海洋环境是有机和无机污染物的主要储存库，这些污染物通常与海洋来源的废弃物相关[1]、[2]。疏浚沉积物、海洋粘土和贝壳废弃物越来越多地被视为危险废弃物。重金属通常存在于可交换部分和与碳酸盐结合的部分，这使得它们具有高度的生物可利用性[3]、[4]。此外，这些废弃物还充当了疏水性有机污染物的汇，其命运受到盐度、矿物表面和残留有机物的强烈影响[5]。这些污染物带来了众所周知的风险，包括内分泌干扰、致癌性和在海洋生态系统中的生物累积[6]。这种污染由于大量存在而变得更加严重。
受污染的海洋来源废弃物继续对全球废物管理构成挑战[2]。全球每年大约产生0.6至3.596亿立方米的沉积物[7]。在许多国家，只有大约10%的疏浚材料（包括疏浚的海洋粘土）被重新利用，而剩余的90%要么被倾倒到海里，要么用于土地复垦[8]。同样，贝壳废弃物在沿海地区和海鲜消费量大的国家迅速积累[9]、[10]。全球鱼类产量约为1.846亿吨，但只有50-60%用于人类消费，留下了贝壳、骨头和其他残渣未得到处理[11]。因此，海洋来源废弃物带来了处理难题和环境问题[10]。严格的环境法规和公众接受度的下降推动了寻找成本效益高、环保的替代方案，特别是那些能够永久稳定污染物的方案[12]。重要的是，海洋来源废弃物的资源化是一种技术解决方案，也是实现可持续性的必要条件，直接支持循环经济、碳中和和联合国可持续发展目标（SDGs）等全球议程[13]、[14]。
海洋来源废弃物是陶瓷和建筑应用中的一种有前景的资源[8]。疏浚沉积物和海洋粘土的化学成分富含二氧化硅（SiO2）和氧化铝（Al2O3），主要来源于石英、长石和铝硅酸盐矿物[7]、[15]。原始贝壳通常由95-97%的碳酸钙（CaCO3组成，其余部分由微量矿物质和有机物质组成[9]。鱼骨和贝壳是新兴的添加剂，提供了可再生的钙基和磷酸盐基化合物来源[16]、[17]。这些矿物特性使得海洋来源废弃物成为替代原始材料用于陶瓷和建筑的有吸引力的资源[9]、[15]。SiO2、Al2O3和CaCO3提供了控制热处理过程中熔化行为、粘度和相变的关键玻璃形成氧化物和熔剂。然而，海洋来源材料中天然存在的盐分、卤素、硫酸盐、碳酸盐和残留有机物使其成为化学性质复杂的熱处理原料。
已经探索了多种海洋来源废弃物的资源化途径，包括生物稳定化、化学固定、水泥混合和低碳粘合剂[18]。然而，许多这些方法源自陆地系统，并没有专门针对盐分、卤素和碳酸盐相关的限制进行设计。因此，包括预热、烧结和玻璃化在内的热处理策略仍然是减轻危害和材料转化最有效的方法。烧结（1000-1300 °C）可以促进致密化和结晶相的形成，同时将重金属固定在玻璃态或结晶态基质中[19]、[20]。玻璃化将有害物质封装在稳定的非晶网络中[21]。对于有机污染物，高温处理（>500 °C），包括传统的热解和新兴的等离子体辅助或微波辅助方法，可以导致其分解并降低生物可利用性[22]。因此，热处理可以实现有机物的几乎完全破坏，同时稳定金属污染物，提供了一种一步解决危害管理和资源回收的方法。
一些综述已经讨论了陆地工业废弃物中重金属的固定和有机污染物的转化。然而，这些研究主要集中在氧化物为主的基质和低盐度条件下，通常将金属固定和有机污染物降解视为独立的过程，限制了它们在海洋来源废弃物中的适用性。迄今为止，还没有综述评估它们对烧结和玻璃化的响应，同时评估重金属固定和有机污染物转化的研究仍然很少。本文通过将海洋来源废弃物视为一个化学受限的系统，将重金属固定和有机污染物转化整合在共同的热处理和矿物学框架内，填补了这一空白。
相关研究通过Web of Science、Scopus和Google Scholar使用核心术语（如疏浚沉积物、海洋粘土、贝壳、鱼骨、玻璃废弃物、烧结、玻璃化及相关主题（例如，重金属固定、尖晶石形成、有机污染物和卤素循环）进行迭代搜索而确定。鉴于同时研究海洋来源系统中金属、有机物和相变的研究很少，本文从海洋特有的研究和化学类似的热处理系统中综合了机制洞察。第2节解释了海洋来源废弃物的物理、化学和矿物学特性与其资源化潜力之间的关系；第3节回顾了热处理和金属固定机制；第4节探讨了有机污染物的转化；第5节整合了共污染途径；第6节提出了强调以机制为导向、受限制驱动的设计框架的未来研究方向。
