基于蓖麻油的水稻加工废水（RME）湿地系统的植物修复效率及作物生产力的评估

《Scientific Reports》：Assessment of phyto-remediation efficiency and crop productivity of castor-based rice mill effluent (RME) wetland system

　　

摘要

对于印度等主要稻米生产国而言，稻米加工厂废水（RME）由于其高有机物和营养物质含量，对环境构成了持续性的威胁。在各种废水处理方法中，近年来人工湿地作为一种可持续的处理方式逐渐受到重视。本研究选用了蓖麻（Ricinus communis）作为湿地植物，用于处理RME，以实现废水的净化和生物量的同时生产。实验样本取自印度泰米尔纳德邦Thanjavur地区的Vallam郊区，该地区属于印度南部农业发达地带。对RME和土壤的生化分析显示，其中总溶解固体（TDS）、电导率（EC）和硝酸盐含量均较高。与对照组相比，预先浸泡在RME中的蓖麻种子发芽率提高了90%，活力指数增加了12倍。湿地试验结果表明，适度稀释废水（50%）能够显著增加植物高度（52厘米）、叶面积指数（2.4），以及氮化合物的去除效率（NO₃^––N和NH₄⁺–N的去除效率达到65–72%；COD/BOD的去除效率超过70%）。田间验证研究进一步证实，在富含废水的土壤中，蓖麻植株生长和产量均有所提升，种子产量增加了四倍（从22克增加到91克），收获指数达到60.6%。系统性能的提升得益于微生物活性的增强，表现为微生物生物量碳增加了77%，脱氢酶活性增加了76%。总体而言，这些发现表明基于蓖麻的人工湿地有望将废水植物修复技术与土地利用相结合，同时确保蓖麻种子生物量的化学安全性，从而构建一个循环型生物资源利用模式。