海蛎壳的资源化利用现状与前景

张锦

（漳州职业技术学院， 福建 漳州 363000）

大自然中海洋资源物产丰富， 在我国沿海一带盛产海蛎， 由于海蛎味道鲜美， 很受人们的喜爱，全世界每年都要消耗大量的海蛎， 海蛎的产业效益和消费需求很大程度上带动了社会经济的发展， 产生了巨大的经济效益。 然而消耗海蛎所留下的海蛎壳废弃物却到处可见。 文献[1]研究认为每加工1kg牡蛎一般会产生300 ～700g的贝壳废弃物。 这些海蛎壳废弃物影响到自然生态环境， 如何对海蛎壳废弃物进行有效的资源化利用值得商酌。 近年来国内外学者针对海蛎壳的资源化利用进行了卓有成效的研究， 取得了一定的研究成果， 同时在相关领域方面也得到了有效的应用。 例如， 赵娟等[2]综述了牡蛎壳的化学组分与特性以及国内外对牡蛎壳的开发利用情况。 代银平等[3]从贝壳结构出发， 研究了目前国内外贝壳废弃物的资源化利用技术， 包括用作土壤改良剂、 吸附剂、 建筑材料、 催化剂、 生物填料等。 从以上的研究结果来看， 海蛎壳作为一种可再生废弃物， 能够应用在多个领域中， 其应用前景较为广阔。 此外， 海蛎壳作为一种壳类材料的应用研究， 还体现在作为建筑装饰品、 装饰物方面的研究。

从目前的应用情况来看， 海蛎壳主要应用在催化剂、 生物填料、 建筑材料等方面， 在实际中所取得的效果良好， 对生态环境的保护起到了一定的作用。 同时， 还应当注重扩大海蛎壳的应用效益， 特别是要探讨海蛎壳在建筑中的研究应用价值。

1 海蛎壳的资源化利用现状

近年来国内外多数学者针对海蛎壳废弃物的资源化利用进行了大量的研究， 研究结果表明海蛎壳的资源化利用主要集中在这几个方面： 例如用作动物饲料、 土壤改良剂、 吸附剂、 建筑材料、 制备催化剂、 生物填料、 钙制剂、 杀菌剂、 脱卤剂和人工骨材料等。 通过探索研究应用在实际中产生了一定的社会效果。

1.1 作为动物饲料的利用

海蛎壳中含有大量的钙质元素， 用作动物饲料，可以起到调节饲料的营养成分作用， 有利于促进动物的骨骼发育， 增强体质， 加快动物的增长， 提高品质， 增加经济效益， 创造出更多的社会价值。 当前这方面学者做了一些研究， 认为海蛎壳在里面充当的作用较为明显。 赵晖等[4]研究表明将贝壳粉作为饲料添加剂可促进畜禽骨骼生长和血液循环， 提高蛋和奶的质量和产量， 且贝壳粉的饲养效果优于石灰石粉、 蛋壳粉等。 Roland Sr[5]研究表明在提高蛋壳质量方面牡蛎壳粉比石灰的效果好。 Shono等[6]研究表明实验鼠饲喂贝壳珍珠层粉体后， 其体重、内脏脂肪和血脂均有所降低。 赵娟等[2]研究认为牡蛎壳钙含量高， 可作为代替骨粉的钙源饲料添加剂，添加到禽畜及水产饲料中。

1.2 作为土壤改良剂的利用

海蛎壳的主要成分为CaCO3， 对土壤的影响较大， 用在土壤里能够起到中和土壤酸性的作用， 有利于改良土壤的性能， 使土壤的优势成分得到显现。同时， 海蛎壳还具有改善和修复土壤的内部结构作用， 使土壤的营养成分得到调整， 促进植物对营养成分的吸收， 一定程度上提高农作物的产量， 总体上效果较好。 国内外学者从多个角度进行了海蛎壳在土壤中的应用研究， 研究表明海蛎壳对土壤的改良效果显著。 张小远等[7]研究使用贝壳砂改良土壤中的反硝化细菌， 分析认为该土壤中具有较高的微生物多样性。 Yamada等[8]研究表明添加含有牡蛎贝壳粉的改良剂后土壤的含水量迅速降低。 Asaoka等[9]研究表明牡蛎贝壳粉可用于修复富营养水域的有机沉积物。 一些学者[10-11]还研究了牡蛎贝壳粉对土壤化学的影响。

1.3 作为催化剂载体的利用

贝壳类废弃物能够作为催化剂载体用在水质中，起到净化水质作用。 海蛎壳作为贝壳类的一种材料，能够通过催化作用产生新的品种。 李泳等[12]以贝壳粉为载体制备的催化剂用于催化合成脂肪酸甲酯。废弃贝壳还可用于贝壳基光催化材料的制备[3]。 范立维等[13]探讨改性后的牡蛎壳材料对持久性有机物多氯联苯（PCBs） 的吸附性能。 结果表明： 改性后的牡蛎壳材料具有很好的PCBs废水处理能力。 薛纯子等[14]研究了牡蛎壳有关的污水净化技术应用的研究实践， 认为牡蛎壳具有改良水质的作用。 秦贞苗等[15]研究结果表明： 采用气流粉碎技术得到的牡蛎壳超微粉粒度分布均一， 粒径符合要求， 可以作为牡蛎壳超微粉碎工艺技术进行推广应用。 王振等[16]的研究结果表明， 海蛎壳具有较高的除磷潜能， 海蛎壳对磷素的吸附主要为化学吸附， 在动态吸附试验中， 海蛎壳对磷素的去除效果最好。

1.4 作为生物填料的利用

海蛎壳作为一种装饰品， 具有美化环境的效果，在人与自然和谐共生的生态环境中得到最大程度的利用， 效果较为显著。 海蛎壳在生物填料中主要以海蛎壳粉的形式进行资源化回收利用。 从现有的研究文献来看， 海蛎壳粉在填料当中发挥着重要的作用， 能够促进海蛎壳的有效利用， 对于自然生态环境的保护具有重要意义， 需要大力研究推广应用，以创造出更多的效益， 实现应有的价值。 贝壳的化学成分中碳酸钙含量约占95%， 其余约5%为有机质， 是一种潜在的聚合物填料[3]。 Lin 等[17]以庚二酸改性的贝壳粉为填料制备了PP复合材料， 研究表明添加贝壳粉体可显著提高其冲击强度。 Hamestera等[18]以贝壳和商用碳酸钙为PP填料， 研究表明贝壳粉添加量为10%时对复合材料的力学性能无显著影响。 由以上的文献研究结果表明海蛎壳的价值巨大， 在生物填料中应用较为广泛， 应当在实际领域中重点发展。

1.5 作为钙制剂的利用

钙是人体中重要的一种元素， 对于生物生长具有重要的作用， 人体对钙元素的吸收， 能够起到强身健体的作用。 海蛎壳中含有大量的钙元素， 若能用来制作成钙制剂， 则会是海蛎壳资源化利用的又一重要途径。 鉴于目前学者对贝壳的应用研究， 例如， 洪鹏志等[19]对牡蛎壳制备活性钙进行了研究。张付云等[20]采用乳酸菌发酵虫益蛏贝壳粉制备了乳酸菌富集钙。 陈士勇等[21]以四角蛤蜊贝壳为钙源，制备高附加值柠檬酸钙。 以上研究认为贝壳能够用来制备成钙制剂， 并且研究成果已在实践中得到了充分的应用。 由此可见， 海蛎壳也应当能够用作钙制剂加以利用， 但还需要持续深入研究。

1.6 作为建筑材料的利用

海蛎壳在建筑上的应用历史已有几百年了， 福建地区至今还保留着一些以海蛎壳为主要造型的建筑物， 古人们的大智慧值得我们现代人学习， 从中找到真谛。 例如， 张恒等[22]研究以蚵壳作为建筑材料在泉州蚵壳墙应用中的文化内涵。 王江等[23]研究提炼以牡蛎壳为研究对象的废弃物再利用技术， 在材料研发、 墙体砌筑和建筑节能等三个方面应用于现代地域建筑营建体系。 海蛎壳建筑物在福建地区应用较为普遍， 从中可以看出其特有的优势和特点，可行性较好。 海蛎壳在建筑中的应用主要体现在建筑内外造型上， 用作骨料在混凝土中的应用， 在实际探索应用中产生了一定的效果， 整体上所显示出来的建筑价值具有较大的社会效益。 海蛎壳本身的特征明显， 在实际应用中的意义较大， 为进一步探究海蛎壳在建筑领域中的深入应用提供一定的参考价值。 海蛎壳作为骨料的研究目前已进展到一定的程度， 取得了一些研究成果， 这些成果在实际工程中得到了应用， 目前主要是作为墙体材料的应用。但是海蛎壳作为承重结构的研究还很少， 需要进行深入探索研究， 发挥海蛎壳在建筑应用上的效能，实现其经济效益。 海蛎壳在建筑领域上的研究范围还需要进一步扩大， 加快进行相关领域关键技术的研究， 推动海蛎壳的应用发展。

海蛎壳在建筑上的应用还体现在人工鱼礁上，既考虑到因地制宜， 又能实现回收利用， 对于渔业的可持续发展起到重要的作用。 例如， 王莲莲等[24]以废弃贝壳作为贝壳礁材料建设人工鱼礁， 研究并展望了利用现有废弃贝壳建设贝壳礁的发展前景。李霞等[25]以多种废弃材料应用在新型人工鱼礁中的研究结果表明， 掺入一定量的牡蛎壳、 粉煤灰和矿粉的混凝土能提高混凝土的流动性和抗压强度等性能。 牡蛎壳还对混凝土的工程性能有积极的影响。唐衍力等[26]探究牡蛎壳粉可替代混凝土中河砂的可行性及其最佳掺量。 研究表明： 牡蛎壳粉可用作混凝土人工鱼礁材料， 在抗压强度、 抗渗性能不发生显著变化（P＞0.05） 的前提下， 牡蛎壳粉最多可替代40%的河砂； 并且牡蛎壳粉替代30%的河砂时， 其溶出物效果是最优的。

但对于海蛎壳用在混凝土方面的研究目前还较少。 王冬丽等[27]分别研究了厨余牡蛎垃圾、 工厂牡蛎垃圾、 厨余扇贝垃圾、 工厂扇贝垃圾所制备透水混凝土的冻融耐久性。 结果表明： 工厂垃圾相对厨余垃圾具有更好的抗冻融性能和强度； 扇贝垃圾制备的透水混凝土， 其抗冻融耐久性优于牡蛎垃圾透水混凝土。 周英明等[28]研究结果表明： 牡蛎壳混凝土抗压强度发展规律与普通混凝土一致。 牡蛎壳混凝土比普通混凝土的吸湿性好， 可以利用牡蛎壳混凝土调节环境干湿度。 高潮等[29]以贝壳为骨料的混凝土进行试验研究， 得出了具有最佳强度的配合比。赵晖等[4]提出了在贝壳砂作为细骨料制备水泥基材料中加入矿物掺合料， 研究了废弃贝壳循环再生利用对其力学性能、 耐久性能以及新鲜性能的影响。唐杰[30]研究认为将废弃的牡蛎壳作为工业原材料大量使用到产品制造中以缓解沿海城市污染问题。

因此， 从以上的研究文献可以看出海蛎壳在建筑上的应用较为广泛， 应用研究价值巨大， 特别是用作骨料在混凝土中的应用， 具有很好的应用前景，应大力发展推广应用。

2 前景

海蛎壳是一种可再生废弃物， 应该充分利用。海蛎壳能够创造出一定的价值效应， 特别是在建筑工程上的应用。 当前国家正极大推进乡村振兴战略，海蛎壳作为一种新型的环保型建筑材料， 应积极探索应用研究， 实现其应用价值。 同时， 海蛎壳的有效利用对生态环境的保护具有重要的现实意义。 海蛎壳的应用研究较为广泛， 未来前景较好， 在社会各个领域中得到了有效利用， 创造了巨大的效益。

海蛎壳在实际中的价值巨大， 应用较为广泛，能够在相关领域中得到应用， 但在建筑上的研究应用较少， 特别是作为骨料在混凝土中的研究。 总体来看， 当前我国在建筑领域上对海蛎壳的资源化利用率还较低， 主要是用在一些结构上作为建筑装饰品使用， 增加作用效果， 在实际中应从多领域、 深层次角度重点探讨海蛎壳作为建筑材料在建筑业上的应用发展， 实现海蛎壳的作用效应。

海蛎壳的表面较为坚硬， 钙质含量丰富， 其用途较大， 在建筑上可以作为混凝土的骨料及掺和料使用， 在当代建筑设计中增加建筑物的造型， 具有一定的美学效果。

海蛎壳能够用在多个领域， 目前主要应用在生物、 农业、 化工等领域， 取得了一系列研究成果，这些成果大多数在实际中起到了重要的作用， 创造了良好的效益。 海蛎壳的造型奇特， 可以作为建筑物的结构造型进行适当应用， 增强视觉效果， 给人们一种丰富多彩的想象力， 充分显现出海蛎壳特有的功能。 由于海蛎壳表面含有一定量的物质， 海蛎壳的应用对实际产生的影响程度较大， 需要研究其对结构产生的作用， 注重对性能的影响研究， 得出具有一定价值的研究成果， 在应用中得到进一步的深入， 通过推广应用得到认可。 海蛎壳作为一种重要的可再生废弃物， 要根据海蛎壳的性质进行多领域的探讨研究， 在实际中能够较大程度提高应用效益， 扩大相关领域的影响力， 深入对海蛎壳的研究探讨。

海蛎壳在建筑中的应用是未来的一个新发展方向， 在乡村振兴战略的指引下， 大力倡导生态文明建设理念， 构建人与自然和谐的美丽画卷。 沿海地区应积极探索海蛎壳在建筑中的应用， 要因地制宜，就地取材， 合理利用自然资源， 结合当地的人文景观， 设计出符合时代特征的建筑物。 海蛎壳在建筑中的应用已有很长的历史， 从古代建筑到现代建筑，能够体现出当时社会经济发展的印记， 是建筑发展史上的一个重要里程碑。 随着现代科学技术的快速发展， 海蛎壳在建筑中的应用越来越广泛， 是资源化利用的有效途径， 应大力推广， 实现产业化发展。

海蛎是一种人们喜爱的海产品， 富含大量人体所需要的元素， 是属于上品。 每年消耗海蛎所留下的海蛎壳却到处都是。 针对此现象， 世界各国采取了多种方式的资源化利用研究， 取得了一些可借鉴的做法， 这些研究成果已大多数在实际中得到了运用， 取得了良好的效果。 然而当前对海蛎壳的试验研究还仅仅是在探索阶段， 与理想中的作用效果还有一定的距离， 迫切需要科研人员加快研究， 政府要出台一些可行的政策以推动海蛎壳得到快速研究应用。 随着研究的深入， 海蛎壳的应用领域正在逐渐扩大， 在各领域上发挥着相对应的作用。 但海蛎壳在建筑上的应用还较少， 主要作为装饰构件在使用， 呈现出一种立体上的美感。 海蛎壳作为承重构件用在墙体中， 目前这方面的研究已成为热点， 主要是把海蛎壳作为骨料配置成混凝土， 通过对混凝土的相关性能进行试验研究， 研究结果认为是可行的。 在混凝土中的应用研究是海蛎壳在建筑中应用的主要方向， 要加大力度进行研究探讨， 特别是对关键技术的研究。 鉴于海蛎壳本身的一些特点， 要重点研究其性能， 海蛎壳作为一种可再生材料， 特别是国家实施乡村振兴战略以后， 海蛎壳未来将主要以乡村市场为应用领域， 其研究应用前景良好，应大力进行推广应用， 进一步提高海蛎壳的质量，体现海蛎壳本身的应用价值， 充分展现海蛎壳的社会效能， 创造出更多新时代的多样化人文自然建筑，加强海蛎壳的社会研究效应。

3 结语

海蛎壳本身质地坚硬， 能够作为骨料在建筑中进行应用。 在应用中要对海蛎壳的整体结构进行检测， 提高海蛎壳的作用效应， 以满足结构在强度上的要求。 海蛎壳用途广泛， 在应用中要充分考虑其本身的特点， 多利用优点， 使海蛎壳的应用效益达到最大化， 探讨海蛎壳在应用中的经济效益、 社会效益和环境效益。 同时， 也要考虑海蛎壳在应用中可能产生的一些反作用。 海蛎壳在应用中要考虑以下因素： 1） 海蛎壳种类的影响。 现有海蛎壳品种较为多样， 个体大小所产生的应用效应存在一定的差异性， 应深入探讨研究； 2） 海蛎壳产地的影响。 环境对海蛎壳内部结构的形成有一定影响。 产地要根据区域特点研究海蛎壳的性能， 因地制宜加以应用；3） 海蛎壳本身所含有的物质成分构成对结构的影响程度， 海蛎壳表面的钙质含量较高， 能够增强结构的坚硬度。

海蛎壳在建筑上的应用要考虑其粘结性、 吸水性， 特别是在混凝土中的应用， 要满足和易性的要求。 海蛎壳的个体形状影响整个建筑物的造型， 在应用中要充分利用其特点， 形成多种多样的建筑物形状， 呈现出特点。

海蛎壳在资源化应用中可能存在以下几个问题，需要加以注意： 1） 海蛎壳表面附着一定量的泥土，若在建筑上作为骨料应用在混凝土中， 要对海蛎壳表面的泥土进行清洗干净才能利用， 主要原因是过多的含泥量会影响到混凝土的强度； 2） 海蛎壳的结构多样， 若对海蛎壳进行破碎， 要考虑海蛎壳的大小对结构的影响程度， 需要研究结构形状对海蛎壳性能的影响， 在应用中要考虑海蛎壳造型的多样性；3） 海蛎壳呈酸性， 应减少与碱性物质的混合使用，防止发生化学反应， 影响到海蛎壳本身的资源化利用效应。 在利用中要深入研究海蛎壳的生态环境效应， 以可持续发展的战略理念探索海蛎壳的作用效应。

总之， 海蛎壳虽然在多个领域中得到了应用，但从目前的研究文献来看海蛎壳的总体应用程度上还较低， 资源化利用研究现状与预期还存在一定的距离， 需要广大科研人员加快对海蛎壳应用领域的关键技术研究， 从效益方面重点考虑， 实现经济效益与生态环境效益的统一。