海水淡化廠對海洋生物的影響分析

摘 要：分析了海水淡化廠的取水和排水過程對海洋生物的影響因素。取水時的主要影響因素是卷載效應(yīng)，排水時的主要影響因素包括高鹽度、溫升、高濃度重金屬和化學(xué)物質(zhì)等。同時針對以上存在的和潛在的影響因素提出了一些相應(yīng)措施，減少海水淡化廠對海洋生物的影響。

關(guān)鍵詞：海水淡化 取水 排水 海洋生物

中圖分類號：P746 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0140-02

海水淡化又稱海水脫鹽，是從海水中獲取淡水的技術(shù)和過程。從海水中取出淡水或除去海水中的鹽分，都可以達(dá)到淡化的目的。海水淡化技術(shù)的研究起始于20世紀(jì)50年代中期，目前，海水淡化的主要方法有三大類：電滲析、蒸餾和反滲透技術(shù)，全世界單機(jī)日產(chǎn)量在100 t以上的淡化裝置其總的生產(chǎn)能力超過了3×107 m3/d。盡管海水淡化工程蓬勃發(fā)展，但是其對海洋生態(tài)的影響研究一直以來卻相對滯后，本文將就海水淡化廠對海洋生物的影響因素進(jìn)行初步分析。

1 海水淡化取水過程對海洋生物的影響因素分析

目前，大部分濱海海水淡化廠都是水電聯(lián)產(chǎn)，與發(fā)電廠的海水冷卻系統(tǒng)共用取、排水設(shè)施[1]。被抽取的海水在濾網(wǎng)和攔污柵的阻檔作用下，個體較大的生物被阻隔在外，能進(jìn)入工藝系統(tǒng)的為小型的浮游生物和浮性魚卵、仔魚、微生物等。由于水泵急速抽取海水，致使海洋生物產(chǎn)生機(jī)械碰撞損傷。由于海水首先被用作冷卻水，所以海洋生物又面臨熱沖擊。一些海水淡化廠為防止管道阻塞人為加入消毒劑和殺蟲劑，由此產(chǎn)生化學(xué)沖擊。取水過程對海洋生物造成影響的主要是卷載效應(yīng)，即受高速水流的沖擊碰撞、熱沖擊和化學(xué)沖擊。

卷載效應(yīng)對浮游藻類損傷率的變化范圍為11.98%～27.08%，易損種類主要是藍(lán)藻和綠藻類。卷載效應(yīng)對浮游動物損傷的程度高于浮游藻類，范圍為31%～90%。而且類群間的差別很大，橈足類和浮游幼蟲的數(shù)量損傷率明顯高于原生動物，與其形態(tài)特征和體型大小密相關(guān)[2]。但是由于浮游生物生殖周期短，繁殖快，且屬于r-生態(tài)對策型，對水環(huán)境的浮游生物總量不會產(chǎn)生明顯的危害。評價卷載效應(yīng)對浮游生物群落的危害時，不應(yīng)只強(qiáng)調(diào)數(shù)量的增減，而更要注重對結(jié)構(gòu)和功能的改變。

國外有關(guān)報道認(rèn)為，卷載效應(yīng)造成幼魚致死率與幼魚的體長有關(guān)，兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。魚體長在14～40 mm范圍內(nèi)，體長每增加1 mm，幼魚因卷載而造成的死亡率減少約3%。根據(jù)東北師范大學(xué)環(huán)科所的現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果，進(jìn)入青島電廠取水系統(tǒng)的梭魚幼魚（體長20～40 mm）的致死率為63.4%～78.8%，對體長7～17 mm和20～34 mm仔蝦的致死率分別為28.3～55.3%和28.6～66.9%。模擬試驗(yàn)顯示40 ℃水溫沖擊2 min，梭幼魚死亡率為20%[3]。

2 海水淡化排水過程對海洋生物的影響因素分析

2.1 濃鹽水的直接排放

由于海水淡化廠排出的濃鹽水是一個持續(xù)的和累積的污染源頭，這將導(dǎo)致連續(xù)破壞附近的海洋生物。濃鹽水可能快速沉入海底并危害敏感的深海環(huán)境。擴(kuò)散之后，由于鹽度增高而引起周圍海水滲透壓增大，從而危害海洋生物的正常生活和繁殖，尤其是高鹽海水對魚卵和仔魚有一定的危害[4]。

2.2 排水中的化學(xué)物質(zhì)

對膜法淡化而言（主要指反滲透），海水預(yù)處理包括消毒、絮凝，pH值調(diào)節(jié)、添加防垢劑等操作。蒸餾法海水淡化通常要加入酸或阻垢劑等防止淡化過程結(jié)垢，還要求加堿以調(diào)節(jié)pH值，加氯殺生物，這些化學(xué)物質(zhì)常常隨著濃鹽水一同排放，從而有可能對排放水域的環(huán)境和海洋生物造成影響。

2.3 溫升

蒸餾法淡化海水則排水溫度高于周圍海水溫度10°F～15°F，反滲透法則水溫?zé)o較大變化[5]。所以排放水與排水口區(qū)域的海水溫度差對海洋生物有潛在影響。南海水產(chǎn)研究所[6]報道溫排水口鄰近水域的魚卵4e184d1ffe79b976daa1d6e2dbb89ffba75a5266eeb4e639fa6956f1b645f739和仔魚數(shù)量仍然比較豐富，季節(jié)變化亦無大異常，但是在種類組成上出現(xiàn)了一些異?，F(xiàn)象。南海海洋研究所[7]報道在廣東大亞灣核電站溫排水排放前、后，水域升溫2℃～8 ℃對鯛科魚類的產(chǎn)卵、孵化和仔魚生長發(fā)育有明顯的影響。

2.4 重金屬的濃縮

排放水中的重金屬濃度較高，其中Cu的濃度高于海水中正常濃度200倍[8]?？梢栽斐筛浇Ｓ蛏镏卸?，并通過食物鏈累積影響到高等動物甚至人類，常見的如Cu、Fe、Ni、Cr、Zn。另外排水改變了排水口區(qū)域的混濁度以及容氧量，繼而對海洋生物有潛在影響，一些光合作用的藻類可能由于懸浮顆粒的大量存在而數(shù)量減少，生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)力受到影響，種群結(jié)構(gòu)也在受影響范圍之內(nèi)。

海水淡化排水過程對海洋生物種種影響的程度取決于環(huán)境和水文地質(zhì)因素特征海面：水深，風(fēng)浪，海流等等地理因素，還受海水淡化廠排水量的大小，排水管的長短和遠(yuǎn)近等影響。同時射流稀釋和湍流稀釋在一定程度上緩解了高鹽度和高濃度化學(xué)物質(zhì)對海洋生物的影響。

3 相應(yīng)措施

渤海海水淡化發(fā)展規(guī)模大，發(fā)展速度快，對于處于半封閉式海域的渤海來說，應(yīng)特別注意海水淡化工程對生態(tài)環(huán)境的影響。應(yīng)從整個渤海角度對海水淡化工程進(jìn)行合理規(guī)劃與布局，根據(jù)渤海地區(qū)的水資源需求量，結(jié)合陸域淡水資源分布，合理安排區(qū)域的海水淡化工程布局。積極開展對渤海的海水淡化總量研究，必須從整體和分區(qū)兩個層面研究渤海海水淡化可承受的總量，同時結(jié)合工業(yè)、生活、生態(tài)等功能的海岸線利用規(guī)劃，優(yōu)化布局。

3.1 優(yōu)化取水口位置

取水口位置的選擇應(yīng)避開當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)魚類的產(chǎn)卵場、洄游場、索餌場等敏感區(qū)域。

3.2 強(qiáng)化取水口設(shè)備

進(jìn)一步縮小取水口管網(wǎng)口孔徑，加強(qiáng)對取水口附近幼魚、成魚的攔截。并且在取水口設(shè)置監(jiān)控設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)取水口處的魚卵仔魚密度高于該海域魚類繁育期魚卵仔魚平均密度時應(yīng)考慮停止取水作業(yè)。同時放緩取水速度，使海洋生物通過游泳減少撞擊和夾帶。

3.3 配備海水沉淀池

對抽取的海水進(jìn)行預(yù)處理，配備海水沉淀池，在海水淡化前對沉淀池內(nèi)的魚卵及仔魚進(jìn)行拖網(wǎng)回收、放流?；蛘呖紤]從近海深井取水，這樣就形成一種天然過濾屏障，減少對海洋生物的直接影響。

3.4 排水口的設(shè)置

盡量設(shè)在開闊水域，有利于物質(zhì)的快速交換，提高混合速率化學(xué)物質(zhì)不易聚集是理想的濃鹽水排放區(qū)域。而某些封閉水域水流交換慢，化學(xué)物質(zhì)很難分散、稀釋、排放濃鹽水容易造成局部生態(tài)環(huán)境破壞。選擇排放地時要充分考慮淡化廠周圍海水的一些水力性質(zhì)，還可以采用一些特殊設(shè)計(jì)，如擴(kuò)散器來加快稀釋、分散、避免濃鹽水聚集或沉入海底[9]。

3.5 排放濃鹽水之前進(jìn)行適當(dāng)處理

稀釋排放的濃鹽水，如用處理達(dá)標(biāo)的生活污水按一定比例進(jìn)行稀釋，減少鹽度的突變對海洋生物的影響。

3.6 加強(qiáng)排水口濃鹽水的綜合利用

濃鹽水經(jīng)再提煉可用于原鹽使用，既可大大減少由于直接排放對海水環(huán)境的影響，還不影響原鹽質(zhì)量，又可以減少曬鹽時間、曬鹽池的占地面積，將大大降低鹽田制鹽的成本。同時，濃鹽水的剩余部分還可提取鉀、鎂等元素，而這些成分可以作為化學(xué)肥料的原料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。

3.7 其他措施

采用生態(tài)補(bǔ)償方法，配合當(dāng)?shù)貪O業(yè)部門人工放流，對由于海水淡化造成的魚卵仔魚損失進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償。

加大科研投入，盡量多的獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從理論上充實(shí)現(xiàn)有的不足，進(jìn)一步加強(qiáng)消減海水淡化環(huán)境影響技術(shù)的研究力度，研究并推廣對生態(tài)環(huán)境影響最小的添加劑，開展?jié)恹}水綜合利用及示范工程研究。

參考文獻(xiàn)

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