侯金波　陈培培　伍艾琪　杨柳君

摘 要：氧化石墨烯（GO）作为锂电池负极材料的元素之一，使用范围十分广泛。但是在使用后，将会带来一定的环境污染，对土壤中的细菌和固氮菌量具有一定的影响。本研究将不同浓度的氧化石墨烯放入土壤中进行测试，结果表明：氧化石墨烯会明显的增加土壤中细菌和固氮菌的数量。

关键词：氧化石墨烯;土壤测试;固氮菌量

作为应用前景广泛的氧化石墨烯，由于其独特的吸附能力，可能会对环境产生一定的威胁，因此，研究氧化石墨烯对土壤中细菌和固氮菌量的影响是广大学者研究的关注点之一，对其进行研究具有重要现实意义。

1 氧化石墨烯的基本构造与其应用

1.1 氧化石墨烯（GO）

氧化石墨烯（GO）在近几年的开发与研究试验中应用广泛，得到了广大研究人员的高度重视。其结构主要为片状结构，与石墨烯具有一定的相似度。但不同于传统的膨胀石墨烯，氧化石墨烯的基本构造中片层结构具有含氧基团，这一含氧基团的存在，有效地扩大了氧化石墨烯的制备与使用范围。

1.2 氧化石墨烯对土壤的影响

氧化石墨烯在进入土壤后，会对土壤产生一定的影响。在本次试验中发现，氧化石墨烯利用片层结构的表面积较大、散水性能好的特点，进入土壤后会形成增效肥。该增效肥的大量进入，将会影响土壤本身的理化性质，从而导致土壤的不可修复。相关学者表明，氧化石墨烯在土壤中所带来的变化将会在一定时间内得到平衡。此外，由于其片层结构和良好的散水性能，氧化石墨烯在进入土壤后，可以加快水分的传输速度，促進植物根系对土壤水分的吸收，使得植物的生长速度远高于原有生长速度，同时，由于其散水性能优异的特点，氧化石墨烯在进入土壤中后，会随着土壤理化性质不断变化，将会给土壤和地下水带来一定的影响。

1.3 氧化石墨烯对微生物的影响

土壤中的微生物较多，是土壤的天然有机物质之一，对土壤的改进和修复具有重要作用。因此，对微生物进行研究，有利于了解微生物对土壤的作用，从而为环境的改善和农作物的生长提供一定的保障。而氧化石墨烯在进入土壤后，将会对土壤中的微生物带来一定的影响。目前，我国对氧化石墨烯的研究正处于探索阶段，其对微生物影响的相关研究也是未来具有较大前景的科研项目之一。

2 试验阶段

2.1 试验试剂和仪器

本次试验采用了牛肉膏、氯化钠、琼脂、氢氧化钠、硫酸镁、碳酸钙等试验原料，试验原料的选取均具有前人经验并经检验合格，且试验试剂的质量均能够满足试验需求，并达到国家的相关标准。本次试验采用的试验仪器有全自动生化培养箱、数显恒温水浴锅、立压式压力蒸汽灭菌锅、电子天平等，试验仪器来自国家知名公司，并设置了相关备用仪器，该系列仪器设备的有效使用，保证了试验的顺利进行以及试验结果的科学性与合理性。

2.2 试验过程

本次试验模拟在室内展开，将制备的不同浓度氧化石墨烯放入土壤中进行培养，共培养20d。同时，在培养的第1d、5d、7d、20d对培育的土壤进行微生物测试，主要有以下几个步骤：

第一步，选取容量为1L的玻璃烧杯，将500g土壤放置于烧杯中，并加入不同浓度的氧化石墨烯，为了保证试验的合理性，每种浓度的氧化石墨烯准备三份烧杯进行试验，制备完成后放入25℃的培养箱中进行培养，在培养的过程中，应时刻注意氧化石墨烯的土壤含水量，在含水量不足时予以调节与补充，在既定的计划时间对土壤进行微生物的测试;第二步，对土壤中的细菌和固氮菌进行测试。首先自行配置细菌和固氮菌培养基，并在不同的时间内对配置液进行稀释，将稀释好的菌液放置在培养基中进行培养，并在既定的计划天数内测定土壤中的含菌总量，记录试验数据。

2.3 结论与展望

2.3.1 试验结论

本次试验通过采用四种不同浓度的氧化石墨烯对土壤中的细菌和固氮菌量进行测试，试验包括仪器的选取和培养菌的制备。试验表明，不同浓度的氧化石墨烯对土壤的作用也不同，随着时间的变化，氧化石墨烯对土壤中细菌和固氮菌量的提升均有促进作用，其中浓度为30mg/kg的氧化石墨烯对土壤中的细菌等微生物促进作用最高，其次，在不同浓度的氧化石墨烯对土壤的作用进行测试时，均表明在第七天氧化石墨烯对细菌和固氮菌量的促进作用最明显。

2.3.2 展望

本次试验在室内进行，是模拟试验的形式之一，在氧化石墨烯的浓度设置和制备细菌和固氮菌培养基的考量上均有一定的缺陷，与大自然的实际土壤存在一定的差距。因此，本研究的相关试验还需较大的改进，应与大自然的实际土壤相贴近才能够更好地代表试验结果的科学性与合理性。

综上所述，作为应用前景十分广泛的氧化石墨烯，研究、了解其化学性能和物理性能必不可少，只有充分把握氧化石墨烯的结构和潜在风险，才能够真正更好的利用氧化石墨烯开发新事物、创造新技术。因此，本研究分析了氧化石墨烯的基本结构及其应用，进行了相关测试。试验结果表明，氧化石墨烯对土壤的细菌和固氮菌量均有明显的促进作用，在后续的工作开展中将会对土壤的仿真性进行精化，以实现试验的最佳效果。

参考文献：

[1]张宁，王海雁.氧化石墨烯对土壤中细菌和固氮菌量的影响[J].轻工科技，2019，35（08）：42-43.

[2]杨震.氧化石墨烯在土壤中的环境行为及生物效应[D].北京：北京化工大学，2017.