绿素法测定海洋第一性生产力
二、实验原理
• 浮游植物是海洋和湖泊食物链的始端，是水生生 态系统第一性生产力的指标。而浮游植物是通过 叶绿素a进行光合作用的，通常水体中叶绿素a浓 度越高，其第一性生产力的能力也越大。叶绿素a 浓度和水域第一性生产力之间有定量的相关关系， 一般用同化系数来表征，国内外学者通常引用其 经验值3.7mgC/(mg Chla h)，即每mg叶绿素a每 小时能够固定C 3.7mg。因此，只要准确测定水 域中叶绿素a的含量，就能通过同化系数求的其第 一性生产力。
三、材料及设备
• • • • • 抽滤设备及滤纸 丙酮 分光光度计 研钵 其他常规玻璃仪器
四、实验步骤
1、取水100ml，抽滤； 2、将滤纸及其上的绿色物质小心完全转移至 研钵中； 3、加入5ml丙酮后，研磨； 4、将研磨后的溶液小心转移至刻度试管中， 用少量丙酮洗涤1-2次，洗涤液也转移至试 管中，最后用丙酮定容至10ml； 5、分别测定叶绿素丙酮溶液在750、664、 647、630nm处的吸光值A；
应用下式计算水样叶绿素a浓度： Chla=[11.85(A664-A750)-15.4(A647A750)-0.8(A630-A750)]V’/V
单位：Chla——叶绿素含量，mg/m3； V’——丙酮溶液定容量，ml； V——取过滤水量，L。
水生生态系统第一性生产力计算： W=R*Chla
W：水域第一性生产力，单位mgC/m3 h R：同化系数，3.7mgC/(mg Chla h)
五、思考题
• 一般来讲，我们应用此法测定的叶绿素浓 度是偏大还是偏小？为什么？ • 简要说明分别在750、664、647、630nm 处测定的意义。
水样COD.BOD.氨氮等指标的测定方法
实验一水体初级生产力的BOD测定一、实验目的1、了解研究水生生态系统初级生产力的重要意义和方法2、掌握黑白瓶测氧法测定水生生态系统初级生产力的方法及其基本原理。
3、学习利用水生生态系统初级生产力评价水体生产性能或生态环境质量。
二、实验原理初级生产力是自养生物在单位时间、单位空间内合成有机物质或固定能量的数量，是生态系统生物生产力的重要基础和生态系统最基本、最重要的功能之一。
在许多水生生态系统中，浮游植物是水体自养生物的主要组成部分，其初级生产过程是碳、氧、磷等生源要素的生物地球化学循环和水生生态系统的能量流、物质流的基础，影响到水体生物资源量的变动及生态系统结构和功能。
因此，研究浮游植物的初级生产力，对于评价水体生产性能、营养水平和能流与物质转化效率、制定渔业发展战略、合理开发水体生物资源、进行水体环境质量监测及生物资源保护等方面均有重要的理论和实践意义。
目前常用的测定浮游植物初级生产力的方法有黑白瓶测氧法、叶绿素法、同位素法、营养盐类平衡法等。
黑白瓶测氧法：通过测定水中溶解氧的变化，间接计算有机物的生产量，是黑白瓶法的基本原理。
黑瓶指完全不透光的玻璃瓶（可套上黑布袋或用其它方法使其完全不透光），而白瓶则可充分透光。
当将装有浮游生物样品的密封的黑、白瓶同时悬挂于水中特定深度曝光时，黑瓶中的浮游植物由于得不到光照，只能进行呼吸作用，瓶中的溶解氧将会减少，与此同时，白瓶中的浮游植物在光照条件下，光合作用与呼吸作用同时进行，瓶中的溶氧量一般会明显增加。
假定光照条件下与黑暗条件下的呼吸强度相等，就可以根据挂瓶曝光期间内黑、白瓶中的溶解氧变化计算出光合作用与呼吸作用的强度。
根据光合作用方程式：2817.72KJ6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2+ 6H2O叶绿素氧生成量与有机质生成量之间存在一定的当量关系，因此可计算出浮游植物有机物质生产量。
需要指出的是，在11℃~12℃之间，细菌耗氧量往往可达到总呼吸量的40%~60%，因此黑白瓶测氧法的计算结果常常低估了植物的生成量。
水生生态系统初级生产力的测定——叶绿素法
华南师范大学实验报告学生姓名刘璐学号20082501055专业年级、班级课程名称实验项目水生生态系统初级生产力的测定——叶绿素法实验类型验证设计综合实验时间2011年 3 月28 日实验指导老师实验评分水生生态系统初级生产力的测定——叶绿素法一、实验目的以叶绿素法为例学习测定水体生产力的原理和方法二、实验原理叶绿素a是植物光合作用的重要光和色素。
在一定的光照强度下，叶绿素a的含量与光合作用强度之间存在密切关系，因此叶绿素a的含量是水生生态系统初级生产力的重要指标。
同时叶绿素a的含量的测定，也可用于水体富营养化水平的评价，是水质检测的常规项目。
浮游植物叶绿素的测定方法常用分光光度法。
初级生产力Ps=C a·Q（Q=3.7）三、方法和步骤1、水体透明度的观测：透明度盘2、水样采集与保存：采集华南师范大学情人湖的表层水样（1m以内）注入水样瓶中。
马上带回实验室进行抽滤。
3、抽滤：在抽滤器上装好乙酸纤维滤膜，倒入定量体积（500mL）的水样进行抽滤。
水样抽完后，继续抽1-2min，以减少滤膜上的水分。
4、提取：将载有浮游植物样品的滤膜放入研钵中，加入少量碳酸镁粉末及2-3mL90%丙酮，充分研磨，提取叶绿素a 。
将研磨后的匀浆物移入离心管中，用离心机（3000r/min）离心10min。
将上清液移入10mL的容量瓶中。
再用2-3mL90%丙酮，继续研磨提取，离心10min，并将上清液转入容量瓶中。
重复1-2次后，在用90%丙酮定容为10mL，摇匀。
5、光密度测定：将上清液在分光光度计上，用1cm光程的比色皿，分别读取750nm、663nm、645nm、630nm波长的吸光度，并以90%丙酮作空白吸光度测定，对样品吸光度进行校正。
其中，750nm的光密度用作校正样品的浑浊度，而663nm、645nm、630nm吸光度则用以测定叶绿素a 。
6、计算1）叶绿素a含量的计算按如下公式计算：叶绿素a（mg/L）=[11.64×(D663-D750)-2.16×(D645-D750)+0.10×(D630-D750)]·V1V·δ式中，D为吸光度；V1为提取液定容后的体积（V1=10mL）；V为抽滤水样体积（V=0.5L）；δ为比色皿光程（δ=10mm）。
实验一水体初级生产力的测定
实验一水体初级生产力的测定引言水体初级生产力是指在单位时间内，水体中植物光合作用所固定的能量量。
测定水体初级生产力可以帮助我们了解水体的生态系统功能，评估水体营养状态，以及推断水体中底栖生物的生态条件。
本实验旨在通过测量水样中叶绿素a的含量，来间接估算水体的初级生产力。
实验原理在水体中，叶绿素a是植物光合作用的一个重要指标。
叶绿素a的含量与水体中光合有机物的生产能力密切相关。
叶绿素a可以通过比色法测定。
比色法是利用叶绿素a在酸性条件下，在特定波长下的吸光度与其浓度成正比的特性进行测定的。
实验步骤1.准备工作：收集需要测定的水样，并将其尽快带回实验室进行测定。
将水样分装到适量的试管中，保证每个试管中的水样量相同。
2.叶绿素提取：将每个试管中的水样进行叶绿素提取。
将每个试管中的水样加入适量的乙醇，并用搅拌棒充分搅拌，使叶绿素溶解在乙醇中。
然后，用玻璃棒轻轻刮取试管内壁，使溶液更加均匀。
3.比色测定：将提取好的溶液转移到透明的比色皿中。
使用分光光度计，在波长为665nm的条件下，测定溶液的吸光度。
记录下每个溶液的吸光度值。
4.统计分析：根据吸光度值，利用标准曲线，计算出每个水样中叶绿素a的含量。
进而推算出水体的初级生产力。
注意事项1.在进行叶绿素提取时，要注意操作规范，避免溶液的污染。
2.在使用分光光度计进行测定时，要保证比色皿的干净和透明度。
3.要保持实验条件的一致性，比如光照强度、温度等。
4.在处理数据时，要注意使用正确的单位进行计算。
实验结果与分析根据实验所得的数据，我们计算出了每个水样中叶绿素a的含量，并推算出了水体的初级生产力。
在对实验结果进行分析时，我们可以比较不同水体的初级生产力，评估其水质状况。
初级生产力较高的水体通常具有较好的生态系统功能，丰富的营养物质和充足的光照条件。
相反，初级生产力较低的水体可能存在水质污染或生态系统破坏的问题。
结论通过测定水样中叶绿素a的含量，我们可以间接估算出水体的初级生产力。
formal-实验7-水体生态系统初级生产量的测定
浙江师范大学生化学院
实验原理
“黑白瓶”测氧法：根据水中浮游植物和其他光合生物，利用光 黑白瓶”测氧法：根据水中浮游植物和其他光合生物， 黑白瓶 浮游植物和其他光合生物 能合成有机物，同时释放氧的原理，测定其初级生产力的方法。 能合成有机物，同时释放氧的原理，测定其初级生产力的方法。 将注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光一定时间后， 将注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光一定时间后， 白瓶 悬挂在采水深度处 黑瓶：只进行呼吸作用，瓶内的氧气逐渐减少 黑瓶：只进行呼吸作用，瓶内的氧气逐渐减少 （D） 呼吸作用 ） 白瓶：进行呼吸作用、光合作用（为主），瓶内氧气增加 白瓶：进行呼吸作用、光合作用（为主），瓶内氧气增加 （L） 呼吸作用 ），瓶内 ） 假定光照条件下与黑暗条件下，生物的呼吸强度相等， 假定光照条件下与黑暗条件下，生物的呼吸强度相等，白瓶黑瓶 光照条件下与黑暗条件下 的初始溶氧为I， 的初始溶氧为 ， 单位： 呼吸量为I-D；净光合量 ；总光合量为 ） 呼吸量为 ；净光合量L-I；总光合量为L-D （单位：mg/L·d）
浙江师范大学生化学院
实验 八 水体生态系统初级生产量的测定
一、实验目的和要求
1、以黑-白瓶法为例，学习测定水体初级生产力 、 白瓶法为例 白瓶法为例， 的原理和操作过程。 原理和操作过程。 过程 2、学习估算水体初级生产力方法，为评价水体 、学习估算水体初级生产力方法， 生产性能做准备。 生产性能做准备。
1. 测定工作最好在晴天进行。 测定工作最好在晴天进行。 2. 此方法常常因忽略细菌对氧的消耗，而低估了浮游 此方法常常因忽略细菌对氧的消耗， 低估了浮游 植物的初级生产量。 植物的初级生产量。 3. 如遇到光合作用很强时，形成过饱和氧很多，在瓶 如遇到光合作用很强时，形成过饱和氧很多， 中产生大的氧气泡不能放掉 可将瓶略微倾斜， 氧气泡不能放掉， 中产生大的氧气泡不能放掉，可将瓶略微倾斜，小 心打开瓶塞加入固定液，再盖上瓶盖充分摇动， 心打开瓶塞加入固定液，再盖上瓶盖充分摇动，使 氧气充分固定下来。 氧气充分固定下来。 4.每个样瓶至少滴定两次，两次滴定用量误差不超过 每个样瓶至少滴定两次， 每个样瓶至少滴定两次 0.05mg(0.01mol/L的Na2S2O3)。 的 。
指水生植物进行光合作用的强度的测定实验PPT(19张)
Ⅰ 叶绿素a的测定
四、环境标准
叶绿索a含量 （mg/m3）
<4 4～10 10～50 >50
营养类型
贫营养型 中营养型 富营养型 高度富营养型
Ⅰ 叶绿素a的测定
指标
总N （mg/L）
总P(mg/L)
贫营养 < 0.1 < 0.001
BOD(mg/L) < 1
水色
蓝绿色
中营养
0.1～0.3 0.001～
•
2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。
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3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。
•
4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。
•
3.提取：取出滤膜折叠→移入刻度离心管→加90%的丙酮 至10mL→充分振荡，放入冰箱避光24h
Ⅰ 叶绿素a的测定
4.离心：第二天取出离心管→3500r/min离心10min
5. 测定吸光度：将上清液在分光光度计上，用1cm光程的比 色皿，分别读取 750nm、663nm、645nm、630nm波长的吸光 度，并以90%的丙酮作空白测定吸光度
•
9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。
•
10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。
•
11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。
•
12、女人，要么有美貌，要么有智慧，如果两者你都不占绝对优势，那你就选择善良。
《生物监测》教学课件—02水体初级生产力的测定
最高日产量 g O2/m2 0.5～1
1～2.5 2.5～7.5 >7.5
1、溶解氧的固定
2、析出碘:加入2.0ml浓硫酸，完全溶解后，放在 暗处静置5分钟
3、滴定：用吸管吸取100ml上述溶液，注入 250ml锥形瓶中，用0.025mol/L硫代硫酸钠标准 溶液滴定至溶液微黄色，加入1ml淀粉溶液，继 续滴定至蓝色恰好褪去。
任务二 黑白瓶测氧法
二、测定方法和步骤
1. 采水与挂瓶 2. 溶解氧的固定与分析 曝光结束，立即取出黑瓶和白瓶，加入MnSO4和碱性碘化 钾进行固定，充分摇匀后，测定溶氧量。
任务二 黑白瓶测氧法
三、计算方法
各挂瓶水层日生产量（mgO2/L）的计算 总生产量＝白瓶溶解氧一黑瓶溶解氧 净生产量=白瓶溶解氧一原始瓶溶解氧 呼吸量＝原始瓶溶解氧一黑瓶溶解氧
生物监测
项目二 水体初级生产力的测定 任务一 叶绿素a监测法
测定意义 测定原理 测定方法和步骤 计算方法 环境标准
项目二 水体初级生产力的测定
水体初级生产力：指水生植物（主要 是浮游植物）进行光合作用的强度。
任务一 叶绿素a的测定
一、测定意义
1.是水中浮游植物生物量的指标 2.直接反映水体富营养化的程度
总P(mg/L)
BOD(mg/L )
水色
< 0.001 <1
蓝绿色
0.1～0.3 0.001～
0.01 1～10
绿色
富营养 > 0.3 > 0.01 > 10 黄绿色
经济合作与发展组织（OECD）提出富营养湖的几项指 标量为：平均总磷浓度大于0.035mg/l；平均叶绿素浓度 大于0.008mg/l；平均透明度小于3m
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追求卓越，让自己更好，向上而生。2020年12月8日 星期二 上午2时17分20秒02:17:2020.12.8
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年12月 上午2时 17分20.12.802:17Dec ember 8, 2020
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重规矩，严要求，少危险。2020年12月8日星 期二2时17分20秒02:17:208 December 2020
Ⅱ 黑白瓶测氧法
二、测定方法和步骤
1. 采水与挂瓶 2. 溶解氧的固定与分析 曝光结束，立即取出黑瓶和白瓶，加入MnSO4和碱性碘化 钾进行固定，充分摇匀后，测定溶氧量。
Ⅱ 黑白瓶测氧法
三、计算方法
各挂瓶水层日生产量（mgO2/L）的计算 总生产量＝白瓶溶解氧一黑瓶溶解氧 净生产量=白瓶溶解氧一原始瓶溶解氧 呼吸量＝原始瓶溶解氧一黑瓶溶解氧 毫克/升·日（mg/L·d）
每平方米水面下各水层 日 生产量（mg/m2·d）
Ⅱ 黑白瓶测氧法
四、质量保证与质量控制 五、环境标准
营养类型 贫营养型和低产湖
中营养型 富营养型 高度富营养型
最高日产量 gO2/m2 0.5～1
1～2.5 2.5～7.5 >7.5
实验二：水生态系统观察与分析
一、实验内容
• 水生态系统的组成、结构，水生态系统的 物质和能量动态。
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午2时17分20秒 上午2时17分02:17:2020.12.8
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每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.12.820.12.802:1702:17:2002:17:20Dec- 20
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务实，奋斗，成就，成功。2020年12月8日星 期二2时17分20秒Tuesday, December 08, 2020
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踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就 未来。20.12.820.12.8Tuesday, December 08, 2020
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弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。02:17:2002:17:2002:1712/8/2020 2:17:20 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.802:17:2002:17Dec -208-D ec-20
Ⅰ 叶绿素a的测定
四、计算方法
叶绿素a=
[11.64(D663
D750 )
2.16(D645 V
D750 )
•
0.10(D630
D750 )] V1
(mg
/
m3 )
V--水样体积（L） V1--定容体积（mL） D --吸光度 δ--比色皿厚度（cm）
Ⅰ 叶绿素a的测定
四、环境标准
叶绿索a含量 （mg/m3）
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抓住每一次机会不能轻易流失，这样 我们才 能真正 强大。20.12.82020年12月8日 星期二 2时17分20秒20.12.8
谢谢大家！
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重于泰山，轻于鸿毛。02:17:2002:17:2002:17Tuesday, December 08, 2020
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不可麻痹大意，要防微杜渐。20.12.820.12.802:17:2002:17:20December 8, 2020
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加强自身建设，增强个人的休养。2020年12月8日上 午2时17分20.12.820.12.8
实验一：水体初级生产力的测定
水体初级生产力：指水生植物（主要 是浮游植物）进行光合作用的强度。
Ⅰ 叶绿素a的测定
一、测定意义
1.是水中浮游植物生物量的指标
2.直接反映水体富营养化的程度
二、测定原理
叶绿素a是有机物，不溶于水，但能溶于丙酮、乙醇等有 机溶剂。要用机械方法使细胞破碎，把叶绿素a从细胞中提 取出来。
在测定过程中先用醋酸纤维滤膜抽滤水样，然后破碎细 胞，用90%丙硐提取叶绿素a，再用分光光度计测叶绿素a 的吸光度，最后利用公式计算叶绿素a的含量。
Ⅰ 叶绿素a的测定
三、测定方法和步骤
❖1.水样的采集与保存 求索溪：采样500mL； 莲心湖：300mL
❖2. 过滤水样：用真空抽滤装置，可添加0.2mLMgCO3悬液
Ⅱ 黑白瓶测氧法
每平方米水柱日生产力的计算
水层 （m）
0.0～0.5
1 m2水面下水层 体积（L/m2）
0.5～1.0
1. 0～2.0
2.0～3.0
3.0～4.0
0.0～4.0
每层段每升平均 日 产量（mg/L）
24 3 2
42 3 2
2 1 1.5 2
1 0.5 0.75 2
0.5 0 0.25 2
四、观察内容与方法
3、生态系统的结构 • 垂直结构（从水面 水底）： • 水平结构（从塘边 中央）： 4、生态系统的物质输入和输出 • 物质输入： • 物质输出： 5、生态系统的能量输入和输出 • 能量输入： • 能量输出：
五、作业
• 整理观察与分析结果，提交实验报告。 课后思考与联系 • 试设计一个微型的正常运行的生态系统。
<4 4～10 10～50 >50
营养类型
贫营养型 中营养型 富营养型 高度富营养型
Ⅰ 叶绿素a的测定
指标
贫营养
总N（mg/L） < 0.1
总P(mg/L) < 0.001
BOD(mg/L) < 1
水色
蓝绿色
中营养
0.1～0.3 0.001～
0.01 1～10
绿色
富营养 > 0.3 > 0.01 > 10 黄绿色
二、目的要求
• 通过实验，深刻理解生态系统的概念，掌 握生态系统观察与分析的基本方法。
三、实验地点
• 学校莲心湖。
四、观察内容与方法
• 根据生态系统的概念，观察对象是否一个 生态系统？如果是，观察分析：
1、生态系统的边界的确定（边界的确定以系 统内外区别明显和利于研究为原则）；
2、生态系统的组成 • 生产者： • 消费者： • 还原者：
Ⅱ 黑白瓶测氧法
一、测定原理采水深度处，曝光24 小时，黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用， 因此黑瓶中的溶解氧就会减少；
而白瓶完全曝露在光下，瓶中的浮游植物可进行光合作用， 因此白瓶中的溶解氧量一般会增加。因此，通过黑白瓶间溶 解氧量的变化，就可估算出水体的生产力。
❖3.提取：取出滤膜折叠→移入刻度离心管→加90%的丙酮 至10mL→充分振荡，放入冰箱避光24h
Ⅰ 叶绿素a的测定
❖4.离心：第二天取出离心管→3500r/min离心10min
❖5. 测定吸光度：将上清液在分光光度计上，用1cm光程的比 色皿，分别读取 750nm、663nm、645nm、630nm波长的吸光 度，并以90%的丙酮作空白测定吸光度