海水淡化厂对海洋生物的影响分析

摘 要：分析了海水淡化厂的取水和排水过程对海洋生物的影响因素。取水时的主要影响因素是卷载效应，排水时的主要影响因素包括高盐度、温升、高浓度重金属和化学物质等。同时针对以上存在的和潜在的影响因素提出了一些相应措施，减少海水淡化厂对海洋生物的影响。

关键词：海水淡化 取水 排水 海洋生物

中图分类号：P746 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（b）-0140-02

海水淡化又称海水脱盐，是从海水中获取淡水的技术和过程。从海水中取出淡水或除去海水中的盐分，都可以达到淡化的目的。海水淡化技术的研究起始于20世纪50年代中期，目前，海水淡化的主要方法有三大类：电渗析、蒸馏和反渗透技术，全世界单机日产量在100 t以上的淡化装置其总的生产能力超过了3×107 m3/d。尽管海水淡化工程蓬勃发展，但是其对海洋生态的影响研究一直以来却相对滞后，本文将就海水淡化厂对海洋生物的影响因素进行初步分析。

1 海水淡化取水过程对海洋生物的影响因素分析

目前，大部分滨海海水淡化厂都是水电联产，与发电厂的海水冷却系统共用取、排水设施[1]。被抽取的海水在滤网和拦污栅的阻档作用下，个体较大的生物被阻隔在外，能进入工艺系统的为小型的浮游生物和浮性鱼卵、仔鱼、微生物等。由于水泵急速抽取海水，致使海洋生物产生机械碰撞损伤。由于海水首先被用作冷却水，所以海洋生物又面临热冲击。一些海水淡化厂为防止管道阻塞人为加入消毒剂和杀虫剂，由此产生化学冲击。取水过程对海洋生物造成影响的主要是卷载效应，即受高速水流的冲击碰撞、热冲击和化学冲击。

卷载效应对浮游藻类损伤率的变化范围为11.98%～27.08%，易损种类主要是蓝藻和绿藻类。卷载效应对浮游动物损伤的程度高于浮游藻类，范围为31%～90%。而且类群间的差别很大，桡足类和浮游幼虫的数量损伤率明显高于原生动物，与其形态特征和体型大小密相关[2]。但是由于浮游生物生殖周期短，繁殖快，且属于r-生态对策型，对水环境的浮游生物总量不会产生明显的危害。评价卷载效应对浮游生物群落的危害时，不应只强调数量的增减，而更要注重对结构和功能的改变。

国外有关报道认为，卷载效应造成幼鱼致死率与幼鱼的体长有关，两者呈负相关关系。鱼体长在14～40 mm范围内，体长每增加1 mm，幼鱼因卷载而造成的死亡率减少约3%。根据东北师范大学环科所的现场实测结果，进入青岛电厂取水系统的梭鱼幼鱼（体长20～40 mm）的致死率为63.4%～78.8%，对体长7～17 mm和20～34 mm仔虾的致死率分别为28.3～55.3%和28.6～66.9%。模拟试验显示40 ℃水温冲击2 min，梭幼鱼死亡率为20%[3]。

2 海水淡化排水过程对海洋生物的影响因素分析

2.1 浓盐水的直接排放

由于海水淡化厂排出的浓盐水是一个持续的和累积的污染源头，这将导致连续破坏附近的海洋生物。浓盐水可能快速沉入海底并危害敏感的深海环境。扩散之后，由于盐度增高而引起周围海水渗透压增大，从而危害海洋生物的正常生活和繁殖，尤其是高盐海水对鱼卵和仔鱼有一定的危害[4]。

2.2 排水中的化学物质

对膜法淡化而言（主要指反渗透），海水预处理包括消毒、絮凝，pH值调节、添加防垢剂等操作。蒸馏法海水淡化通常要加入酸或阻垢剂等防止淡化过程结垢，还要求加碱以调节pH值，加氯杀生物，这些化学物质常常随着浓盐水一同排放，从而有可能对排放水域的环境和海洋生物造成影响。

2.3 温升

蒸馏法淡化海水则排水温度高于周围海水温度10°F～15°F，反渗透法则水温无较大变化[5]。所以排放水与排水口区域的海水温度差对海洋生物有潜在影响。南海水产研究所[6]报道温排水口邻近水域的鱼卵和仔鱼数量仍然比较丰富，季节变化亦无大异常，但是在种类组成上出现了一些异常现象。南海海洋研究所[7]报道在广东大亚湾核电站温排水排放前、后，水域升温2℃～8 ℃对鲷科鱼类的产卵、孵化和仔鱼生长发育有明显的影响。

2.4 重金属的浓缩

排放水中的重金属浓度较高，其中Cu的浓度高于海水中正常浓度200倍[8]。可以造成附近海域生物中毒，并通过食物链累积影响到高等动物甚至人类，常见的如Cu、Fe、Ni、Cr、Zn。另外排水改变了排水口区域的混浊度以及容氧量，继而对海洋生物有潜在影响，一些光合作用的藻类可能由于悬浮颗粒的大量存在而数量减少，生态系统中的初级生产力受到影响，种群结构也在受影响范围之内。

海水淡化排水过程对海洋生物种种影响的程度取决于环境和水文地质因素特征海面：水深，风浪，海流等等地理因素，还受海水淡化厂排水量的大小，排水管的长短和远近等影响。同时射流稀释和湍流稀释在一定程度上缓解了高盐度和高浓度化学物质对海洋生物的影响。

3 相应措施

渤海海水淡化发展规模大，发展速度快，对于处于半封闭式海域的渤海来说，应特别注意海水淡化工程对生态环境的影响。应从整个渤海角度对海水淡化工程进行合理规划与布局，根据渤海地区的水资源需求量，结合陆域淡水资源分布，合理安排区域的海水淡化工程布局。积极开展对渤海的海水淡化总量研究，必须从整体和分区两个层面研究渤海海水淡化可承受的总量，同时结合工业、生活、生态等功能的海岸线利用规划，优化布局。

3.1 优化取水口位置

取水口位置的选择应避开当地经济鱼类的产卵场、洄游场、索饵场等敏感区域。

3.2 强化取水口设备

进一步缩小取水口管网口孔径，加强对取水口附近幼鱼、成鱼的拦截。并且在取水口设置监控设备，一旦发现取水口处的鱼卵仔鱼密度高于该海域鱼类繁育期鱼卵仔鱼平均密度时应考虑停止取水作业。同时放缓取水速度，使海洋生物通过游泳减少撞击和夹带。

3.3 配备海水沉淀池

对抽取的海水进行预处理，配备海水沉淀池，在海水淡化前对沉淀池内的鱼卵及仔鱼进行拖网回收、放流。或者考虑从近海深井取水，这样就形成一种天然过滤屏障，减少对海洋生物的直接影响。

3.4 排水口的设置

尽量设在开阔水域，有利于物质的快速交换，提高混合速率化学物质不易聚集是理想的浓盐水排放区域。而某些封闭水域水流交换慢，化学物质很难分散、稀释、排放浓盐水容易造成局部生态环境破坏。选择排放地时要充分考虑淡化厂周围海水的一些水力性质，还可以采用一些特殊设计，如扩散器来加快稀释、分散、避免浓盐水聚集或沉入海底[9]。

3.5 排放浓盐水之前进行适当处理

稀释排放的浓盐水，如用处理达标的生活污水按一定比例进行稀释，减少盐度的突变对海洋生物的影响。

3.6 加强排水口浓盐水的综合利用

浓盐水经再提炼可用于原盐使用，既可大大减少由于直接排放对海水环境的影响，还不影响原盐质量，又可以减少晒盐时间、晒盐池的占地面积，将大大降低盐田制盐的成本。同时，浓盐水的剩余部分还可提取钾、镁等元素，而这些成分可以作为化学肥料的原料应用于农业。

3.7 其他措施

采用生态补偿方法，配合当地渔业部门人工放流，对由于海水淡化造成的鱼卵仔鱼损失进行生态补偿。

加大科研投入，尽量多的获得实验数据和现场数据，从理论上充实现有的不足，进一步加强消减海水淡化环境影响技术的研究力度，研究并推广对生态环境影响最小的添加剂，开展浓盐水综合利用及示范工程研究。

参考文献

[1] 阮国岭.海水淡化及其在电厂中的应用[J].电力设备，2006，9（7）：1-5.

[2] 盛连喜，王显久，李多元.青岛电厂卷载效应对浮游生物损伤研究[J].东北师大学报：自然科学版，1994，2：83-89.

[3] 盛连喜，侯文礼，赵国.电厂冷却系统对梭幼鱼和对虾仔虾卷载效应的初步探讨[J].环境科学学报，1994：14（1）：47-55.

[4] Rachel Einav，Kobi Harussi，Dan Perry.The footprint of the desalination processes on the environment[J]. Desalination，2002（152）：141-154.

[5] Tamim Younos. Environmental Issues of Desalination[J].Journal of Contemporary water research & education，2005（132）：11-18.

[6] 林昭进，詹海刚.大亚湾核电站温排水对邻近水域鱼卵、仔鱼的影响[J].热带海洋，2000，19（1）：44-51.

[7] 张维翥.核电站温排水对大亚湾鲷科鱼卵、仔鱼分布的影响[J].热带海洋，1996，15（4）：80-84.

[8] Rachid Miri，Abdelwahab Chouikhi. Ecotoxicological marine impacts from seawater desalination plants[J].Desalination，2005（182）：403-410.

[9] 余瑞霞，王越，王世昌.海水淡化浓盐水排放与处理技术研究概况[J].水处理技术，2005，31（6）：1-11.