通过对建筑开挖土、工程泥浆、拆除垃圾、装修垃圾、施工垃圾发生源特征，审批环节、产量预测（包括天地一体化监测体系）、消纳场规划，运输监管及全过程监管平台示范等研究工作，总结我国建筑垃圾治理技术方案路线、研究成果和管理经验，并将各科研团队的科研成果用于典型城市的建筑垃圾精细化管理，为城市市政市容管理提供科技支撑，极大提升城市管理水平。

　　本研究依托“十三五”国家重点研发计划《建筑垃圾精准管控技术及示范》项目，针对我国城市建设过程中建筑垃圾管理粗放等问题，以建筑垃圾全过程实时监测与智能管控需求为导向，研究建筑垃圾的精准管理和风险控制两大关键问题（图1）。构建建筑垃圾定量预测模型和精准处置技术体系，实现建筑垃圾天地一体化快速监测与识别，评估并预警建筑垃圾的安全风险和环境影响，建立建筑垃圾全过程实时监测与智能管控平台并进行示范，提升建筑垃圾的精准管控水平。

　　以国家重点项目为引导，调动地方和各单位积极性。示范工程取得很好示范效果。形成12项行业和团体标准，引导行业发展方向和先进规范作业模式、先进经验，推动行业发展。通过七个示范工程和三个城市应用示范，针对我国长三角地区（宁波、杭州、湖州城市群）、京津冀（唐山、北京、天津、石家庄等环渤海城市群）、中原城市群（平顶山、商丘、济宁等黄淮河平原城市群）不同城市群发展过程中，各类建筑垃圾不同区域的资源和环境属性，精准分析环境风险，形成具有区域特色的可持续发展技术体系，建立起对应的处理处置技术体系及标准规范，优秀成果进行申报并进行转化，实现产学研的深度对接，解决国家建设发展战略方面的技术瓶颈。图2为研究的关键技术构成。

　　（1）研究对象：从点到面，从发生源（工地）到区域（城市），对应示范工程和城市综合示范。

　　（2）技术手段：“顶天立地”。天：通过航天（空）遥感影像解译，分类识别，对存量精准估算，实现区域动态监管。地：从解决区域可持续发展着手，采用3S技术对堆填场安全预警分析。地球化学背景值支持环境风险评估。

　　（3）时空特征：全过程、全链条精准管控技术，大数据技术。“建筑垃圾全过程实时监测与精准管控平台”集成。

　　建筑垃圾资源环境属性及处置技术体系应用研究包括：建筑垃圾资源环境属性研究和建筑垃圾处置技术体系应用研究。

　　结合工业生态学原理，参考现行国家标准《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》GB 36600—2018与《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》GB 15618—2018中重金属等相关限值的规定，对城市发展过程中建筑垃圾的资源环境属性进行探究，有效解决了区域性环境污染问题，促进了建筑行业的绿色可持续发展。

　　（1）遥感卫星影像解译分析（图3）：利用多时相GF-2遥感影像和地理信息系统软件ArcGIS，通过人工目视解译与机器学习识别相结合的方式提取研究区域内建筑垃圾空间分布情况，基于激光雷达观测技术，计算不同类型建筑垃圾占地面积与体积。

　　（2）BP神经网络预测分析（图4）：基于BP神经网络预测模型，预测装修垃圾产生量趋势，实现区域分布特征可视化，为全国城市群发展过程中装修垃圾政府监管工作提供理论依据与技术支撑。

　　（3）建筑垃圾监测管理体系：结合“一住两公”（即住宅、公共服务和公共管理）建设用地安全利用相关工作，参考土壤环境质量标准，提出建筑垃圾处置全过程环境监测指标体系。

　　（4）ArcGIS污染程度可视化分析：采用便携式XRF实现建筑垃圾中重金属元素的现场快速监测，结合不同区域地球环境化学背景值，利用富集因子法初步评价分析，通过ArcGIS实现污染程度可视化。

　　（5）环境风险评价分析：浸出毒性分析、阴阳离子环境影响分析，判断对周围土壤、地表水、地下水的潜在环境影响。

　　（6）资源环境属性分析：XRD分析、氧化物含量分析（XRF、三元相图），确定建筑垃圾矿物组成、氧化物组成及含量，作为制造再生品的重要参考依据，确定其资源化处置路径，避免造成二次污染。

　　（1）建立建筑垃圾监测管理体系，通过十个示范工程和四个示范城市，在全国不同城市群进行应用示范验证，其中主要包括京津冀区域（北京、天津、唐山、石家庄等环渤海城市群）、黄淮河平原区域（许昌、商丘、平顶山、济宁等中原城市群）、长三角区域（宁波、杭州、湖州等长三角城市群）。

　　（2）采用多学科手段，利用遥感卫星影像、激光雷达、BP、ArcGIS、XRF等先进技术，建立完整的建筑垃圾环境风险评价体系。

　　（3）利用建筑垃圾作为原材料，从资源化利用角度确定处置路径，开展建筑垃圾体系化规模应用工程示范。

　　作为全国首批“无废城市”建设的试点城市，为了解决不断增加的建筑垃圾产生的环境问题和土地占用问题，许昌市经过多年探索，通过制度建设持续推动建筑垃圾资源化利用，为建筑垃圾的市场化处理和再循环利用奠定了基础。许昌市通过特许经营方式，建筑垃圾产业链全链条数据记录完整清晰，为建立管控模型奠定基础。

　　工程渣土中除土壤外，可能含有砂、石、混凝土、砖瓦陶瓷、木材、塑料、金属等杂质，成分复杂。杂质的类型及数量与工程类型相关，同时杂质会随地域空间的不同而发生变化，该现象也称为工程渣土的地域差异性。

　　基于《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准》（试行）GB 36600—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》（试行）GB 15618—2018，研究提出关于工程渣土处置全过程监测指标及其检测方法，并应用于不同城市群所产生工程渣土污染物监测分析。

　　基于项目所建立的建筑垃圾全过程环境监测指标体系，面向我国主要城市群（京津冀、黄淮河、长三角以及长株潭）各类建筑垃圾开展相关监测分析，并揭示其环境污染风险。监测结果证明：建筑垃圾中重金属污染情况与城市群发展、土地使用变更情况密切相关；不同重金属元素的富集情况具有地域性差异且受地球化学背景值的影响较为显著。

　　根据广州市、许昌市土壤检测统计报告结果，利用富集因子法评价环境污染程度，通过ArcGIS实现可视化，预测该区域整体污染分布情况。

　　结合“一住两公”，在土地变更过程中，确保用地土壤的环境质量符合使用要求，为土地规划作好环境影响评估工作。

　　参考《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》GB 5085.3—2007、《地表水环境质量标准》GB 3838—2002Ⅲ类标准限值，如果浸出液中污染物浓度超过标准限值，有可能对水环境等带来潜在的污染风险。所以，浸出毒性是固体废弃物资源化利用的重要评价指标，也是指导选择废弃物处理、处置方法的重要参考依据。

　　固体废弃物受到水的冲淋、浸泡，其中的有害成分将会迁移转化至水相而导致二次污染，污染源不仅包括重金属，与此同时还需要考虑浸出液中阴阳离子含量对周围水环境所造成的影响。参考《地表水环境质量标准》GB 3838—2002、《地下水质量标准》GB/T 14848—2017 Ⅲ类标准限值。

　　（1）XRD分析：选取拆除垃圾样品，包括渣土类、废砖类、收尘灰、水泥类，其主要相组成为石英、钠长石、方解石、白云石、水钙沸石、莫来石。装修垃圾样品包括泥浆类、废砖类、混凝土、石膏，其主要相组成为白云石、石英、硅钙石、钠长石、莫来石。

　　以不同建筑垃圾发生源（工地）为研究目标。结合不同工地的发生源特征，利用快速检测技术，分析工地现场环境污染因子，明确不同建筑完美真人垃圾的资源环境属性以及环境污染风险。将Riley相图与建筑垃圾的矿物成分结合，建立建筑垃圾处置技术体系。

　　围绕建筑垃圾定量化与精准处置决策展开研究，兼顾建筑垃圾资源环境属性，建立了建筑垃圾精准管控分类体系，提出定量预测模型，以实现建筑垃圾的分类、分时段定量预测。结合建筑垃圾处置流程特点，研发了建筑垃圾精准处置决策系统。

　　（2）氧化物含量分析：在建筑垃圾资源化处理处置过程中，烧结砖、水泥、陶粒均可作为再生品而应用于实际生产生活中，所选取的该部分建筑垃圾样品均存在不同程度的污染问题，其主要氧化物成分含量及占比均在理想区间之内，可应用于烧结砖、水泥、陶粒的生产与再利用。由此表明，通过对样品氧化物含量测定，结合硅酸盐三元相图（图5）分析，可作为制造再生品的重要参考依据，不仅有效解决样品存在的环境污染问题，同时可以进一步确定其资源化处置路径。

　　通过采用XRD、XRF等多种分析方法，从建筑垃圾的资源化利用角度出发确定处置路径，利用建筑垃圾、工业固废等作为原材料，通过合理的配料设计研究水泥熟料的烧成过程及最佳煅烧工艺，并对优化后水泥的微观结构及水化性能进行试验研究，降低建筑垃圾对于环境的污染影响，同时实现可持续的再生利用，带动绿色产业发展。

　　解决问题：分析不同建筑垃圾资源环境属性，建立相关建筑监测管理体系，明确不同建筑垃圾的可资源化方式，拓展不同建筑垃圾处置技术路径，提高建筑垃圾资源化率。

　　研究成果：研究建筑垃圾的资源环境属性，明确不同建筑垃圾的环境污染风险，揭示不同建筑垃圾的矿物成分，为不同建筑垃圾从而提高建筑垃圾资源化效率。

　　建立建筑垃圾处置技术体系，构建不同建筑垃圾资源化知识图谱，扩展建筑垃圾资源化方式。开展再生产品环境属性分析，揭示不同再生产品的环境污染性。

　　作烧结建材产品：研究选取了来自长沙市不同地铁工程施工段内的开挖盾构土，渣土的资源属性知识图谱如图6所示，图中记录了该批工程渣土的矿物、化学成分，以及适合用于烧结砖材的材料参数范围（黄色部分）。检测结果显示四种渣土均含有蒙脱石、伊利石等粘土矿物，结合工程当地的地理位置与生产需求，项目组研究了渣土烧制砖的资源化技术。经过多次试验探索，成功烧制出工程渣土烧结砖，制品性能符合《烧结普通砖》 GB/T 5101—2017。

　　制备免烧砖：研究选取杭州博奥隧道各段工程泥浆，其资源属性知识图谱（图7）中显示，泥浆中的主要矿物成分为SiO2，证明包含完美真人大量细砂，同时存在高岭石等黏土类矿物，以及长石、云母类造岩矿物，成分含量适合制备免烧砖制品。经试验验证，工程泥浆可制成路面砖、墙体砖、护坡砖等多种类型，所制免烧砖相关指标均满足JC/T 422—2007《非烧结垃圾尾矿砖》要求。

　　作为再生建材：废弃混凝土、废弃砖、破碎路面、废弃瓷砖、废砂浆、废石棉瓦等拆除垃圾含有石英、方解石的矿物，可经破碎、筛分、清洗等工艺制备成再生骨料（微粉）。再生骨料能够替代天然骨料用于生产建设中，该技术不仅减轻了建筑垃圾污染问题，而且减少了天然骨料的开采，是目前处理废弃混凝土的主要途径。

　　作为水泥缓凝剂：研究选取来自商丘的废弃石膏板，对干燥球磨后的废石膏粉进行高温煅烧，后与水泥熟料按不同比例混合，依据SO3的质量分数进行砂浆制备。结果显示由废弃石膏板所制备的缓凝剂能够起到提高强度和调节水泥凝结时间的作用，且效果与氟石膏、脱硫石膏相差不大，证明废石膏用于水泥生产是其处置利用的有效方式和适宜途径。

　　制备免烧产品：PHC管桩在生产过程中不可避免地会产生管桩余浆。余浆是指生产管桩时经离心后排放出来的悬浊液，含有水泥、水、磨细砂、矿粉和外加剂，此部分浆体是由高标号水泥所制，具有较强的粘结性能。研究选取来自威海的PHC管桩余浆，根据材料特性将其与锅炉产生的工业废物协同制备成人工鱼礁与免烧砖。

　　目前我国缺乏系统化的建筑垃圾处置产业链，为提升建筑垃圾再生产品全产业链建设，亟需解决以下关键科学问题：

　　（1）建筑垃圾资源化利用全产业链体系化建设问题，实现再生产品从原料收集、工艺优化、产品升级及市场推广的全链条标准化运营管理。

　　（2）建筑垃圾再生产品规模化应用瓶颈问题，以市场需求为导向，实现建筑垃圾再生产品的规模化应用。

　　（3）在以无废城市建设为核心的可持续发展理念引导下，基于建筑垃圾发生源精准管控技术，形成服务于不同城市群建筑垃圾处置产业园的建设运营模式。

　　（4）以再生产品多层次目标需求为导向，建立建筑垃圾多元化绿色处置技术体系，开展基于产品性能靶向的建筑垃圾再生产品研发技术研究，创建建筑垃圾再生产品标准化清洁生产工艺。

　　（5）基于建筑垃圾现场处置设备模块化应用发展，开展建筑垃圾再生产品全链条规模化应用。