【摘要】： 濱海電廠溫排水可引發(fā)受納海域熱環(huán)境、水動力、污染物遷移等改變,從而影響海洋生態(tài)系統(tǒng)的理化性狀及海洋生物的生活和繁殖。溫排水對生態(tài)環(huán)境的直接影響因素是溫升和余氯。為了科學評估溫排水對受納海域的影響并提供制定相應行業(yè)標準的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),在科技部社會公益研究專項基金、國家海洋局青年科學基金、浙江省自然科學基金、浙江省科技廳研究專項基金的資助下,本課題選取我國亞熱帶代表性海灣象山港、樂清灣、沙埕港,近海生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物代表群落、浮游動物典型種、游泳生物主要種的魚卵、仔魚等,采用現(xiàn)場調(diào)查、實驗生態(tài)學、生態(tài)毒理學、化學動力學與三維數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了濱海電廠溫排水溫升和余氯對亞熱帶海域生態(tài)系統(tǒng)的影響。主要成果如下: (1)系統(tǒng)比較了不同升溫條件下亞熱帶近岸海域浮游植物群落的恢復能力,以及浮游動物典型種、游泳生物主要種魚卵、仔魚等的耐受能力。 適度溫升能夠提高亞熱帶海洋浮游植物的生產(chǎn)力,對應于夏季28℃、冬季、12℃的海水溫度,浮游植物群落生產(chǎn)力的最適溫升幅度分別為2℃、12℃。浮游動物的耐熱性強于浮游植物,并存在種間差異,由于半致死溫度(LT_(50))與自然適應水溫的跨度較大,溫排水造成的海域溫升基本不影響受納海域的浮游動物存活。不同魚類的適宜溫度存在差異,適度溫升會加快魚卵孵化時間,但超出一定幅度,會造成魚卵孵化失敗和畸形率升高,四種試驗魚卵最適孵化溫度分別為;浉魚(24.2℃)大黃魚(23.1℃)真鯛(22.2℃)黑鯛(21.0℃);四種試驗仔魚的24 h LT_(50)溫度分別為:浉魚(33.4℃)黑鯛(30.3℃)大黃魚(29.4℃)真鯛(28.5℃)。 (2)全面研究了余氯短期浸毒作用下亞熱帶近岸海域浮游植物群落的恢復能力,以及浮游動物典型種的耐受程度。 余氯影響著浮游植物群落的生物多樣性組成,而且由于各物種的耐受程度不同,細胞個體偏小的浮游植物種類對余氯的耐受能力強于大個體種類,因此浮游植物群落中營(?)-策略生物比例增加。浮游植物生物多樣性指數(shù)(H′)較高時,往往對應著較強的群落恢復能力。在氯短期沖擊(加氯濃度為1.0～3.2 mg·L~(-1))的條件下,浮游植物群落恢復能力為春季(4～6天)、秋季(3～4天)冬季(3～9天)、夏季(8天～無法恢復),與亞熱帶海域生物多樣性的自然變動規(guī)律基本相符。 浮游動物對余氯的耐受程度同樣受物種類型、個體大小影響,并存在季節(jié)性差異。浮游動物對余氯耐受性的物種差異在生物分類學的科、目上均有體現(xiàn),生活習性的差異是導致浮游動物余氯耐受性不同的原因;余氯對浮游動物的毒性隨著物種的個體增大而減弱,小個體物種對余氯耐受性弱;由于溫度降低,浮游動物的代謝活動降低,浮游動物生理活動減弱,余氯對生物體的毒性減弱,相應的半致死濃度升高,即對于相同物種,余氯的半致死濃度呈現(xiàn)隨季節(jié)溫度升高而下降的趨勢。 (3)深入探討了余氯在海水中的衰減動力學規(guī)律。首次對冷卻系統(tǒng)內(nèi)不同鹽度、溫度、COD條件下的余氯衰減行為進行了定量考察。研究結(jié)果表明,在冷卻水循環(huán)體系中,余氯的衰減行為可用分段函數(shù)表示,第一階段為快速衰減階段,時間約1分鐘;第二階段為緩慢衰減階段(1～30分鐘)。在不同鹽度、溫度、COD的作用下,第二階段的余氯衰減可表示為一級動力學方程(InC=InC_o－k_1t)。制訂海水冷卻系統(tǒng)內(nèi)溫升、加氯及余氯排放標準應綜合考慮生產(chǎn)節(jié)能與環(huán)境承載力間的平衡,進行生態(tài)環(huán)境與物質(zhì)消耗的最優(yōu)化配置。從海洋生態(tài)保護的角度看。在亞熱帶地區(qū),夏季濱海電廠冷卻系統(tǒng)內(nèi)的海水溫升不應超過8℃,春、秋、冬季冷卻系統(tǒng)內(nèi)的海水溫升最好不超過12℃,各個季節(jié)冷卻水的加氯不應超過1.8mg·L~(-1)。 (4)引入漫灘效應,運用三維水動力模型,模擬計算了半封閉港灣濱海電廠溫排水的輸運、擴散行為。比較研究了15種電廠選址與溫排水排放方式的組合方案,結(jié)果顯示,三維模型能夠較好地反映溫排水的“熱行上浮”效應。與直接排放技術(shù)相比,冷卻塔技術(shù)更有利于減少對海區(qū)生態(tài)的影響。基于實驗結(jié)論所提出的最優(yōu)方案已被管理部門及相關(guān)企業(yè)采納。
【圖文】：

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