USACE用疏浚沉积物3D打印牡蛎礁：航道废料转化为生态修复增材制造新方案

特别是在阿拉巴马州的莫比尔湾，风暴、海岸线变迁、泥沙过程变化以及其他环境压力因素已导致栖息地丧失和当地牡蛎种群数量下降。

为了保障航道安全可靠，美国陆军工程兵团（USACE）的研究人员与工程师正在想办法加强海岸系统。

这个项目由USACE的工程研发中心（ERDC）和莫比尔区及合作伙伴一起搞，把航道维护的副产品，也就是每年都得清掉的沉积物，看成是环境修复的原材料，而不是该丢掉的垃圾。

「真正的机遇在于让泥沙在海岸系统中持续发挥作用，并将其作为一种资源加以利用」，USACE区域泥沙管理与工程自然实践负责人伊丽莎白·戈德西（Elizabeth Godsey）说，「通过将疏浚材料与创新设计和打印方法相结合，我们可以开发出支持航运、恢复栖息地并增强海岸韧性的解决方案」。

你想想看，风暴、海岸线变化这些压力因素，让莫比尔湾的栖息地没了，牡蛎也跟着少了。

牡蛎是阿拉巴马州河口的关键物种，它们过滤水质，支持其他海洋物种，还能通过影响近岸波浪和沉积物运动来减少海岸侵蚀。

戈德西说，他们用3D打印的想法来自观察牡蛎怎么自然建造礁石。

「随着牡蛎礁的生长，它们会过滤并稳定泥沙，同时形成复杂的栖息地。我们就在想，能否利用航道中已有的同系统泥沙作为建筑材料，来制造促进新礁石发育的结构？」她指出。

ERDC环境实验室（EL）的研究人员从布莱克利岛封闭处置设施（CDF）收集了细粒沉积物，用于制造3D打印结构。

团队开发了一种特殊的、可打印的沉积物基混合物，以生产具有不同表面、开口和内部几何形状的穹顶结构，旨在提供稳定的基质和栖息地复杂性。

Kennedy博士说，我们正在用莫比尔港的细颗粒疏浚沉积物做建筑材料。

打印穹顶的层状结构和复杂几何形状能提供微栖息地和表面结构，非常适合幼虫定居。

早期部署的牡蛎穹顶效果非常好，简直让人惊喜。

Kennedy说，莫比尔湾的早期安装显示，打印穹顶吸引藤壶和牡蛎的速度跟赤陶土差不多，而赤陶土是USACE认为的理想参考材料。USACE报告说，这些结构还能减少波浪能量，保留海岸沉积物。

那结果会怎样呢？接下来的项目阶段会比较完全由疏浚沉积物做的穹顶和掺了10%牡蛎壳的穹顶，看看哪个更耐久、更吸引牡蛎，还会探索用料斗系统现场按需打印，降低运输成本。

所以呢，USACE还在制定一份国家牡蛎礁工程实践指南。

这项研究的意义远不止在莫比尔湾。

USACE看到牡蛎这么多好处，加上这些设计很成功，所以正在准备发布一份全国性的《牡蛎礁工程实践指南》。

这份指南强调，基于自然的海岸工程对国家来说特别重要。