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本文作者：劉淑芬岳奇徐偉作者單位：國家海洋技術(shù)中心

海水淡化的國內(nèi)外發(fā)展

1國際海水淡化的發(fā)展情況

最早記錄的海水淡化是17世紀初期日本海員使用陶器壺蒸餾海水并用竹筒收集其冷凝物。世界上第一個海水淡化工廠1954年建于美國德克薩斯的弗里波特。從20世紀80年代開始，全球累積海水日淡化能力開始快速增長，1985—1994年，年均增長率約為6．41％，1995—2004年，年均增長率達到7．32％，2004年全球累積海水淡化能力達到3563萬m3／d。根據(jù)國際脫鹽協(xié)會的統(tǒng)計，截至2008年年底，世界范圍內(nèi)共有14100個淡化工程，總裝機容量約為6348萬m3／d。其中，80％以上用于飲用，解決了2億多人的飲水問題。淡化海水代替?zhèn)鹘y(tǒng)淡水作為飲用水的新水源已在世界沿海地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，成為解決全球水資源短缺的重要途徑。據(jù)國際脫鹽協(xié)會（IDA）2002年的統(tǒng)計，全球50％左右的淡化能力發(fā)生在中東地區(qū)，之后是北美（16％）、歐洲（13％）、亞洲（11％）、非洲（5％）和加勒比海地區(qū)（3％），澳大利亞和南美洲各占1％。

2我國海水淡化事業(yè)的發(fā)展

我國從1958年開始進行海水淡化技術(shù)的研究與開發(fā)，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已具備了較大規(guī)模海水淡化的能力。國家環(huán)境膜分離工程技術(shù)中心的中國海水淡化發(fā)展研究分析報告披露，截至2010年10月，中國已建成海水淡化裝置65套，日淡化海水能力接近61．26萬m3。雖然與《海水利用專項規(guī)劃》提到的2010年中國的海水淡化規(guī)模達到日產(chǎn)80萬～100萬m3的指標(biāo)存在一定差距，但國際行業(yè)研究組織依然認為，中國是全球最具發(fā)展?jié)摿Φ暮Ｋ瘶I(yè)務(wù)市場（圖1）。

海水淡化的用海特征

海水淡化的用海特征包括對海洋環(huán)境的影響和用海選址要求。選址要求包括取水口選址和排水口選址，對海洋的影響包括取水、排水和取排水工程建設(shè)施工影響。

1海水淡化對海洋環(huán)境的影響

1)取水影響

首先，取水結(jié)構(gòu)可能會影響水體交換和沉淀物運動，類似于人工魚礁存在的問題；另外，取水結(jié)構(gòu)還可能干擾航線或其他海上用途。其次，取水卷載效應(yīng)會造成鄰近局部海域的魚卵、仔稚魚和浮游生物等數(shù)量減少。海水淡化廠可以接收來自不同來源的給水，最常見的取水方式是開放式海水取水口，使用開放式的取水口可能會有水生生物撞到取水口過濾網(wǎng)上面，或者和源水一起進入海水淡化廠，導(dǎo)致生物的損失。

2)排水影響

海水淡化排水對海洋環(huán)境的影響主要是排放的海水成分及物理性質(zhì)與周圍海水不同，表現(xiàn)在溫度、鹽度、密度高于環(huán)境海水，排放水中含有海水淡化過程中添加的化學(xué)成分，根據(jù)采用的技術(shù)方法不同，這些排放水含有的化學(xué)成分也會不同。

(1)海水淡化排放水與環(huán)境海水的差異

海水淡化又稱海水脫鹽，是分離海水中鹽和水的過程，從海水中取出水或除去海水中的鹽都可以達到海水淡化的目的，按分離過程分類，海水淡化方法主要有蒸餾法、膜法、結(jié)晶法、溶劑萃取法和離子交換法等。其中蒸餾法又有多級閃蒸（MSF）、多效蒸發(fā)（ME）和壓汽蒸餾（VC）之分；膜法海水淡化技術(shù)則包含了反滲透法（RO）和電滲析法（ED）；結(jié)晶法則由冷凍法和水合物法構(gòu)成。雖然淡化方法有許多種，但多年的實踐表明，真正實用的海水淡化方法只有MSF、ME、VC和RO等幾種方法（表1）。無論采用哪種技術(shù)方法，海水淡化過程中都會產(chǎn)生大量的鹽水廢棄物（濃海水），通常的處理方式，就是將其沖入大海，但這些濃海水中往往都含有海水預(yù)處理和清潔作業(yè)所使用的化學(xué)劑成分，不同技術(shù)方法產(chǎn)生的濃海水成分也不同。熱法淡化廠的濃海水通常還含有殘留的氯、氯化物副產(chǎn)品、阻垢劑、消泡劑和某些重金屬（例如，銅或鎳），且溫度較高，膜法淡化廠產(chǎn)生的濃海水通常含有阻垢劑、天然的固體和混凝劑、化學(xué)清洗液等。這些不同的污染物成分還可能對海洋生物造成潛在的協(xié)同效應(yīng)。例如，氯殘留物和高溫的協(xié)同效應(yīng)。

(2)海水淡化排放水對海洋環(huán)境的影響

（1）排放水鹽度升高對海洋環(huán)境的影響。海水淡化排放的濃海水的鹽度一般是取用海水的2倍。若這些濃海水排放方式不當(dāng)會導(dǎo)致排放海域鹽度的升高。海水鹽度升高將改變海洋生物本身體液與其生活環(huán)境海水中滲透壓的平衡，從而降低海洋生物的繁殖力，甚至使其滅絕。此外，由于底棲生物無足夠的移棲能力，濃海水排放對排水口附近的底棲生物的影響尤其嚴重（表2）。（2）排放水中化學(xué)添加劑等污染物的影響。海水淡化排放水中污染物來源主要有兩類：一類是化學(xué)添加劑，如生物殺滅劑（通常為氯氣或次氯酸鈉）、抑垢劑（通常為聚磷酸鹽）、防沫劑、防蝕劑、酸洗劑等；另一類是由管路腐蝕產(chǎn)生的毒性重金屬，如Cu、Ni、MO、Cr、Zn等，這些污染物都會對海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害。（3）排放水物理性質(zhì)變化對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。排放水物理性質(zhì)的改變主要有兩點：溫度升高和密度增大。排放水密度的增大主要影響接受水體的物理性質(zhì)，高密度的濃海水入海后易于沉降在水底，阻礙了海水的垂直混合，并在排水口附近形成高鹽沙漠。另外，高密度的鹽水沉降到海底，使底棲生物因細胞脫水、組織膨壓降低而死亡，并改變其原有生境，從而給底棲生物帶來傷害。溫排水會對海洋環(huán)境產(chǎn)生熱污染。溫排水進入受納水體后，將直接影響海洋生物的生長和繁殖，使排水口附近浮游動物的種類和數(shù)量減少，降低群落的物種多樣性，引起群落結(jié)構(gòu)的變化。此外，溫排水還會導(dǎo)致接受水體溶解氧含量的降低，而間接對海洋生物和水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。

(3)排放水對海域的影響范圍

海水淡化排放水影響的海域范圍因海域環(huán)境條件和排水量的不同而有很大差異，目前對于海水淡化排水影響范圍方面的研究較少，其影響范圍研究大多體現(xiàn)在環(huán)境影響評價論證報告中。

2海水淡化的選址要求

1)取水口選址

取水口附近海域水質(zhì)要求較高。一般來說，海水淡化要求取用的海水中夾帶的海洋生物盡可能少，以減少對取用海水的預(yù)處理。此外，海水淡化取水時會有卷載效應(yīng)，會造成鄰近局部海域的魚卵、仔稚魚和浮游生物等數(shù)量減少，因此，取水口設(shè)置應(yīng)避開生物敏感區(qū)和保護區(qū)等海域，盡量采用在深水區(qū)、遠離岸邊或灘井的取水方式，既能防止對浮游生物、卵和幼蟲的影響，所取的海水水質(zhì)也往往比岸邊和表層水水質(zhì)好，不需或僅需最小量的化學(xué)預(yù)處理。

2)排水口選址

海水淡化后的排放水會對海域產(chǎn)生多種不利影響，如溫排水、有害化學(xué)添加劑、高鹽度和高密度等物理化學(xué)特征會損害生態(tài)系統(tǒng)。為使排放水溫度、濃度、密度等盡快降低，排水口附近要有充足的混合速率和淡化體積來最小化不利沖擊，最好能避開潟湖、半封閉性海灣等水文條件不宜和生物敏感度較高的水域，選擇在開放性、水交換通暢的海域，以利于排放水濃度的快速降低。

海水淡化的海域管理政策建議

1海水淡化的政策支持

多年來，我國對海水淡化的政策一直持支持和鼓勵態(tài)度。2000年，海水淡化被列入《當(dāng)前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》；2001年，海水淡化作為先進環(huán)保和資源綜合利用領(lǐng)域的高技術(shù)，被列入國家計委、科技部聯(lián)合的《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南》；2003年，海水淡化被寫入《全國海洋經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃綱要》中；2005年，國務(wù)院頒布了《國務(wù)院關(guān)于做好節(jié)約型社會近期重點工作的通知》，明確提出要推進沿海缺水城市海水淡化和海水直接利用。2005年8月18日，國家發(fā)展改革委、國家海洋局和財政部聯(lián)合了《海水淡化專項規(guī)劃》；2006年1月，國家標(biāo)準化管理委員會、國家發(fā)展和改革委員會、科技部、國家海洋局聯(lián)合《海水淡化標(biāo)準發(fā)展計劃》；2006年，科技部《國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》，將海水淡化列入重點領(lǐng)域及其優(yōu)先主題；2008年2月，國家海洋局《國家海洋事業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》，提出海水淡化對沿海缺水地區(qū)的貢獻率要達到16％～24％；2008年10月，國家海洋局和科技部聯(lián)合《全國科技興海規(guī)劃綱要》，提出要推進海水農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化和海水綜合利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化，發(fā)展海水綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)示范工程。此外，沿海多個省市如遼寧、大連、天津、舟山等還出臺了適合本地特點的海水淡化政策。

2海水淡化的海域管理建議

各級政府和社會各界高度重視海水淡化，國家出臺了大量支持政策，經(jīng)過多年發(fā)展，海水淡化的技術(shù)不斷成熟，成本不斷降低，海水淡化已具備了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的條件。作為海洋管理部門，在支持其發(fā)展的同時應(yīng)當(dāng)嚴格管理其用海行為。（1）我們對于海水淡化事業(yè)的發(fā)展在海域使用上應(yīng)予以鼓勵和支持，保證其用海需求，具體可以結(jié)合海洋功能區(qū)劃編制，對于海水淡化廠的取水口和排水口用海給予保證。（2）對于海水淡化用海的海域使用金予以適當(dāng)減免。目前淡化海水在沿海地區(qū)代替普通陸地淡水的障礙之一是成本較高，我國已有減免海水淡化廠稅金的政策。海洋管理部門在支持海水淡化發(fā)展方面，除用海保障外，還可以對其海域使用金予以減免。（3）嚴格管理海水淡化取水口與排水口的選址。取水口與排水口要避開生物敏感區(qū)、潟湖、半封閉性海灣等條件不適宜的海域，盡量選擇水文動力條件較好的開放性海域，以減輕取水時卷載效應(yīng)對海洋環(huán)境的影響，便于排水時濃海水的擴散和稀釋。（4）加強海水淡化項目用海的論證管理工作。目前海水淡化的海域使用論證管理工作薄弱，許多規(guī)模較小的海水淡化項目因其海域使用面積較小，甚至都沒有進行專門的海域使用論證。實際上，雖然海水淡化的海域使用面積小，但其對于海洋的影響卻比較大。有研究指出，按照我國2010年規(guī)劃的海水淡化規(guī)劃量計算，所產(chǎn)生的排海濃鹽水會導(dǎo)致我國膠州灣地區(qū)局部海域鹽度和高鹽度水域面積明顯增加［5］。因此，今后應(yīng)加強海水淡化用海的海域使用論證工作，以減少對海洋環(huán)境的損害。（5）鑒于濃海水對海洋環(huán)境的不利影響，應(yīng)嚴格管理濃海水排放，加強對排水口附近水質(zhì)的監(jiān)測，并針對濃海水的特點進行有針對性的監(jiān)測，同時監(jiān)控排水區(qū)域相鄰功能區(qū)的水質(zhì)。（6）采取多種措施鼓勵濃海水的綜合利用，盡量減少濃海水的直接排放。