一種采用氧化石墨烯增進(jìn)草坪堆肥基質(zhì)酶活性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用氧化石墨烯增進(jìn)草坪堆肥基質(zhì)酶活性的方法，它是采用塑料盆裝土壤1500 g，每盆添加50 g生活垃圾堆肥，與土壤組配成草坪建植基質(zhì)；碳納米材料石墨烯、氧化石墨烯和碳納米管均按土壤質(zhì)量的1%（w/w）比例添加，以不添加碳納米材料的處理為對(duì)照，每盆播入草坪植物高羊茅種子5 g，試驗(yàn)于室內(nèi)進(jìn)行，整個(gè)試驗(yàn)歷時(shí)130 d，于第65 d割第一茬草測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：添加氧化石墨烯后草坪基脫氫酶活性的活性提高幅度為30.9%。該方法為碳納米材料應(yīng)用于草坪生態(tài)建植提供了技術(shù)支撐。
【專利說明】
一種采用氧化石墨烯増進(jìn)草坪堆肥基質(zhì)酶活性的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采用氧化石墨烯增進(jìn)草坪堆肥基質(zhì)酶活 性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在21世紀(jì)，納米材料現(xiàn)已成為中極具發(fā)展前途的材料之一，據(jù)估計(jì)，市面上現(xiàn)已有 超過800種的含納米材料的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。其中，碳納米材料是一類具有重要 應(yīng)用價(jià)值的納米材料，僅從2009年至2010年期間，全球的碳納米材料從2190 t上升至4065 t。目前，受到比較多關(guān)注的碳納米材料有石墨烯，氧化石墨烯和碳納米管等。石墨烯是近些 年來新興的一種碳納米材料，是由sp2雜化的C原子六邊形排列而形成的蜂窩狀二維平面結(jié) 構(gòu)材料，2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)就頒給了對(duì)石墨烯進(jìn)行卓越研究的科學(xué)家。氧化石墨烯是 石墨烯的衍生物，其表面有多種基團(tuán)。石墨烯表面具有的含氧基團(tuán)有利于其親水性，且含氧 基團(tuán)能夠與重金屬發(fā)生作用。碳納米管是指石墨烯片層卷成的無縫的中空管體，其管身是 由碳六邊形構(gòu)成，sp2雜化是C原子主要雜化形式，同時(shí)也會(huì)混有sp3雜化。碳納米材料的性 質(zhì)與其的結(jié)構(gòu)關(guān)系緊密，主要表現(xiàn)在電學(xué)和機(jī)械性質(zhì)及很好的吸附性能等等，現(xiàn)被廣泛應(yīng) 用在材料、生物醫(yī)學(xué)、能源和環(huán)境等多領(lǐng)域。作為吸附材料，其在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域中污染物的 吸附與鈍化中作用顯著。
[0003] 現(xiàn)如今，人類正面臨著造成了能源過度消耗、環(huán)境污染和全球變暖等諸多問題，其 中重金屬礦物的大量使用，使人類面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)。重金屬離子毒性大、在環(huán)境中長(zhǎng)期分散 存在，在食物鏈中由于富集作用，其危害被放大，且并不易被生物代謝，進(jìn)而威脅人類健康。 如何解決重金屬問題一直引人關(guān)注。碳納米材料因?yàn)榫哂谐弑缺砻娣e等性質(zhì)，在進(jìn)行吸 附作用的時(shí)候有高的反應(yīng)效率并且作用效果明顯，一直受到重視。有研究不同條件下氧化 石墨烯對(duì)水體中Pb(n)富集率的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度在60°C的時(shí)候，富集率達(dá)1850 mg/g;有 人曾使用被次氯酸鈉處理后的單層碳納米管和多層碳納米管富集水體中的Zn2+，發(fā)現(xiàn)在pH= 7、t=25°C條件下吸附容量分別是43.66和32.68 mg/g;通過引入-SH修飾氧化石墨，提高了 其親水性與吸附性能；而制備了 GNSPF6材料，發(fā)現(xiàn)其對(duì)Pb2+和Cd2+吸附效果良好，分別可達(dá) 406.6 mg/g和73.42 mg/g。
[0004] 土壤酶是存在于土壤中的各類酶的總稱，目前已發(fā)現(xiàn)的約有60種，來源于植物根 系、動(dòng)物和微生物的分泌釋放。土壤中各種生物化學(xué)過程之所以可持續(xù)發(fā)生，就得益于土壤 酶的積極參與，由于其活性與土壤理化性質(zhì)等密切相關(guān)，所以一直可作為評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的 重要指標(biāo)。土壤酶，是土壤的生物催化劑，在陸地生態(tài)系統(tǒng)中具有重要作用，參與了土壤中 全部的生物化學(xué)過程，例如有機(jī)質(zhì)的分解及養(yǎng)分的循環(huán)等。土壤酶活性代表了土壤代謝的 情況，也可以反映出養(yǎng)分情況的變化情況，是評(píng)價(jià)土壤肥力和土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)。此外， 土壤酶活性對(duì)土壤受干擾程度響應(yīng)敏感，可反映不同情況下的土壤質(zhì)量變化，進(jìn)而評(píng)價(jià)土 壤管理措施是否合理安全。
[0005] 以前研究者對(duì)土壤酶的關(guān)注主要關(guān)注在肥力方面，后來因?yàn)榄h(huán)境問題的不斷出 現(xiàn)，土壤酶在關(guān)于重金屬的一些問題上受到了矚目。目前的研究包括作物和污染物的治理 等，主要涉及的土壤酶有蛋白酶、過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶等。研究人員以玉米試 驗(yàn)材料，研究碳納米材料對(duì)作物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用機(jī)制，結(jié)果表明納米碳材料對(duì)土壤酶的活 性及玉米根系活力具有促進(jìn)作用。
[0006] 城市生活垃圾是指城市的居民在日常生活當(dāng)中一般被丟棄的各種固體廢棄物的 總稱，其主要包括地灰、商業(yè)垃圾及集市垃圾、廚余垃圾等。在中國(guó)，隨著城市迅速發(fā)展，城 市的生活垃圾產(chǎn)量也增多，垃圾成分的更復(fù)雜也造成了環(huán)境問題更復(fù)雜，在現(xiàn)在已經(jīng)成為 來當(dāng)今社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)之一。垃圾既是廢棄物又是可利用的特殊資源，因此垃圾的資 源化利用受到了廣泛的重視。若將垃圾合理處置，可節(jié)約能源、減少污染并有利于經(jīng)濟(jì)發(fā) 展，倘若處置不當(dāng)，則會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危機(jī)。在國(guó)內(nèi)外，垃圾成分、自然條件、能源結(jié)構(gòu)、經(jīng) 濟(jì)發(fā)展水平和傳統(tǒng)習(xí)慣的差異造成了并沒有統(tǒng)一處理垃圾的處理方法。目前，我國(guó)進(jìn)行生 活垃圾處理的方式主要包括焚燒、填埋和堆肥等。其中焚燒處理所占比例約為2%，所需運(yùn)行 成本較為龐大，且焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生粉塵、有毒有害氣體、重金屬等污染物，進(jìn)一步造成二 次污染。衛(wèi)生填埋大多不符合標(biāo)準(zhǔn)，且會(huì)占據(jù)大量土地資源，被利用的土地較短時(shí)間內(nèi)并不 能恢復(fù)到原來的用途，致使土地資源嚴(yán)重浪費(fèi)。堆肥化處理垃圾是目前被廣泛使用且可資 源化利用堆肥的途徑。堆肥化的垃圾可以實(shí)現(xiàn)垃圾從自然來再返回到自然，可達(dá)到處理廢 物和改良土壤等多個(gè)目的，此外，其終端產(chǎn)物是有機(jī)肥料，可在農(nóng)業(yè)、草業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)中發(fā) 揮潛力。
[0007] 草坪體系是集多種功能于一體的生態(tài)工程，具有觀賞與美化的效果，并能供人娛 樂、休閑及適度的運(yùn)動(dòng)，是城市復(fù)合綠化的重要組成部分。草坪建植體系可改善居民生活質(zhì) 量，如凈化空氣、降低噪聲等，也起到吸引外資、促進(jìn)城市旅游業(yè)的發(fā)展等作用，對(duì)城市生活 的各個(gè)方面都具有重要作用，愈來愈受到人們的重視。一般來說，如果要進(jìn)行一次草皮的生 產(chǎn)至少需要2 cm土壤，所以長(zhǎng)期生產(chǎn)則會(huì)破壞環(huán)境。近年來，相當(dāng)一部分城市草坪是用舊城 拆迀地、垃圾填埋地來生產(chǎn)，一般來說土質(zhì)較差，因此對(duì)草坪所需土壤添加肥料對(duì)提高草坪 質(zhì)量、保證草坪產(chǎn)期具有良好的狀態(tài)具有積極作用。而將堆肥作為肥料應(yīng)用于綠化體系既 可使堆肥中重金屬避開食物鏈、實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，又可解決草坪土壤的養(yǎng)分供應(yīng)問題。 已有研究表明，堆肥會(huì)促進(jìn)草坪植物的生物量、密度和抗逆境能力，且對(duì)葉片色澤和均一度 也有積極影響。鑒于上述分析，如能將草坪堆肥基質(zhì)重金屬鈍化固定于草坪建植體系中，則 會(huì)使堆肥草坪建植體系應(yīng)用方式更加安全有效。
[0008] 在我國(guó)，由于人口增長(zhǎng)以及城市迅速發(fā)展，生活垃圾日趨增多，由垃圾引發(fā)的環(huán)境 問題引人關(guān)注。將垃圾進(jìn)行堆肥化是資源化利用生活垃圾的重要途徑，其產(chǎn)物十分有利于 改良土壤環(huán)境。而把堆肥應(yīng)用在草坪建植體系既能夠改良草坪土壤的質(zhì)量，有利于草坪植 物保證較為良好的生長(zhǎng)，還能夠資源化利用生活垃圾堆肥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明主要是在堆肥草坪建植體系下，施加不同碳納米材料，對(duì)草坪基質(zhì)脫氫酶 進(jìn)行調(diào)控，旨在為碳納米材料應(yīng)用于草坪生態(tài)建植提供技術(shù)支撐。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明公開了如下的技術(shù)內(nèi)容： 一種采用氧化石墨烯增進(jìn)草坪堆肥基質(zhì)酶活性的方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn) 行： (1)材料 生活垃圾堆肥的主要理化性質(zhì)為:pH 7.49,電導(dǎo)率2300 yS/cm，有機(jī)質(zhì)131.84 g/kg， 全磷6.81 g/kg，全氮25.09 g/kg，Ca含量23.33 mg/kg，F(xiàn)e 30.49 g/kg，Cu 341.34 mg/kg， Zn 677.33 mg/kg，Pb 216.98 mg/kg，Cd 5.02 mg/kg，Mn 437.88 mg/kg，Cr 702.60 mg/ kg，Ni 41.82 mg/kg。
[0011] 供試土壤為天津師范大學(xué)校園土壤，其主要理化性質(zhì)如下：含水量19.4%，pH 7.27,電導(dǎo)率2250 yS/cm，有機(jī)質(zhì)52.29 g/kg，全磷3.75 g/kg，全氮2.15 g/kg〇
[0012] 生活垃圾堆肥來自天津小淀垃圾處理廠，將生活垃圾堆肥進(jìn)行分類后粉碎。
[0013]草坪植物選用高羊茅a_rt//3c/i/3acea·)。
[0014]石墨稀(Graphene)微片由南京吉倉(cāng)納米科技有限公司生產(chǎn)，為黑色無規(guī)則薄片 狀，微片大小0.5-20 μπι，比表面積40-60 m2/g; 氧化石墨稀(Graphene Oxide)購(gòu)自蘇州恒球納米公司，為黑色或褐黃色粉末，平均厚 度3.4-7 nm，片層直徑 10-50 μπι，比表面積 100-300 m2/g;碳納米管（Carbon nanotube)產(chǎn) 自北京博宇高科技新材料技術(shù)有限公司，直徑20-40 nm，長(zhǎng)度10-30 μπι，比表面積>110 m2/g〇
[0015] (2)試驗(yàn)方法： 試驗(yàn)采用塑料盆，高15 cm、內(nèi)徑20 cm裝土，每盆裝校園土壤1500 g(根據(jù)土壤濕度，折 合成干土土重1500 g)，每盆添加 50 g生活垃圾堆肥，與土壤組配成草坪建植基質(zhì)；碳納米 材料石墨稀(G)、氧化石墨稀(G0)和碳納米管(CNT)均按土壤質(zhì)量的l%(w/w)比例添加，以不 添加碳納米材料的處理為對(duì)照，土壤、生活垃圾堆肥與碳納米材料混勻后裝盆，每盆播入草 坪植物高羊茅種子5 g，試驗(yàn)于室內(nèi)進(jìn)行，塑料盆隨機(jī)排放并于每5 d移動(dòng)位置，培養(yǎng)期間溫 度為15-26Γ，相對(duì)濕度35-55%，光照條件是自然條件下的入射光，按需用電子天平稱重補(bǔ) 水，整個(gè)試驗(yàn)歷時(shí)130 d，于第65 d割第一茬草，先剔除新鮮基質(zhì)樣品中雜物，過1_篩，混勻 后放入到樣品袋并于4°C進(jìn)行儲(chǔ)存，測(cè)定組配基質(zhì)各種酶活性。
[0016] 本發(fā)明進(jìn)一步公開了采用氧化石墨烯增進(jìn)草坪堆肥基質(zhì)酶活性的在提高草坪基 質(zhì)脫氫酶活性方面的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:與未添加碳納米材料的對(duì)照相比，添加氧化石墨 稀草坪基質(zhì)蛋脫氛酶活性顯者提尚，提尚幅度為30.9%。
[0017]本發(fā)明更加詳細(xì)的描述如下： 1研制材料與方法 1.1材料 生活垃圾堆肥的主要理化性質(zhì)為:pH 7.49,電導(dǎo)率2300 yS/cm，有機(jī)質(zhì)131.84 g/kg， 全磷6.81 g/kg，全氮25.09 g/kg，Ca含量23.33 mg/kg，F(xiàn)e 30.49 g/kg，Cu 341.34 mg/kg， Zn 677.33 mg/kg，Pb 216.98 mg/kg，Cd 5.02 mg/kg，Mn 437.88 mg/kg，Cr 702.60 mg/ kg，Ni 41.82 mg/kg。供試土壤為天津師范大學(xué)校園土壤，其主要理化性質(zhì)如下：含水量 19·4%，ρΗ 7.27,電導(dǎo)率2250 yS/cm，有機(jī)質(zhì)52.29 g/kg，全磷3.75 g/kg，全氮2.15 g/kg。 生活垃圾堆肥來自天津小淀垃圾處理廠，將生活垃圾堆肥進(jìn)行分類后粉碎。草坪植物選用 高羊茅(Aesit/ca artmc/ifiacea.)。石墨稀(Graphene)微片由南京吉倉(cāng)納米科技有限公司生 產(chǎn)，為黑色無規(guī)則薄片狀，微片大小0.5-20 μπι，比表面積40-60 m2/g;氧化石墨烯 (Graphene Oxide)購(gòu)自蘇州恒球納米公司，為黑色或褐黃色粉末，平均厚度3.4-7 nm，片層 直徑10-50 μπι，比表面積100-300 m2/g;碳納米管(Carbon nanotube)產(chǎn)自北京博宇高科技 新材料技術(shù)有限公司，直徑20-40 nm，長(zhǎng)度10-30 _，比表面積>110 m2/g。
[0018] 1.2技術(shù)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用塑料盆(高15 cm、內(nèi)徑20 cm)裝土，每盆裝校園土壤1500 g(根據(jù)土壤濕度， 折合成干土土重1500 g)。每盆添加50 g生活垃圾堆肥，與土壤組配成草坪建植基質(zhì)。碳納 米材料石墨稀(G )、氧化石墨稀(G0 )和碳納米管(CNT )均按土壤質(zhì)量的1%比例添加。以不添 加碳納米材料的處理為對(duì)照，各處理設(shè)置3次重復(fù)。土壤、生活垃圾堆肥與碳納米材料混勻 后裝盆，每盆播入草坪植物高羊茅種子5 g。試驗(yàn)于室內(nèi)進(jìn)行，塑料盆隨機(jī)排放并于每5 d移 動(dòng)位置，培養(yǎng)期間溫度為15-26Γ，相對(duì)濕度35-55%，光照條件是自然條件下的入射光，按需 用電子天平稱重補(bǔ)水，整個(gè)試驗(yàn)歷時(shí)130 d，于第65 d割第一茬草。
[0019] 1.3研制方法 試驗(yàn)歷時(shí)130 d后，別割，先剔除新鮮基質(zhì)樣品中雜物，過1mm篩，混勻后放入到樣品袋 并于4°C進(jìn)行儲(chǔ)存，測(cè)定組配基質(zhì)各種酶活性。
[0020] 脫氫酶采用TTC比色法，結(jié)果以37°C培養(yǎng)24 h，l g樣品中TPF的質(zhì)量(mg)表示。
[0021] 1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理 采用SPSS 17.0軟件完成數(shù)據(jù)處理，利用one-way AN0VA單因素方差分析進(jìn)行差異顯 著性分析，采用31811^?1〇1:12.5進(jìn)行圖表的制作。
[0022] 2研制結(jié)果分析 表1不同處理下的基質(zhì)酶活性(mg/g)
由表1可知，對(duì)照組、石墨烯處理組、氧化石墨烯處理組和碳納米管處理組脫氫酶活性 依次為12.09、12.41、15.82和6.14 mg/g，其變化趨勢(shì)與脲酶一致。與對(duì)照相比，石墨烯處理 下脫氫酶的活性增加了 2.6%，氧化石墨烯處理下增加了 30.9%，但與對(duì)照并無顯著性差異。 而碳納米管處理下脫氫酶活性與對(duì)照相比減少了多達(dá)49.2%，顯著低于對(duì)照、極顯著低于添 加石墨烯和氧化石墨烯處理。
[0023] 3研制結(jié)論 脫氫酶普遍存在于活體的微生物中，屬胞內(nèi)酶，在土壤的主要作用是可促進(jìn)有機(jī)物的 脫氫，具有氫中間傳遞的重要作用。它的活性可較好地表達(dá)在土壤生態(tài)中微生物的情況。與 未添加碳納米材料的對(duì)照相比，添加氧化石墨烯草坪基質(zhì)蛋脫氫酶活性顯著提高，提高幅 度為30.9%。
[0024]【具體實(shí)施方式】： 下面通過具體的實(shí)施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為 本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實(shí)施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范 圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā) 明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，對(duì)這些實(shí)施方案中的物料成分和用量進(jìn)行的各種改變或改動(dòng)也屬 于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所用原料、試劑均有市售。
[0025] 實(shí)施例1 (1)材料 生活垃圾堆肥的主要理化性質(zhì)為:pH 7.49,電導(dǎo)率2300 yS/cm，有機(jī)質(zhì)131.84 g/kg， 全磷6.81 g/kg，全氮25.09 g/kg，Ca含量23.33 mg/kg，F(xiàn)e 30.49 g/kg，Cu 341.34 mg/kg， Zn 677.33 mg/kg，Pb 216.98 mg/kg，Cd 5.02 mg/kg，Mn 437.88 mg/kg，Cr 702.60 mg/ kg，Ni 41.82 mg/kg。
[0026] 供試土壤為天津師范大學(xué)校園土壤，其主要理化性質(zhì)如下：含水量19.4%，pH 7.27, 電導(dǎo)率2250 yS/cm，有機(jī)質(zhì)52.29 g/kg，全磷3.75 g/kg，全氮2.15 g/kg〇
[0027] 生活垃圾堆肥來自天津小淀垃圾處理廠，將生活垃圾堆肥進(jìn)行分類后粉碎。
[0028] 草坪植物選用高羊茅(Fesit/ca artmc/i/jacea. )〇
[0029]石墨稀(Graphene)微片由南京吉倉(cāng)納米科技有限公司生產(chǎn)，為黑色無規(guī)則薄片 狀，微片大小10 μηι，比表面積40 m2/g; 氧化石墨稀(Graphene Oxide)購(gòu)自蘇州恒球納米公司，為黑色或褐黃色粉末，平均厚 度3.4 nm，片層直徑10 μπι，比表面積100 m2/g;碳納米管(Carbon nanotube)產(chǎn)自北京博宇 高科技新材料技術(shù)有限公司，直徑20 nm，長(zhǎng)度ΙΟμπι，比表面積>110 m2/g。
[0030] (2)試驗(yàn)方法： 試驗(yàn)采用塑料盆，高15 cm、內(nèi)徑20 cm裝土，每盆裝校園土壤1500 g(根據(jù)土壤濕度，折 合成干土土重1500 g)，每盆添加50 g生活垃圾堆肥，與土壤組配成草坪建植基質(zhì)；碳納米 材料石墨稀(G)、氧化石墨稀(G0)和碳納米管(CNT)均按土壤質(zhì)量的l%(w/w)比例添加，以不 添加碳納米材料的處理為對(duì)照，土壤、生活垃圾堆肥與碳納米材料混勻后裝盆，每盆播入草 坪植物高羊茅種子5 g，試驗(yàn)于室內(nèi)進(jìn)行，塑料盆隨機(jī)排放并于每5 d移動(dòng)位置，培養(yǎng)期間溫 度為15°C，相對(duì)濕度35%，光照條件是自然條件下的入射光，按需用電子天平稱重補(bǔ)水，整個(gè) 試驗(yàn)歷時(shí)130 d，于第65 d割第一茬草，先剔除新鮮基質(zhì)樣品中雜物，過1mm篩，混勻后放入 到樣品袋并于4°C進(jìn)行儲(chǔ)存，測(cè)定組配基質(zhì)各種酶活性。
[0031] 實(shí)施例2 (1)材料 生活垃圾堆肥的主要理化性質(zhì)為:pH 7.49,電導(dǎo)率2300 yS/cm，有機(jī)質(zhì)131.84 g/kg， 全磷6.81 g/kg，全氮25.09 g/kg，Ca含量23.33 mg/kg，F(xiàn)e 30.49 g/kg，Cu 341.34 mg/kg， Zn 677.33 mg/kg，Pb 216.98 mg/kg，Cd 5.02 mg/kg，Mn 437.88 mg/kg，Cr 702.60 mg/ kg，Ni 41.82 mg/kg。
[0032] 供試土壤為天津師范大學(xué)校園土壤，其主要理化性質(zhì)如下：含水量19.4%，pH 7.27, 電導(dǎo)率2250 yS/cm，有機(jī)質(zhì)52.29 g/kg，全磷3.75 g/kg，全氮2.15 g/kg〇
[0033] 生活垃圾堆肥來自天津小淀垃圾處理廠，將生活垃圾堆肥進(jìn)行分類后粉碎。
[0034] 草坪植物選用高羊茅(Fesit/ca artmc/i/jacea. )〇
[0035]石墨稀(Graphene)微片由南京吉倉(cāng)納米科技有限公司生產(chǎn)，為黑色無規(guī)則薄片 狀，微片大小20 μπι，比表面積60 m2/g; 氧化石墨稀(Graphene Oxide)購(gòu)自蘇州恒球納米公司，為黑色或褐黃色粉末，平均厚 度7 nm，片層直徑50 μπι，比表面積300 m2/g;碳納米管(Carbon nano tube)產(chǎn)自北京博宇高 科技新材料技術(shù)有限公司，直徑40 nm，長(zhǎng)度30 μπι，比表面積>110 m2/g。
[0036] (2)試驗(yàn)方法： 試驗(yàn)采用塑料盆，高15 cm、內(nèi)徑20 cm裝土，每盆裝校園土壤1500 g(根據(jù)土壤濕度，折 合成干土土重1500 g)，每盆添加50 g生活垃圾堆肥，與土壤組配成草坪建植基質(zhì)；碳納米 材料石墨稀(G)、氧化石墨稀(G0)和碳納米管(CNT)均按土壤質(zhì)量的l%(w/w)比例添加，以不 添加碳納米材料的處理為對(duì)照，土壤、生活垃圾堆肥與碳納米材料混勻后裝盆，每盆播入草 坪植物高羊茅種子5 g，試驗(yàn)于室內(nèi)進(jìn)行，塑料盆隨機(jī)排放并于每5 d移動(dòng)位置，培養(yǎng)期間溫 度為26°C，相對(duì)濕度50%，光照條件是自然條件下的入射光，按需用電子天平稱重補(bǔ)水，整個(gè) 試驗(yàn)歷時(shí)130 d，于第65 d割第一茬草，先剔除新鮮基質(zhì)樣品中雜物，過1mm篩，混勻后放入 到樣品袋并于4°C進(jìn)行儲(chǔ)存，測(cè)定組配基質(zhì)各種酶活性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種采用氧化石墨烯增進(jìn)草坪堆肥基質(zhì)酶活性的方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn) 行： (1) 材料 選擇生活垃圾堆肥來自天津小淀垃圾處理廠，將生活垃圾堆肥進(jìn)行分類后粉碎； 供試土壤為天津師范大學(xué)校園土壤； 草坪植物選用高羊茅(Aesit/ca artmc/i/jacea.); 石墨稀微片大小0.5-20 μπι，比表面積40-60 m2/g; 氧化石墨稀平均厚度3.4-7 nm，片層直徑10-50 μπι，比表面積100-300 m2/g; 碳納米管直徑20-40 nm，長(zhǎng)度10-30 _，比表面積>110 m2/g; (2) 試驗(yàn)方法： 試驗(yàn)米用塑料盆，高15 cm、內(nèi)徑20 cm裝土，每盆裝校園土壤1500 g，每盆添加50 g生 活垃圾堆肥，與土壤組配成草坪建植基質(zhì);碳納米材料石墨烯(G)、氧化石墨烯(GO)和碳納 米管(CNT)均按土壤質(zhì)量的l%(w/w)比例添加，以不添加碳納米材料的處理為對(duì)照，土壤、生 活垃圾堆肥與碳納米材料混勻后裝盆，每盆播入草坪植物高羊茅種子5 g，試驗(yàn)于室內(nèi)進(jìn) 行，塑料盆隨機(jī)排放并于每5 d移動(dòng)位置，培養(yǎng)期間溫度為15-26°C，相對(duì)濕度35-55%，光照 條件是自然條件下的入射光，按需用電子天平稱重補(bǔ)水，整個(gè)試驗(yàn)歷時(shí)130 d，于第65 d割 第一茬草，先剔除新鮮基質(zhì)樣品中雜物，過1mm篩，混勻后放入到樣品袋并于4°C進(jìn)行儲(chǔ)存， 測(cè)定組配基質(zhì)各種酶活性。2. 權(quán)利要求1所述的方法，其中生活垃圾堆肥的主要理化性質(zhì)為:pH 7.49,電導(dǎo)率2300 yS/cm，有機(jī)質(zhì)131.84 g/kg，全磷6.81 g/kg，全氮25.09 g/kg，Ca含量23.33 mg/kg，F(xiàn)e 30.49 g/kg，Cu 341.34 mg/kg，Zn 677.33 mg/kg，Pb 216.98 mg/kg，Cd 5.02 mg/kg，Mn 437.88 mg/kg，Cr 702.60 mg/kg，Ni 41.82 mg/kg; 供試土壤為天津師范大學(xué)校園土壤，其主要理化性質(zhì)如下：含水量19.4%，pH 7.27,電 導(dǎo)率2250 yS/cm，有機(jī)質(zhì)52.29 g/kg，全磷3.75 g/kg，全氮2.15 g/kg; 草坪植物選用高羊茅(Aesit/ca artmc/i/jacea.); 石墨稀微片大小0.5-20 μπι，比表面積40-60 m2/g; 氧化石墨稀平均厚度3.4-7 nm，片層直徑10-50 μπι，比表面積100-300 m2/g; 碳納米管直徑20-40 nm，長(zhǎng)度10-30 _，比表面積>110 m2/g。3. 權(quán)利要求1所述的采用氧化石墨烯調(diào)控草坪堆肥基質(zhì)酶活性的方法在提高草坪基質(zhì) 脫氫酶活性方面的應(yīng)用。4. 權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其中氧化石墨烯草坪基質(zhì)蛋脫氫酶的活性提高幅度為 30.9%〇
【文檔編號(hào)】C12N9/02GK106085979SQ201610443653
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】多立安, 趙樹蘭, 白雪
【申請(qǐng)人】天津師范大學(xué)