核电厂温排水环境影响的控制对策初探
2022-06-09
摘 要：核电厂温排水的余热排放对环境的影响越来越受到管理层和外界的关注。本文以我国现有的温排放控制标准为基础，讨论其执行的可行性、执行力度，并就目前核电厂温排水余热利用的方式太过单一和利用率不高的现状，提出了控制核电厂温排水环境影响的对策，即控制核电厂温排水热污染的主要途径是制定温排水混合区关键控制参数、定期监测核电厂近岸海域水温和开发综合利用温排水余热。同时在探讨国外核电厂和我国火电厂余热利用方式的基础上，提出了有利于环境的温排水余热利用建议。
关键词：核电 温排水 热污染 余热利用 对策
中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0068-02
同火电相比，核电既不消耗煤炭资源，又不会产生气体污染物和温室气体，在空气污染和雾霾日益严重的今天更符合环保要求。另一方面，核电厂的功率较大而余热利用率并不高，大量的热能被释放到水环境或大气环境中。目前国内外核电厂采用的循环冷却方式主要有直接排入自然水体的一次循环和利用冷却塔进行的二次循环冷却[1]。核电厂使用的循环冷却方式不同，环境受到的影响也不相同。当前，我国的运行核电厂或在建核电厂的厂址都属滨海厂址，冷却方式都是以海水为最终热阱的一次循环冷却。冷却水带载热量后排入到海洋，其温度高于周边海水的温度，成为温排水而造成对海洋的热污染。滨海核电厂温排水的温度一般高于环境受纳水体温度6～11 ℃[2]，直接排入海体时，局部海域的海洋生物将会受到温排水的不良影响。解决温排水热污染的主要途径是拟定温度控制标准、定期监测海域水温及合理利用余热。该文对比分析了国内和国外的现状，并提出了几点建议。
1 国内温排水的热污染控制现状
1.1 国内的热污染控制标准
2008年修订的《中华人民共和国水污染防治法》明确规定了在向水体中排放含热废水前，应当采取措施，保证水体的水温符合水环境质量标准。《中华人民共和国海洋环境保护法》（2000年修订）规定，向海域排放含热废水，必须采取有效措施，保证邻近渔业水域的水温符合国家海洋环境质量标准，避免热污染对水产资源的危害。渔业水域是指鱼、虾、蟹、贝类的产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道和鱼、虾、蟹、贝、藻类及其他水生动植物的养殖场所。GB3097-1997《海水水质标准》规定：第一类、第二类、第三类海域，人为造成的海水温升夏季不超过当时当地1 ℃，其它季节不超过2 ℃。第四类海域，人为造成的海水温升不超过当时当地4 ℃。《近岸海域环境功能区管理办法》（1999）规定对处于入海河流河口、陆源直排口和污水排海工程排放口附近的近岸海域，可确定为混合区。确定混合区的范围应依据该区域的水动力条件、邻近近岸海域功能区的水质要求，接纳污染物的种类、数量等因素，进行科学论证。混合区不可以对邻近近岸海域环境功能区的水质和鱼类洄游通道造成影响。GB18486-2001《污水海洋处置工程污染控制标准》规定了混合区范围，该标准适合所有的污水海洋处置工程，不包括温排水。标准中只提出了混合区的概念，却没有规定混合区的允许范围，使得相关部门不能有效的执行《海水水质标准》，而为了评估温排水的环境影响，当前采用的方法是针对单个项目进行环境评估，以此来确定它的可接受性。我国核电规模的不断扩大，也引起了内陆核电站选址中的温排水问题的探讨。GB3838-2002《地表水环境质量标准》规定：对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类水域，人为造成的环境水温变化应限制在周平均最大温升≤1 ℃，周平均最大温降≤2 ℃。但是没有规定具体的温度升高影响的区域，使其可执行性不强。从标准的执行上，我们可以看出都有着一个共同的问题，那就是混合区。因此，尽快研究确定混合区的参数，方能尽快制定水域温排放的限制标准，也才能尽快解决核电厂温排水的热污染问题。
1.2 温排水的利用途径
1.2.1 工业利用
城市和轻工业生产中存在着很多对中温或低温的消费需求。例如大多数的工业在生产过程中都需要70～110 ℃的热能[3]，冬季北方城市的供暖等也需要低温的热能。当前，这些热能的获得都是通过电能或者直接燃烧化石能源。资料显示，有科研人员在探究基于核电厂的热电联产，设立了经济性的定量分析模型，为实现将核电厂的热能供应城市的暖气提供了依据。除此之外，也有研究显示可以利用热泵技术将低品位的热能转化为高品位的热能，进而为需要中温热能的工业提供热源，使工业需求温度高于温排水水温的热用户利用温排水成为可能。
1.2.2 农业利用
关键词：核电 温排水 热污染 余热利用 对策
中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0068-02
同火电相比，核电既不消耗煤炭资源，又不会产生气体污染物和温室气体，在空气污染和雾霾日益严重的今天更符合环保要求。另一方面，核电厂的功率较大而余热利用率并不高，大量的热能被释放到水环境或大气环境中。目前国内外核电厂采用的循环冷却方式主要有直接排入自然水体的一次循环和利用冷却塔进行的二次循环冷却[1]。核电厂使用的循环冷却方式不同，环境受到的影响也不相同。当前，我国的运行核电厂或在建核电厂的厂址都属滨海厂址，冷却方式都是以海水为最终热阱的一次循环冷却。冷却水带载热量后排入到海洋，其温度高于周边海水的温度，成为温排水而造成对海洋的热污染。滨海核电厂温排水的温度一般高于环境受纳水体温度6～11 ℃[2]，直接排入海体时，局部海域的海洋生物将会受到温排水的不良影响。解决温排水热污染的主要途径是拟定温度控制标准、定期监测海域水温及合理利用余热。该文对比分析了国内和国外的现状，并提出了几点建议。
1 国内温排水的热污染控制现状
1.1 国内的热污染控制标准
2008年修订的《中华人民共和国水污染防治法》明确规定了在向水体中排放含热废水前，应当采取措施，保证水体的水温符合水环境质量标准。《中华人民共和国海洋环境保护法》（2000年修订）规定，向海域排放含热废水，必须采取有效措施，保证邻近渔业水域的水温符合国家海洋环境质量标准，避免热污染对水产资源的危害。渔业水域是指鱼、虾、蟹、贝类的产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道和鱼、虾、蟹、贝、藻类及其他水生动植物的养殖场所。GB3097-1997《海水水质标准》规定：第一类、第二类、第三类海域，人为造成的海水温升夏季不超过当时当地1 ℃，其它季节不超过2 ℃。第四类海域，人为造成的海水温升不超过当时当地4 ℃。《近岸海域环境功能区管理办法》（1999）规定对处于入海河流河口、陆源直排口和污水排海工程排放口附近的近岸海域，可确定为混合区。确定混合区的范围应依据该区域的水动力条件、邻近近岸海域功能区的水质要求，接纳污染物的种类、数量等因素，进行科学论证。混合区不可以对邻近近岸海域环境功能区的水质和鱼类洄游通道造成影响。GB18486-2001《污水海洋处置工程污染控制标准》规定了混合区范围，该标准适合所有的污水海洋处置工程，不包括温排水。标准中只提出了混合区的概念，却没有规定混合区的允许范围，使得相关部门不能有效的执行《海水水质标准》，而为了评估温排水的环境影响，当前采用的方法是针对单个项目进行环境评估，以此来确定它的可接受性。我国核电规模的不断扩大，也引起了内陆核电站选址中的温排水问题的探讨。GB3838-2002《地表水环境质量标准》规定：对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类水域，人为造成的环境水温变化应限制在周平均最大温升≤1 ℃，周平均最大温降≤2 ℃。但是没有规定具体的温度升高影响的区域，使其可执行性不强。从标准的执行上，我们可以看出都有着一个共同的问题，那就是混合区。因此，尽快研究确定混合区的参数，方能尽快制定水域温排放的限制标准，也才能尽快解决核电厂温排水的热污染问题。
1.2 温排水的利用途径
1.2.1 工业利用
城市和轻工业生产中存在着很多对中温或低温的消费需求。例如大多数的工业在生产过程中都需要70～110 ℃的热能[3]，冬季北方城市的供暖等也需要低温的热能。当前，这些热能的获得都是通过电能或者直接燃烧化石能源。资料显示，有科研人员在探究基于核电厂的热电联产，设立了经济性的定量分析模型，为实现将核电厂的热能供应城市的暖气提供了依据。除此之外，也有研究显示可以利用热泵技术将低品位的热能转化为高品位的热能，进而为需要中温热能的工业提供热源，使工业需求温度高于温排水水温的热用户利用温排水成为可能。
1.2.2 农业利用