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            余氯的排放對環境的影響

            來源:http://www.madelainejordan.com/ 作者:余氯檢測儀 時間:2018-07-25

              1 海水冷卻系統現狀

              核電海水冷卻系統的冷卻對象主要是凝汽器,還有少部分作為密閉冷卻水的冷媒水,單臺機組海水循環量約為30m3/s,海水從引水口經暗渠明渠,到達旋轉鼓網,然后送達各用戶點。海生物/微生物控制方案由原先的電解鹽水,因為諸多集中問題,改為外購次氯酸鈉溶液直接投加,投加方式采用在取水口/鼓網前沖擊性,每天一次,每周5次,每次每個機組5噸。

              秦山二核四臺機組由于投運時間的差異,海生物/微生物污染情況有所不同。三四號機組由于運行時間相對短,從大修打開的凝汽器出水穹室看,還不算嚴重,海生物主要以水螅蟲為主,有少量藤壺。一二號機組的情況和三四號類似,但情況相對嚴重些,在鼓網處就發現較多的貝類海生物,而且打開的凝汽器及管道的情況也要嚴重些??傮w來說,除了一些局部區域,秦山二核的海生物控制是受控的。

              秦山二核的海生物/微生物控制得益于兩點:1)相對高劑量的次氯酸鈉投加;2)海水的高懸浮物。

              盡管我國尚未對電廠溫排水余氯排放還沒有制定強制性標準,但國際上,這種標準卻是十分嚴苛的:氯會影響生物,在海水出水口不能檢測到余氯。

              2 國際上關于余氯對水生生物及環境的影響研究

              海洋生態系統是一個完整的動態系統,食物鏈交錯存在,任何一個種群的變化都可能導致其他種群的巨大變化,余氯產生的影響如下:

              A.余氯對浮游生物的影響

              由于浮游植物的自我恢復能力很強,在受到外界余氯的影響后會有損失,但很快自行恢復。實驗和實際運行發現,優勢種群可能會發生變化。

              而余氯對浮游動物的影響則很敏感。

              B.余氯對貝類的影響

              余氯可造成貝類濾食率、足活動頻率、外殼開閉頻率、耗氧量、足絲分泌量、排糞量等亞致死參數的降低,從而使貝類失去附著能力。當余氯濃度低于1mgL-1時,貝類仍可以打開外殼進行攝食,但攝食速率降低;濃度更高時,貝類便被迫關閉外殼,依靠體內積蓄的能量和缺氧呼吸作用生存,直至能量完全消耗或代謝廢物達到毒害水平。

              余氯對不同貝類種類,年齡,季節等方面都有不同影響。

              C.余氯對魚類的影響

              余氯對魚類的影響余氯對魚鰓有損傷作用,使魚鰓組織發生病變,從而影響并阻礙魚鰓與水中溶解氧的交換。余氯也可能會通過魚鰓組織滲入血液中,把血液中能攜帶氧的還原性血紅蛋白氧化成不能攜帶氧的正鐵血紅蛋白,還可能抑制正鐵血紅蛋白還原性酶的活性,從而導致血液運載氧的能力下降。

              有些魚類可以通過自身的調節,對氯產生一定的抗性,提高自身對氯的忍耐力。令人奇怪的是,魚類群體比魚類個體對氯更敏感。

              D.余氯的其他負面影響

              1)余氯導致的氯代烴污染

              由于海水的污染狀況加劇,其本身具有的COD/TOC等都將與余氯結合成THM(三氯甲烷),這是嚴格控制的致癌物質。

              顯然,THM的濃度與排放余氯和水體的COD/TOC有著直接的關系,盡管海水冷卻系統不直接是我們的飲用水源,但THM通過直接或間接的循環,對我們的周圍水體造成潛在的影響。

              2)余氯對腐蝕的影響

              余氯對于碳鋼/鍍鋅管/鑄鐵管等的腐蝕在飲用水的輸送過程中是經常出現的問題;在海水系統中,由于大量離子尤其是氯離子/硫酸根離子的存在,在余氯和高流速促進下,腐蝕有時將變得不可思議。從核電系統的海水冷卻系統中管道和設備材質來看,很多地方采用了涂層保護,但依然在沒有受到涂層保護或涂層剝落處面臨強腐蝕趨勢,基本上在某些特定區域,每年大修都有管道更換項目。穩定的余氯控制和恰當的投加濃度控制是減緩這種腐蝕的主要手段。

              3 對策

              從前面部分的闡述我們總結如下:

              1)在目前次氯酸鈉溶液劑量條件和海水水質條件下,海水冷卻系統的海生物/微生物基本可控;

              2)3/4號機組由于投運時間短,海生物/微生物控制情況好于1/2號機組;

              3)余氯排放將對周圍水系的水生物產生諸多負面影響,這是毋庸置疑的,而實際影響程度需要數據來評估;

              4)目前的余氯排放水平從次氯酸鈉溶液投加劑量和類似系統的經驗來看是過量的。余氯的檢測需要常態化;

              5)高余氯將導致系統潛在的高腐蝕速率,影響設備和管道壽命;

              6)高余氯導致高THM,影響環境安全;

              7)我們國家暫時沒有強制性的余氯排放標準,但我們需要未雨綢繆,為將來面臨的瓶頸做好充分的技術儲備。

              為此,我們我們將來的工作計劃圍繞著:

              A.如何降低余氯的排放

              從次氯酸鈉溶液實際使用來看,基本滿足了對系統海生物/微生物的控制,但我們缺乏對系統各監測點余氯的監測,這種監測是應該常規監測;監測點的設立包括凝汽器海水進水,凝汽器海水出水,海水排放口。通過這些數據,可以大致了解余氯在系統內的衰減曲線,為次氯酸鈉溶液的投加濃度提供依據。

              1)海水冷卻進水:從加藥點5ppm濃度,到凝汽器進水可以考察余氯的基礎消耗,主要被系統的COD和懸浮物消耗;

              2)海水冷卻出水:經過凝汽器的溫升,余氯的消耗;

              3)海水排放口:這點數據是最重要的,因為這直接關系到對環境的影響,也是未來環保監測點。

              現在,我們有了專利的次氯酸鈉溶液增效劑技術Act-Brom活性溴技術,通過將次氯酸鈉溶液中的氯部分轉化成溴,從而顯著提升其整體殺菌效率;從另一方面來講,同等效率的殺菌效率,次氯酸鈉溶液的用量理論上可以降低80%。從大量實際使用業績來看,大約可以降低50%。

              我們知道,次氯酸鈉溶液的殺菌能力主要是由次氯酸鈉水解產生的次氯酸貢獻的,pH越高,它的殺菌能力越差,因為次氯酸的產生越少。通過將次氯酸鈉轉化為次溴酸鈉,殺菌效率顯著提升是因為次溴酸的殺菌效率明顯高于次氯酸,更為重要的是次溴酸根也是有殺菌作用的,而次氯酸跟是沒有殺菌作用的。

              我們的水體pH一般接近8,在這種條件下,次氯酸鈉溶液的殺菌效率幾乎已經損失了80%。這是ActiBrom活性溴技術為什么顯著提升次氯酸鈉溶液效率的根本原因。在實際應用中,氯轉化為溴的效率不可能是100%的,這取決于ActiBrom產品與次氯酸鈉溶液的配比投加濃度,所以實際使用中,殺菌作用的是次溴酸、次溴酸根、次氯酸的混合物;實際監測中,我們依然測定余氯,即使海水冷卻進水的余氯目標濃度降到0.1-0.3ppm時,實際使用經驗告訴我們足以滿足系統的微生物/海生物控制,可以放心地將次氯酸鈉溶液的使用量降低一半。

              B.如何對現在余氯排放對水生物的影響進行評估

              大亞灣核電曾經在2000年對大亞灣周圍水系進行過類似研究,當時由中科院南海海洋研究所、中國水產科學研究院南海水產研究所聯合完成,余氯排放在0.01-0.02低位,每天60分鐘的排放對選定的一些水生物沒有明顯影響。(現在大亞灣核電有時采用連續加氯,且投加濃度較以前也明顯上升)

              秦山核電沒有對排放口進行余氯監測,所以當務之急是建立這種常規監測體系。

              【參考文獻】

              [1]張穗,黃洪輝,陳浩如,等.大亞灣核電余氯排放對鄰近海域環境的影響[J].海洋環境科學,2000,5,19(2).

              [責任編輯:田吉捷]

            余氯二氧化氯的檢測

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