将美食级贝类废弃物转化为可持续人工礁建设材料的价值利用

《International Journal of Gastronomy and Food Science》：Valorisation of Gourmet Shellfish Waste for Sustainable Artificial Reef Construction

海洋生态修复与生态混凝土的循环经济模式研究。通过调查17家西班牙加利西亚米其林餐厅发现，扇贝年消耗量达20400公斤，其贝壳可作为替代20%常规骨料的生态混凝土原料。实验室测试表明，Arosa产扇贝壳混凝土（M3）在抗压强度（28天达40.6-41.9kN）、抗吸水率（0.02ml/cm2）和碱性稳定性（11.0-11.5pH）方面最优，其多准则分析满意度指数（0.7788）显著高于其他配方。该研究建立了从餐饮废贝壳到人工礁石再生（每吨贝壳可产3.5m3礁石）的闭环系统，为沿海地区可持续旅游开发提供技术范式。

　　在西北西班牙的加利西亚地区，以其丰富的美食遗产而闻名，尤其是对以扇贝类双壳贝类（pectinid bivalves）如扇贝（Pecten maximus）的使用。这些美食不仅在本地受到高度重视，还成为米其林星级餐厅菜单上的重要组成部分。然而，随着这些美食的消费，会产生大量的贝壳废弃物。本研究提出了一种新的循环经济模式，将这些废弃物作为生产生态混凝土的原料，用于人工礁石的建设，从而连接高端美食与海洋生态系统修复。通过对米其林星级厨师的调查，研究发现这些餐厅普遍且一致地使用本地来源的扇贝，使其贝壳成为一种可靠的材料来源。实验室分析表明，含有20%扇贝壳粉的混凝土混合物在抗压强度、水吸收性和碱性稳定性方面与传统配方相当。多准则分析显示，来自Arousa的扇贝壳是最佳选择，结合了技术性能和废弃物再利用潜力。这些发现表明，这种模式可以在加利西亚这一高度依赖食品和海洋经济的地区中得到推广。

食品旅游是一种相对较新的概念，通常与“旅行和美食”或“为了美食而旅行”相关，但也可以理解为“通过美食探索未知”（Andersson and Mossberg, 2017; Hjalager and Richards, 2002; Long, 2004; World Tourism Organisation and Basque Culinary Center, 2019）。自本世纪初以来，这一趋势迅速增长，成为了一个高绩效且持续增长的市场细分领域（Long, 2014）。在这一市场中，基于地区美食发展旅游的观念被广泛采用（Walter et al., 2022）。世界旅游组织和巴斯克美食中心（2019）强调了食品在这一类型旅游中的战略重要性，指出参与者在这一概念上的支出超过其总支出的三分之一。Rinaldi（2017）认为，本地产品和美食能够帮助一个地区在与全球竞争中脱颖而出。在这一过程中，创新厨师在区分一个地方与其他地区方面起到了关键作用（Inwood et al., 2009）。

在旅游和区域发展方面，酒店和餐厅构成了一个刺激发展背景，特别是在那些较为不发达的地区（Telfer and Wall, 1996）。为美食旅游生产高端食品意味着在可持续区域发展中具有机会和优势（Hall and G?ssling, 2016; Rach?o et al., 2019; Rinaldi, 2017）。这种模式在欧洲周边地区尤其明显（Hall and Gossling, 2016）。因此，加利西亚的美食旅游正在快速增长，其中高端餐厅由创新厨师领导，连接食品生产者与消费者，同时促进当地经济从进口食品中受益，如图1A所示。高端餐厅的传播和本地产品的推广被视为旅游业和食品生产之间的互动。在这个过程中，社交媒体是餐厅业务发展和烹饪创新的重要驱动力，正如米其林星级餐厅的评选所体现的那样（Ottenbacher and Harrington, 2009）。加利西亚拥有17家米其林星级餐厅（Michelín Guide, 2024a），其中两家获得了绿色星级（Michelín Guide, 2024b）。多位作者（Finkelstein, 1989; Hjalager and Richards, 2002; Richards, 2002; Nelson et al., 2017）强调，应将本地餐厅厨师纳入对高端餐厅地理分布的研究中。

另一方面，美食旅游也可能对某些资源造成过度开发，进而导致陆地和海洋生态系统的退化。此外，它还会产生大量废弃物，这些废弃物需要被妥善管理或处理，或者在循环经济框架下得到回收利用。理想情况下，这些废弃物可以被重新利用，以修复可能受到不利影响的生态系统。本研究正是基于这一理念，特别关注加利西亚高端餐厅中扇贝类双壳贝类的消费及其产生的废弃物如何用于海洋生态系统的修复：人工礁石，如图1B所示。

在经济层面，加利西亚的拖网捕鱼（Cortés et al., 2021）在2023年产生了总计564,414公斤的扇贝类双壳贝类，其中170,714公斤为扇贝，369,060公斤为海扇贝（Aequipecten opercularis），24,640公斤为玉螺（Chlamys varia），如图2B所示。扇贝和玉螺在Ferrol（加利西亚北部）和Arosa（加利西亚南部）均有捕捞。而海扇贝则仅在Arosa捕捞。

在关注海洋栖息地和种群状况方面，人工礁石旨在模仿自然礁石。人工礁石的主要目标是通过在沿海区域设置沉入水中的结构来培育海洋，从而改变生态系统以达到多种目的，包括增加其服务产出（Carral et al., 2018）。在不同欧盟国家已经开展了大量关于海洋生态系统增强的项目，导致了众多科学研究以分析其影响。例如，Castege等人（2019）分析了法国大西洋沿岸Mimizan和Capbreton的两处人工礁石的生物群落。Manoukian等人（2011）研究了1974-1975年间在亚得里亚海（意大利）安装的一组人工礁石的状况，得出结论认为这些人工礁石在超过30年的水下浸泡后仍保持良好状态。类似的研究还包括Vicente等人（2008）对葡萄牙海岸的人工礁石系统的分析。Mu?oz-Pérez等人（2008）研究了在西班牙加的斯角（Cape Trafalgar）沿岸安装的610个人工礁石。这些礁石的目的是减少非法拖网捕鱼。研究者们得出结论，尽管这些礁石并未完全处于原始位置，但其移动不足以方便拖网捕鱼。在欧盟以外的国家也有类似案例。例如，Techera和Chandler（2015）分析了将石油和天然气行业的海上设施转变为人工礁石的可能性。他们的研究从法律角度出发，考察了澳大利亚、美国和英国的案例。日本实施了一项补贴计划，用于安装人工礁石以实现对海洋资源的最优管理。礁石的大小和位置由Nakamura（1985）研究。韩国也是安装人工礁石的国家之一。一些作者已经研究了这些礁石的部署及其不同目标。例如，Han等人（2020）研究了韩国水域中人工礁石的海底沉积情况，取决于部署角度和海底类型。另一个例子是台湾，Tian（2003）记录了该国西南海岸大量人工礁石的状况。

关于双壳贝类的贝壳与混凝土之间的关系，可以认为这是一个良好的结合。因此，加固混凝土是人工礁石的主要材料，尽管Kong等人（2022）指出其可能存在的某些缺点。混凝土作为建筑材料的潜在负面影响可以通过减少水泥使用量并掺入贝壳（Stel'makh等人，2023）或使用贝壳废弃物替代传统骨料（Kong等人，2022; Carral等人，2018）来减轻。在两种情况下，都能获得一种环保的多孔混凝土，从而实现提高孔隙率和降低碱性水平的目标（Kong等人，2022）。碱性、骨料性质、粗糙度和孔隙率等因素影响海洋生物在混凝土表面的附着能力。一些研究发现，当传统骨料被磨碎的牡蛎贝壳替代时，生物多样性有所提高（Rupasinghe等人，2024; Hanlon等人，2018; Kong等人，2022）。

近年来，扇贝类贝类养殖的显著发展重新激发了人们对这些贝类潜在应用和服务的兴趣（例如，Olivier等人，2018; Jovic等人，2019）。在双壳贝类的背景下，最近的研究回顾了从贻贝贝壳中提取的碳酸钙（CaCO3）的潜在应用（Morris等人，2019）或牡蛎贝壳作为创新材料的来源（Bonnard等人，2020）。在此基础上，Carral等人（2022）通过统计方法和多准则分析，证明了使用以方解石为主的贝壳混合物（如牡蛎和扇贝）比以霰石为主的贝壳（如蛤蜊）更适合用于绿色型人工礁石的组成（Carral等人，2020; Carral等人，2021; Carral等人，2022; Lamas等人，2022; Carral等人，2023a）。这主要是因为以方解石为主的贝壳混合物在混凝土中的抗压强度和吸水性方面与砂相似。这一发现逻辑上支持了对以方解石为主的贝壳（如扇贝类）进行进一步研究，特别是在考虑两个相关因素：i）特定物种的贝壳组成因素，以及ii）贝壳类型因素。事实上，Carral等人（2022）特别强调了前两个因素的重要性，因为它们影响混凝土的性能。此外，在扇贝类家族中，扇贝在空间分布上表现出显著的生长和繁殖模式变化。Lavaud等人（2019）指出，这种变化主要由环境动态——即食物吸收和温度——而非内在生理差异所决定。这项研究强调了生物的生理性能不仅依赖于平均环境条件（温度和食物可用性），还依赖于其变化性、季节性和营养来源的多样性。因此，有必要考虑“来源因素”来测试来自两个不同地理来源（加利西亚南部和北部）的扇贝，以强调这一因素在人工礁石建设中对贝壳适用性的影响。

通过高端餐饮活动将本地生产者与消费者联系起来，决定了美食旅游的发展。使用高端产品（扇贝类）会产生废弃物——贝壳，这些废弃物在本研究中被研究其在循环经济框架下的应用，用于生产人工礁石的生态混凝土，如图1B所示。

据作者所知，此前没有研究探讨过美食旅游与通过这种旅游实现的海洋生态系统修复之间的联系，特别是在加利西亚地区。因此，本研究旨在实现几个科学目标。首先，分析加利西亚美食旅游中扇贝、海扇贝和玉螺的消费情况，特别是米其林星级餐厅，以确定所产生的废弃物（贝壳）的数量，并由此确定需要解决的问题的规模。这将通过调查进行。其次，评估这些贝壳在生产绿色人工礁石混凝土中的潜力。为此，将对不同混凝土混合物进行一系列物理化学、机械和碱性测试。随后，基于获得的结果，进行统计分析，以确定不同贝壳类型（考虑物种特定的贝壳组成、贝壳类型和来源因素）对混凝土混合物性能的影响。最后，将使用多准则决策模型选择最佳的混凝土混合物。

在本研究中，采用的总体方法如图3所示。可以看到，第一步是设计一份调查问卷，以评估加利西亚米其林星级餐厅中扇贝类产品的消费情况。事实上，向负责的厨师提交了一份问卷，以了解他们对扇贝类产品的兴趣。问卷包括质量参数，以评估这些双壳贝类在他们菜单中的存在（包含扇贝、玉螺或海扇贝的菜肴数量），以及在过去一年中他们从本地生产者处消费的每种扇贝类贝类的数量，以及产品的来源。

随后，对不同类型的贝壳进行了物理化学测试。贝壳的化学组成通过X射线荧光（XRF）分析。有机物质通过在475°C下煅烧确定。关于贝壳嵌入混凝土配方中的物理分析，其形态通过Jeol JSM-7200F扫描电子显微镜（SEM）进行分析。

下一步是提出不同的混凝土混合物，通过部分替换传统骨料来使用不同扇贝类贝类的破碎贝壳。为了确定混凝土成分和配比，参考了Carral等人（2018）的研究。因此，考虑了以下混合物：

- 混合物M0（对照混合物）：51% 6–12 mm的花岗岩碎石 + 35%花岗岩砂 + 14%硅质砂。
- 混合物M1（来自Ferrol的扇贝，扁平部分）：40.8% 6–12 mm花岗岩碎石 + 35%花岗岩砂 + 14%硅质砂 + 10.2%方解石（扇贝贝壳）。
- 混合物M2（来自Ferrol的扇贝，凹陷部分）：40.8% 6–12 mm花岗岩碎石 + 35%花岗岩砂 + 14%硅质砂 + 10.2%方解石（扇贝贝壳）。
- 混合物M3（来自Arosa的扇贝）：40.8% 6–12 mm花岗岩碎石 + 35%花岗岩砂 + 14%硅质砂 + 10.2%方解石（扇贝贝壳）。
- 混合物M4（海扇贝）：40.8% 6–12 mm花岗岩碎石 + 35%花岗岩砂 + 14%硅质砂 + 10.2%方解石（海扇贝贝壳）。
- 混合物M5（来自Ferrol的玉螺）：40.8% 6–12 mm花岗岩碎石 + 35%花岗岩砂 + 14%硅质砂 + 10.2%方解石（玉螺贝壳）。
- 混合物M6（来自Arosa的玉螺）：40.8% 6–12 mm花岗岩碎石 + 35%花岗岩砂 + 14%硅质砂 + 10.2%方解石（玉螺贝壳）。

值得注意的是，贝壳废弃物在135°C下进行了热处理32分钟（EC, 2009）。这种惰化过程为贝壳的处理提供了安全保证（Martínez-García等人，2017）。之后，贝壳被破碎成6-12 mm。此外，使用了300 kg/m3的粘结粉剂，水灰比为0.57。所有情况下，选择了CEM I MR78 CEM I 52.5R - SR3 LAFARGE类型的水泥。所有混合物中都使用了MR040 SikaViscocrete20 UNE-EN 934-2类型的添加剂。混合物按照（EN 12350-2, 2009）进行配制。

所有混合物随后都进行了机械和碱性测试。前者包括抗压强度和毛细水吸收率。抗压测试按照UNE-EN 12390-3进行，对7天和28天的混凝土样本进行测试，样本在标准化压力机FORCE: EE014-01中被压缩直到破裂（UNE-EN ISO 7500-1 Class 1 MASS: EE016-03）。适用标准包括UNE-EN 12350-1:06, 12350-2:06, 12390-1:01; 12390-2:01; 12390-3:03。毛细水吸收率测试按照RILEM测试方法II.4进行，使用Karsten吸管，适用于3个样本（适用标准：UNE-EN 16302:2016）。

关于碱性，通过测量渗出溶液的pH值进行评估，使用连续渗出方法。首先，用蒸馏水制备模拟海水，并加入3.5%的NaCl盐溶液。随后，将28天养护后的混凝土样品置于模拟海水中，使其悬浮以确保材料的渗出均匀影响其整个表面。测试样品被放置在2.25升的容器中，盖子防止溶解水的蒸发。测试的平均温度为21°C，范围在±0.5°C。在样品浸入前，盐溶液的pH值为7.20，质量比为1:125，盐溶液顶部与混凝土之间的距离为30 mm。最终，pH值在1、6、24、31、50、55、74小时期间被测定，使用Crisom pH计。

通过调查和机械及碱性测试获得的数据，进行了统计分析。这一阶段的目标有两个。一方面，获得与米其林星级餐厅中扇贝、玉螺和海扇贝消费相关的废弃物数量和类型。另一方面，评估这些贝壳废弃物在开发更环保的混凝土配方中的潜力，同时保持标准混凝土的良好性能。为此，考虑了混凝土样品的抗压强度、水吸收率和碱性，假设这些是影响混凝土质量变量的关键因素（Carral等人，2018; Carral等人，2023b; Carral等人，2023c）。最后，通过多准则分析确定不同混合物的满意度指数。

关于最后一步，多准则决策方法（MCDM）可以定义为一套工具，用于在需要考虑多个冲突属性的决策过程中进行决策。在众多MCDM技术中，MIVES方法因其简单性、避免等级反转问题的能力（Cartelle Barros等人，2022a; Wang和Luo, 2009）以及其它优点（de la Cruz等人，2014）而脱颖而出。

MIVES首先从需求树的定义开始。这棵决策树由几个层次组成，从最低到最高详细程度。最后一层包含指标，即在评估和比较不同替代方案时需要考虑的具体属性。指标层通常由标准层前面，而标准层又由需求层前面。指标可以呈现增加或减少的趋势。此外，每个指标都有其自己的尺度和单位。因此，为了处理这些问题，MIVES依赖于价值函数的使用，如方程（1）所示。在方程（1）中，Vi是针对指标i的价值函数返回的满意度水平。这是一个无量纲参数，其值在0到1之间，分别对应最差和最佳结果。Pi,max和Pi,min是与0和1相关的指标i的输入值。Xi是针对指标i的替代方案的输入值。Ai、mi和ni是用于修改价值函数形状的参数，允许线性、凸性、凹性和S型几何。MIVES的最后一步是对所有指标的无量纲结果进行加权求和，通过整个需求树进行，如方程（2）所示。结果是一个满意度指数（SI）在0到1之间。

在方程（2）中，n是决策树中的指标数量，wr,i、wc,i和wi分别是需求、标准和指标的权重。读者可以在de la Cruz等人（2014）处找到更多关于MIVES的信息。

在统计分析的第一项（第2节），调查结果显示，十二家餐厅都使用了本地来源的扇贝类。扇贝是最常见的扇贝类（所有餐厅均包含扇贝），其次是海扇贝（三个案例）和玉螺（仅两个案例）。平均每年每家餐厅的扇贝消耗量为1200公斤/年，总计为20,400公斤，占加利西亚总生产量（170,714公斤）的11.9%。关于加利西亚的餐厅及其消费情况的更详细信息见附录A的表A.1。

在物理化学测试中，可以得出结论，所有贝壳类型的化学组成存在显著差异。在所有情况下，主要的金属元素是钙。还检测到了少量的钠、硅、硫、镁、锶、铝、磷、钾、铜、锌和锆。扇贝的有机物含量略低于海扇贝和玉螺（1.3-1.5%重量比），而海扇贝和玉螺为2.0-2.2%重量比。此外，表1显示了通过X射线衍射检测到的主要晶体相的定量。定量X射线衍射数据表明，主要相是方解石（CaCO3），尽管其含量因贝类物种而异。在扇贝的情况下，检测到的方解石含量在Arosa扇贝的扁平部分（86.0%重量比）和Ferrol扇贝的扁平部分（85.5%重量比）略高于凹陷部分（84.5%重量比和83.0%重量比）。根据表1的结果，Arosa的扇贝和玉螺壳的方解石含量略高于Ferrol的扇贝和玉螺。在Arosa的玉螺中检测到最高比例的霰石（CaCO3）为3.5%重量比，而在Ferrol的玉螺中为3.0%重量比。所有样本中都检测到了非常小的二氧化硅（SiO2）百分比。值得注意的是，在海扇贝样本中发现了大量的非晶态材料（19.0%重量比）。扇贝壳中的相百分比与Carral等人（2023b）之前报告的结果相符。

在物理分析方面，通过SEM获得的贝壳形态显示出一种叶状结构，其板状结构与之前其他作者对这些物种的观察相似（Grefsrud等人，2008; Checa等人，2006）。检测到Ferrol扇贝中的CaCO3板状结构比其他样本更长。还观察到了不规则几何形状的CaCO3小颗粒，可能是由于材料研磨所致。读者可以在附录A的图A.1中找到通过SEM获得的图像。

另一方面，机械和碱性测试的结果包括在表2中。表2显示了不同混凝土混合物的抗压强度、毛细水吸收率和碱性测试结果。水泥为MR78 CEM I 52.5R – SR3 LAFARGE。水泥含量为300公斤/立方米。水灰比为0.57。体积密度为2360/2340/2360，2350/2360/2340，2350/2350/2360，2380/2360/2350，2290/2300/2320，2320/2350/2350，2260/2260/2280。体积密度为2350/2350/2360，2360/2360/2350，2360/2370/2370，2350/2370/2370，2290/2300/2310，2300/2340/2330，2250/2270/2270。体积密度为2350/2350/2360，2360/2360/2350，2360/2370/2370，2350/2370/2370，2290/2300/2310，2300/2340/2330，2250/2270/2270。抗压强度在7天和28天的养护后测量，结果显示所有样本在养护过程中强度随时间增加而增加（图4A）。如果考虑95%置信区间，可以发现，对于28天养护的样本，当砂被扇贝壳替代时，混凝土样品的抗压强度与标准混凝土样品相似，其区间大致重叠。否则，使用海扇贝壳（M4）和玉螺壳（M6）的混凝土似乎会产生显著较低的抗压强度。

在统计分析的第二项（第2节）中，需要测试添加扇贝、玉螺或海扇贝壳是否会对混凝土的抗压强度产生显著影响。如果未观察到影响，那么使用这些类型的废弃物是合理的，因为含有贝壳的混凝土具有与标准混凝土相同的性能。为了评估这一假设，绘制了平均值图（图4A）。图4A显示了不同混凝土配方在养护时间和抗压强度上的平均值图。图4B展示了通过t检验对每对混凝土配方进行的配对比较，包括每对样本的平均值和相应的p值（调整为多配对检验场景）。原始观察值通过箱形图包括在内。

为了获得关于强度差异的更多信息，需要应用假设检验技术。为便于理解，选择了t检验来比较两个群体的平均值，以识别不同混凝土配方之间的配对差异。因此，图4B显示了通过t检验对每对混凝土配方进行的配对比较结果。具体而言，包括了每种配方的强度测量值的箱形图，以及每种养护时间（7天和28天）下的平均值。调整后的p值表明，当强度差异为零时，所有配方的差异均显著。当然，也可以使用其他显著性水平，如0.01或0.1，但0.05是工程领域的常见标准。

在图5A中可以观察到，添加贝壳有助于减少混凝土的水吸收率。具体来说，添加贝壳似乎有助于减少混凝土吸收的水量。在这方面，可以强调，使用Arosa扇贝（M3）和玉螺（M5和M6）的混凝土显示出更高的水吸收率减少。因此，使用玉螺壳和凹陷扇贝壳的混凝土提高了其水的抗性。

在图5B中，所有碱性趋势在一定程度上重叠，因此可以假设所有混凝土配方的碱性趋势与对照混凝土配方（M0）相似。为了验证这一假设，可以拟合GAM模型，如方程所示，其中碱性估计值以pH表示，是常数，是时间的平滑效应（使用4个节点的薄板样条基底），而是一个线性效应。此外，图6A1显示了不同混凝土配方对强度的线性效应，而图6A2显示了时间对强度的平滑效应。图6B展示了在74小时时不同混凝土配方之间的配对比较，使用t检验比较每对平均值和相应的p值。原始观察值通过箱形图包括在内。

如果只考虑碱性测试的最大实验室时间（74小时），可以应用多变量假设检验（如t检验）来评估每对混凝土配方的碱性均值相等的假设。所有相应的配对p值均高于0.05的显著性水平，因此可以得出结论，所有混凝土配方在74小时时的碱性均值均无显著差异。因此，如果仅考虑最后的时间点，所有使用不同类型贝壳的混凝土配方都可以替代标准混凝土（M0），当然，前提是仅考虑碱性这一指标。

关于多准则分析，最佳替代方案是M3（来自Arosa的扇贝）。其满意度指数远高于第二替代方案（M2，来自Ferrol的凹陷扇贝）。事实上，M3在不考虑对照混合物（M0）的情况下，显示出最佳的抗压强度。此外，M0和M1在吸收方面表现较差，而M2、M4和M5在碱性方面表现较差。M3在“优先纳入”和“废弃物利用”两个指标中表现最好，这证明了其在排名中的第一位地位，以及与其他混合物的满意度差异。M2（来自Ferrol的凹陷扇贝）和M1（来自Ferrol的扁平扇贝）分别是第二和第三最佳替代方案。这两种混合物的结果受到高端餐厅较低需求的影响，这与M3的情况相反。这是因为大多数餐厅位于Arosa附近，因此从那里获取供应。这在“优先纳入”和“废弃物利用”两个指标中对M2和M1产生了负面影响，显著降低了它们的满意度指数。尽管如此，值得注意的是，最佳的三种替代方案都是使用扇贝壳部分替代粗骨料的混合物。排名第四的替代方案是不使用回收废弃物的常规混合物（M0）。由于这一情况，M0表现出最佳的抗压强度值。然而，它因未添加任何贝壳废弃物而受到惩罚。尽管如此，它仍然领先于混合物M5、M6和M4。使用玉螺和海扇贝的废弃物显著影响了抗压强度，这与高端餐厅对这些产品的较低需求有关，解释了M5、M6和M4的排名情况。事实上，可再利用的废弃物量较小，不足以证明其与M0相比的机械性能下降。

本研究是已知的第一项针对加利西亚米其林星级餐厅中扇贝类双壳贝类废弃物的产生和再利用的研究，将其作为生态混凝土的资源用于人工礁石的建设。收集的数据表明，扇贝是消费最多的物种，其贝壳是当地最丰富和可利用的废弃物来源，尤其是在Arousa和Ferrol地区。因此，在西班牙西北部，扇贝壳将成为开发更环保的人工礁石混凝土的主要资源。

实验室测试显示，用20%的传统骨料替换为扇贝类双壳贝类的贝壳会产生与标准混合物机械性能相当的混凝土，并且在某些情况下，其水吸收性能有所改善。基于扇贝的混凝土表现出较高的抗压强度，这与其较高的方解石含量和贝壳形态有关，如X射线衍射和电子显微镜分析所证实的。

在碱性方面，未观察到标准混凝土和贝壳基混凝土之间的显著差异。所有配方在25小时后均达到相似的pH值，表明化学稳定性和环境兼容性。统计分析证实，物种、来源和贝壳类型不会显著影响这一参数。

多准则分析显示，使用来自Arosa的扇贝壳（M3）的混凝土在整体性能上表现最佳。它在抗压强度、低水吸收率和高废弃物利用潜力方面达到了最高的满意度指数，这与可持续性原则和循环经济目标相一致。这些发现表明，使用本地扇贝壳作为生态混凝土的成分可以为人工礁石的发展提供一种可持续且技术可行的解决方案。这种方法还加强了高端美食、废弃物再利用和海洋生态系统修复之间的联系。