樹人論文發(fā)表網(wǎng)核電廠溫排水環(huán)境影響的控制

　　摘 要：核電廠溫排水的余熱排放對環(huán)境的影響越來越受到管理層和外界的關(guān)注。本文以我國現(xiàn)有的溫排放控制標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，討論其執(zhí)行的可行性、執(zhí)行力度，并就目前核電廠溫排水余熱利用的方式太過單一和利用率不高的現(xiàn)狀，提出了控制核電廠溫排水環(huán)境影響的對策，即控制核電廠溫排水熱污染的主要途徑是制定溫排水混合區(qū)關(guān)鍵控制參數(shù)、定期監(jiān)測核電廠近岸海域水溫和開發(fā)綜合利用溫排水余熱。同時在探討國外核電廠和我國火電廠余熱利用方式的基礎(chǔ)上，提出了有利于環(huán)境的溫排水余熱利用建議。

　　關(guān)鍵詞：核電 溫排水 熱污染 余熱利用 對策 樹人論文發(fā)表網(wǎng)

　　同火電相比，核電既不消耗煤炭資源，又不會產(chǎn)生氣體污染物和溫室氣體，在空氣污染和霧霾日益嚴(yán)重的今天更符合環(huán)保要求。另一方面，核電廠的功率較大而余熱利用率并不高，大量的熱能被釋放到水環(huán)境或大氣環(huán)境中。目前國內(nèi)外核電廠采用的循環(huán)冷卻方式主要有直接排入自然水體的一次循環(huán)和利用冷卻塔進(jìn)行的二次循環(huán)冷卻[1]。核電廠使用的循環(huán)冷卻方式不同，環(huán)境受到的影響也不相同。當(dāng)前，我國的運(yùn)行核電廠或在建核電廠的廠址都屬濱海廠址，冷卻方式都是以海水為最終熱阱的一次循環(huán)冷卻。冷卻水帶載熱量后排入到海洋，其溫度高于周邊海水的溫度，成為溫排水而造成對海洋的熱污染。濱海核電廠溫排水的溫度一般高于環(huán)境受納水體溫度6～11 ℃[2]，直接排入海體時，局部海域的海洋生物將會受到溫排水的不良影響。解決溫排水熱污染的主要途徑是擬定溫度控制標(biāo)準(zhǔn)、定期監(jiān)測海域水溫及合理利用余熱。該文對比分析了國內(nèi)和國外的現(xiàn)狀，并提出了幾點(diǎn)建議。

　　1 國內(nèi)溫排水的熱污染控制現(xiàn)狀

　　1.1 國內(nèi)的熱污染控制標(biāo)準(zhǔn)

　　2008年修訂的《中華人民共和國水污染防治法》明確規(guī)定了在向水體中排放含熱廢水前，應(yīng)當(dāng)采取措施，保證水體的水溫符合水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。《中華人民共和國海洋環(huán)境保護(hù)法》(2000年修訂)規(guī)定，向海域排放含熱廢水，必須采取有效措施，保證鄰近漁業(yè)水域的水溫符合國家海洋環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，避免熱污染對水產(chǎn)資源的危害。漁業(yè)水域是指魚、蝦、蟹、貝類的產(chǎn)卵場、索餌場、越冬場、洄游通道和魚、蝦、蟹、貝、藻類及其他水生動植物的養(yǎng)殖場所。GB3097-1997《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：第一類、第二類、第三類海域，人為造成的海水溫升夏季不超過當(dāng)時當(dāng)?shù)? ℃，其它季節(jié)不超過2 ℃。第四類海域，人為造成的海水溫升不超過當(dāng)時當(dāng)?shù)? ℃。《近岸海域環(huán)境功能區(qū)管理辦法》(1999)規(guī)定對處于入海河流河口、陸源直排口和污水排海工程排放口附近的近岸海域，可確定為混合區(qū)。確定混合區(qū)的范圍應(yīng)依據(jù)該區(qū)域的水動力條件、鄰近近岸海域功能區(qū)的水質(zhì)要求，接納污染物的種類、數(shù)量等因素，進(jìn)行科學(xué)論證。混合區(qū)不可以對鄰近近岸海域環(huán)境功能區(qū)的水質(zhì)和魚類洄游通道造成影響。GB18486-2001《污水海洋處置工程污染控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了混合區(qū)范圍，該標(biāo)準(zhǔn)適合所有的污水海洋處置工程，不包括溫排水。標(biāo)準(zhǔn)中只提出了混合區(qū)的概念，卻沒有規(guī)定混合區(qū)的允許范圍，使得相關(guān)部門不能有效的執(zhí)行《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，而為了評估溫排水的環(huán)境影響，當(dāng)前采用的方法是針對單個項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境評估，以此來確定它的可接受性。我國核電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，也引起了內(nèi)陸核電站選址中的溫排水問題的探討。GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類水域，人為造成的環(huán)境水溫變化應(yīng)限制在周平均最大溫升≤1 ℃，周平均最大溫降≤2 ℃。但是沒有規(guī)定具體的溫度升高影響的區(qū)域，使其可執(zhí)行性不強(qiáng)。從標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行上，我們可以看出都有著一個共同的問題，那就是混合區(qū)。因此，盡快研究確定混合區(qū)的參數(shù)，方能盡快制定水域溫排放的限制標(biāo)準(zhǔn)，也才能盡快解決核電廠溫排水的熱污染問題。

　　1.2 溫排水的利用途徑

　　1.2.1 工業(yè)利用

　　城市和輕工業(yè)生產(chǎn)中存在著很多對中溫或低溫的消費(fèi)需求。例如大多數(shù)的工業(yè)在生產(chǎn)過程中都需要70～110 ℃的熱能[3]，冬季北方城市的供暖等也需要低溫的熱能。當(dāng)前，這些熱能的獲得都是通過電能或者直接燃燒化石能源。資料顯示，有科研人員在探究基于核電廠的熱電聯(lián)產(chǎn)，設(shè)立了經(jīng)濟(jì)性的定量分析模型，為實(shí)現(xiàn)將核電廠的熱能供應(yīng)城市的暖氣提供了依據(jù)。除此之外，也有研究顯示可以利用熱泵技術(shù)將低品位的熱能轉(zhuǎn)化為高品位的熱能，進(jìn)而為需要中溫?zé)崮艿墓I(yè)提供熱源，使工業(yè)需求溫度高于溫排水水溫的熱用戶利用溫排水成為可能。

　　1.2.2 農(nóng)業(yè)利用

　　農(nóng)業(yè)可以利用的余熱范圍很廣，如對土壤增溫和家畜糞便處理以及農(nóng)作物干燥等。相關(guān)文獻(xiàn)表明，冬季核電廠排出的溫排水可以預(yù)防凍裂現(xiàn)象，加大氧氣的溶解量及為魚類的生存提供有利的庇護(hù)所。美國很多的電廠和食品公司之間建立了合作的關(guān)系，在電廠的周邊發(fā)展蔬菜種植、牡蠣等水產(chǎn)養(yǎng)殖，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)收益。日本作為最早利用溫排水繁衍魚類的國家，從1963年就運(yùn)用電廠溫排水養(yǎng)殖鮑魚，至今已經(jīng)超過32家。在20世紀(jì)70年代，我國也開始在吉林和遼河等地區(qū)設(shè)立了溫水繁殖的基地。

　　1.3 國內(nèi)溫排水的余熱利用實(shí)踐

　　我國對于核電廠的溫排水的余熱利用探究較少，和溫排水相關(guān)的余熱利用報道主要是關(guān)于火電廠的。冷卻水的急速流動帶來了豐富的溶解氧和懸浮營養(yǎng)鹽，使某些種類得到良好的生長，甚至成為優(yōu)勢種。山東省利用電廠余熱水養(yǎng)殖羅非魚，4個月內(nèi)增產(chǎn)3倍，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀[4]。再如，1993年上海石洞口發(fā)電廠利用220 kV高壓線下的廢地及電廠的余熱建設(shè)了一個面積很大的大棚溫室，在室內(nèi)種植花卉，冬季大量生產(chǎn)花卉，每年能為上海提供數(shù)目可觀的觀賞植物，是目前上海東北部地區(qū)的重要溫室花卉基地。目前我國核電廠在余熱利用方面開展得很少，大多數(shù)利用在水產(chǎn)品繁殖上，利用量不多，而且利用率極低。所以，需要加大對高效率余熱利用的研究、實(shí)驗(yàn)以及試點(diǎn)工作。