碱性处理乳清作为水培营养液的潜力评估：生菜、卷心菜和番茄的可持续栽培研究

为解决乳品工业废水污染问题，研究人员开展碱性处理乳清作为水培营养液的研究，通过pH 11处理显著降低COD（92.82%）、BOD5（75.58%）等污染物，并在1:20稀释比例下实现番茄、生菜和卷心菜生长参数与商业营养液相当，为乳业废水循环利用提供低成本解决方案。

　　

乳品工业是全球增长最快的农业部门之一，但同时也是食品行业的主要污染源——每年产生的大量乳清废水含有高浓度有机物和营养盐，1升未经处理的乳清可污染高达10吨水体，威胁水生生态系统。传统处理方法如膜分离技术成本高昂，而直接排放会导致土壤退化和水体富营养化。面对这一难题，来自秘鲁圣玛丽亚天主教大学（Universidad Católica de Santa María）的研究团队创新性地提出将碱性处理后的乳清转化为水培营养液，相关成果发表在《Waste Management Bulletin》上。

研究团队采用pH 11碱性沉淀结合中和处理的简易方法，通过实验室规模的深水培养（DWC）系统，评估处理乳清对生菜（Lactuca sativa）、卷心菜（Brassica oleracea）和番茄（Solanum lycopersicum）的促生长效果。关键技术包括：采集秘鲁阿亚维里地区乳品厂的原始乳清，进行多参数理化表征；采用3N NaOH调节pH梯度（8-13）优化处理条件；建立100 mL微型水培系统，以1:5至1:20梯度稀释处理液进行植物培养；通过ANOVA和Tukey检验分析生长参数差异。

物理化学表征与碱性处理效果
原始乳清显示极高污染负荷：COD达34,511.9 mg/L，BOD₅为4,705 mg/L，总硬度1,231.8 mg CaCO₃/L。pH 11处理使COD降低92.82%，同时显著去除氯化物（90.01%）、钙（66.27%）等，但电导率升至9,530 μS/cm。该处理通过形成不溶性钙镁磷酸盐实现污染物共沉淀，其效率超越文献报道的UASB生物处理法。

水培系统植物响应
番茄在1:20稀释处理液（NDTW 1:20）中表现最优：簇数相似度达94%，干重相似度97.13%，接近商业营养液效果。生菜叶片产量在相同处理下与对照无显著差异（p>0.05），而卷心菜株高增长趋势与Magwaza等使用废水的研究相符。值得注意的是，处理乳清的氮含量（195 mg/L）符合水培营养液标准范围（168-236 mg/L），但钾含量需补充以优化结果。

环境安全与推广价值
痕量元素检测显示铝、砷等重金属浓度均低于0.1 mg/L，符合秘鲁PL1/PL2标准。该研究首次证实碱性处理乳清可作为多物种水培营养源，尤其适合中小型奶酪厂应用。尽管实验室条件下100 mL微型系统的数据需扩大验证，但该方法以低于膜处理1/10的成本，同步解决污染治理与农业资源短缺问题，为循环农业提供创新范式。

讨论部分强调，相比Afonso等使用的原始乳清直接稀释法，本研究通过预处理显著降低盐害风险；与Prazeres等提出的复杂工艺相比，简化操作更利于推广。未来研究需延长栽培周期评估果实品质，并探索钾元素补充方案。这项成果不仅为乳业废水管理开辟新途径，更为干旱地区的水资源-粮食协同保障提供关键技术支撑。