贝壳废弃物的再利用：从环保难题到资源再生

创作时间:

2025-01-21 19:43:15

作者:

@小白创作中心

贝壳废弃物的再利用：从环保难题到资源再生

随着我国贝类养殖规模的迅速发展，如何处理食用后的贝壳废弃物成为了一个亟待解决的环境问题。本文将详细介绍贝壳废弃物的多种资源化利用方式，包括用作吸附剂、生物填料、土壤改良剂、建筑材料、仿生材料和医药等，为解决这一环境问题提供科学依据和实践参考。

我国海水贝类养殖现状

海水养殖是我国农业的支柱产业。贝类是我国海水养殖的主导种类，其养殖产量约占海水养殖总产量的70%。近年来，我国海水贝类养殖产量总体呈上升趋势，其中2018年养殖产量1443.9万t，2022年增至1569.6万t，增幅为8.7%。海水贝类养殖面积较为稳定，近五年维持在120万hm2左右。海水贝类育苗量涨势迅猛，从2018年的28081.6亿万粒增至2022年的54702.1亿万粒，增幅高达94.8%。

养殖品种多样化是我国海水贝类养殖产业的重要特点之一。从产量来看，我国海水贝类养殖呈现以牡蛎、蛤、扇贝为主，贻贝、蛏、蚶、螺、鲍等品种为辅的产品结构。综合考虑产量、产值和蛋白贡献率，排名前四的依次为牡蛎、蛤、扇贝和鲍，其合计产量、产值和蛋白贡献率均占全国海水养殖贝类的近80%，在保障水产品稳定安全供给和促进农民增收方面发挥重要作用。从养殖地区来看，我国逐渐形成了以山东、福建、辽宁、广东为主产区的海水贝类养殖布局。2022年四大主产区海水贝类养殖总产量达1219.5万t，占全国海水贝类养殖总产量的77.7%，山东、福建和辽宁的年产量均超过250万t，其中山东产量最高，达442.9万t。

我国的海水养殖贝类多为双壳、滤食性、不投饵种类，贝类养殖不仅能够带来巨大的经济效益，还兼具重要的生态服务功能。我国海水贝类养殖总碳汇(以碳计)达542~~554 万t/年(平均547万t/年)，净碳汇343~~351万t/年(平均346万t/年)，碳汇效应显著，且具有较强的交易可行性和市场潜力，在服务国家“双碳”战略目标方面具有很大的发展潜力。

贝壳的结构与组成

贝壳的构造大致可分成三个层次,最外层为角质层,中间为棱柱层,最内层为珍珠层。角质层是一种未被矿化的蛋白,多为黑色或褐色,覆盖在贝壳的表面增强其耐磨性,从而抵抗外界化学物质的刺激性腐蚀;棱柱层结构主要是平行棱镜阵列,横截面为多边形,沿垂直于外壳外表面的方向拉长,棱柱层是由几丁质和蛋白质组成的有机基质;珍珠层是一种微层压复合材料,在文石多晶型中具有高度定向的CaCO3晶体,有机基质占珍珠层质量的1%~5%,含有多种大分子,包括多糖存在于珍珠层结构内晶间和晶内位置的蛋白质和糖蛋白,此结构赋予贝壳较高的强度及韧性。

贝壳主要由无机矿物与微量有机物混合组成。贝壳中的珍珠质含有约95%的CaCO3和约5%的蛋白质、多糖等大分子物质。CaCO3是海洋软体贝壳中无机矿物的主要成分,自然界中CaCO3主要以三种晶型结构存在,分别为文石、方解石和球霰石。海洋软体贝壳除了由无机晶体构成外,还分泌由蛋白质、多聚糖和糖蛋白构成的大分子有机基质,对其结构、成核和结晶发育等方面具有重要的作用。