氧化石墨烯在土壤中的環(huán)境行為及生物效應(yīng).pdf

1、隨著石墨烯類物質(zhì)的規(guī)?；a(chǎn)及應(yīng)用，其不可避免地會(huì)進(jìn)入環(huán)境，這可能會(huì)帶來一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。氧化石墨烯(GO)是石墨烯系列物質(zhì)中目前應(yīng)用最廣、前景最好的代表性物質(zhì)，研究GO的環(huán)境行為及生物效應(yīng)，對(duì)科學(xué)客觀評(píng)價(jià)石墨烯類物質(zhì)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)有重要的意義。此外，基于GO的大比表面積和強(qiáng)吸附能力，非常有必要探索GO對(duì)土壤中現(xiàn)有污染物環(huán)境效應(yīng)的影響，以便全面評(píng)價(jià)GO乃至石墨烯系列物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。因此，本論文研究了GO在土壤上的吸附解吸行為及影響因素，

2、研究了GO單獨(dú)或與Cd共存對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、生物量和生物酶活性的影響。
　　氧化石墨烯在土壤中的環(huán)境行為實(shí)驗(yàn)表明:土壤（有機(jī)質(zhì)4.05％）對(duì)GO的吸附在前12h快速增加，然后增速顯著下降，16h達(dá)到吸附平衡;GO在土壤中的吸附行為受土壤有機(jī)質(zhì)含量、陽離子的影響。高(4.05％)、中(2.78％)、低(1.01％)有機(jī)質(zhì)的土壤對(duì)氧化石墨烯的吸附率分別為82.25％、70.12％、62.51％，三種土壤對(duì)氧化石墨烯的吸附動(dòng)力學(xué)模型

3、更符合二階動(dòng)力學(xué)方程，最大的理論飽和吸附量分別為3.629mg·g-1、3.2851mg·g-1、3.1556mg·g-1，吸附速率常數(shù)分別為0.098min-1、0.091min-1、0.052min-1，表明土壤對(duì)GO的吸附率、最大理論飽和吸附量、吸附速率隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量的下降均呈下降趨勢。土壤鈉離子增加2.5mol·L-1（有機(jī)質(zhì)4.05％）導(dǎo)致土壤對(duì)GO的吸附率下降46.02％。
　　氧化石墨烯對(duì)土壤生物酶活性的影響實(shí)驗(yàn)

4、表明:GO影響土壤脲酶與磷酸酶活性，且影響大小隨GO濃度變化而不同(1)脲酶:在試驗(yàn)周期內(nèi)，500mg·kg-1GO顯著促進(jìn)了脲酶的活性，最大提高26.47％，;而1000、2000mg·kg-1GO表現(xiàn)出現(xiàn)先抑制后促進(jìn)的趨勢，最大抑制率分別為11.50％、14.59％，最大促進(jìn)率分別為23.31％、26.47％。GO與Cd共存實(shí)驗(yàn)組對(duì)脲酶的活性有顯著的抑制作用，當(dāng)培養(yǎng)至23天，Cd20與GO2000對(duì)脲酶活性的抑制最強(qiáng)，抑制率為26.

5、47％。(2)磷酸酶:在試驗(yàn)周期內(nèi)，500、1000mg·kg-1GO對(duì)土壤磷酸酶表現(xiàn)出先抑制后促進(jìn)的現(xiàn)象，最大抑制率分別為6.09％、6.27％，最大促進(jìn)率分別為10.21％、13.69％;2000mg·kg-1GO對(duì)土壤磷酸酶活性有促進(jìn)作用，最大促進(jìn)率為21.04％。GO與Cd共存對(duì)土壤磷酸酶有抑制作用，Cd20與GO500對(duì)脲酶活性的抑制最強(qiáng)，抑制率為35.81％。
　　氧化石墨烯對(duì)土壤微生物影響的實(shí)驗(yàn)表明:GO進(jìn)入土壤后，

6、培養(yǎng)的第2天低濃度GO(500mg·kg-1)不會(huì)對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，但隨著時(shí)間的延長，500、1000mg·kg-1GO均會(huì)影響微生物的群落結(jié)構(gòu)，2000mg·kg-1GO始終會(huì)顯著改變微生物的群落結(jié)構(gòu)。GO與Cd共存會(huì)快速對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，但隨著時(shí)間的延長共存實(shí)驗(yàn)組對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響下降。GO單獨(dú)或與鎘共存會(huì)影響微生物生物量的變化，革蘭氏陽性細(xì)菌、革蘭氏陰性細(xì)菌及放線菌對(duì)GO較敏感，隨著GO濃度的改變?nèi)惥惓?/p>