摘要：随着我国核/火电事业的发展，电厂温排水带来的环境问题也越发引起重视。本文从温排水的利用与环境影响总结了国内外温排水研究的发展历程。争对目前温排水研究存在的问题，提出了两点优化建议：要提高温排水利用意识，应将温排水利用纳入电厂设计规划阶段；深入研究温排水环境影响机理，建立温排水环境影响评价预报体系。
关键词：温排水；利用；环境影响；模拟
自19世纪70年代第二次工业革命，人类进入电气时代以来，电力已经成为社会文明发展的最强动力。电力的广泛使用促生建立了一大批发电厂，它们在提供大量电力的同时也带来了许多问题，电厂冷却水排放即温排水就是其中之一。一般情况下温排水温度比附近海域海水的高7℃~10℃[1]，排放到水体产生热影响。与此同时，相当部分的温排水中的污染物质（一定浓度的氨氮、COD、DO、挥发酚等[44]）经过蒸发浓缩，导致污染物浓度增大，排放到水体产生水质影响。根据其温升和水质特征，目前国内外的研究内容主要可分为：温排水的利用和温排水的环境影响 [2-7]。中国作为一个火/核发电量占比达到75%的发展中国家，了解温排水研究的发展历程，从而确定未来温排水研究的方向，对更好的解决温排水问题十分重要。
1 温排水的利用
我国当前的电力结构下，火/核发电占比接近75%，而火/核电厂的热效率十分低，60%以上的热量成为废热散失。这些热量约有50%是通过支流冷却方式，也就是温排水的方式排出[8]。堵而抑之，不如疏而导之，与其费尽心思减小温排水的热污染，不如变废为宝，对温排水进行合理利用，既可以节能减排，又能创造价值，一举两得。20世纪60年代，日本、苏联、美国等[9]国进行了温排水水产养殖试验，打开了温排水利用的大门。上海市水产研究所[10]从1977年到1978年进行了多次温排水养鱼实验，证明了温排水养鱼的可行性与潜力。后续的试验研究表明，温排水在网箱养鱼[12]、鱼苗的冬季培育[11,13]、高密度养鱼[14]、对虾养殖[15]等方面均有应用前景，可以作为温排水利用的一个方向。
热泵的出现使得回收利用温排水的余热成为可能。使用热泵将温排水的低品位余热回收[16]，制出的高品位热量可以用于海水淡化[17]、发电[18]，具有显著的节能减排效果。此外，倪浩清等[19]提出将电厂温排水注入毗邻港口港池，即可防止港池冬季冰封，使之成为不冻港，也能有效降低电厂取水温度，提高发电效率，并通过物理实验验证了其技术上的可行性。陈艳、刘建生[20]提出对于沿江发电厂，可以利用某些温排水水质好、水量大的特点，将之调入内河流域，既可以增强区域水资源配置、增加水环境容量，同时温排水与污水处理厂尾水混合，还能提高排入内河中处理水的水质，不失为温排水的一种简单有效的利用方式。
虽然从上文可以看出温排水的利用方式多种多样，但在实际中温排水的利用模式往往较为单一，对温排水的余热利用效率也较低，像海水淡化还存在副产物处理比较难的问题。针对温排水利用模式单一、效率低这一现实，刘永叶[21]等提出了一种基于生态理论的北方电厂温排水综合利用模式，即调查电厂当地的产业结构，确定温排水的可能利用途径，通过优选利用途径的方法，建立静脉产业生态园，使各种利用途径之间相互联系，以达到最优的利用效果。他们以北方某核电厂一期工程为例，进行了综合利用方案设计并对其进行评价，分析结果表明该方案既能降低温排水的环境影响，又能达到节能减排的效果。类似地，杨旭等[22]提出了工业结合农业的温排水余热利用方式，旨在通过合理安排温排水的使用顺序，即先将其用于需要中、低热能的工业过程，如供暖，海水淡化等，其后再将温排水用于对余热要求较低的农业过程，如土壤增温，温室加热等，来提高温排水的利用效率。但由于电厂在设计建立之初往往不会考虑或只考虑一种温排水利用的问题，因而建立温排水综合利用体系不仅存在着规划难以建成的问题，不同利用途径、不同单位之间的协调也是一个需要解决的问题。
2 温排水的环境影响
温排水携带着巨大热量，会对其受纳水体的环境造成影响。全面了解温排水的环境影响，对解决温排水问题、趋利避害，有十分重要的意义。我国于20世纪70年代末开始关注温排水问题。温排水的环境影响是全方位多层次的，首先是温升带来的受纳水体理化性质的改变以及氧溶解量的降低，生存环境的改变使水生生物受到影响，这种影响会反过来影响水体水质，进而整个生态系统都会受到影响甚至遭到破坏。
随着沿海沿江电厂的增长，温排水对河流、湖泊及海洋的环境影响研究也相应的增多。John M.Hamrick就温排水排放到Conowingo Pond水温的影响做了研究。除此之外，浮游动物粒径也会受到温排水的影响，在温升高的区域虽然浮游生物丰度增加，但体积会变小，生存繁衍周期也变短，浮游生物生产力也会受到影响。在排水口附近高温升区域，大型底栖生物群落的多样性降低，稳定性也变差。除了温排水温升对环境的影响，水中余氯和重金属离子对浮游生物和鱼类的毒性也不容忽视，余氯长期排放产生的累积效应影响有待进一步深入研究。
为更好应对温排水的环境影响，建立有效的温排水环境影响评价标准十分重要。魏超等提出一套以温排水造成的损害为基础，通过计算损害的价值来评价温排水生态影响的方法，并结合实例给出了说明。
戴文芳等提出一种以微型真核浮游生物的丰度作为评价电厂温排水环境影响的生物学指标。但这些评价方法都是从某一个或几个方面给出判断，实际情况则更为复杂，需要更加全面的评价标准。
3结论
温排水的研究一直处在发展中，不断有新的问题被发现与解决。本文结合温排水有关利用和环境影响，综述了目前温排水的相关研究。就其研究现状，未来温排水研究仍需加强。
温排水利用相关研究较为完善，除了温排水利用意识的欠缺，产业链的建立是另一个问题，往往在电厂建立之初没有考虑到建设相关设施，以至于后期建设较为困难，这就要求在规划阶段就做好相应的准备。
温排水环境影响研究和温排水利用相互关联，分析它们之间的关系有助于温排水的趋利避害。温排水如何自上而下影响水环境，生态系统中各层受影响后是如何相互作用，进而造成大环境的改变是需要研究的方向。此外，温排水中有毒物质和热量累积对近海环境的影响研究，以及相应的完善有效的温排水环境影响评价预报体系的建立也是需要重点关注。
参考文献：
[1]王丽霞，孙英兰. 热扩散预测方法研究概况 [J]. 海洋科学，1997（6）：16-17.
[2]Cowles R.B., Bogert C.M. A Preliminary Study of the Thermal Requirements of Desert Reptiles[J]. Bull Am Mus Nat Hist, 1944,83:265-296.
[3]Fry F.E.J., Effects of the Environment on Animal Activity(Univ. Toronto Stud. Biol. Ser.55). Ontario Fish Res Lab Publ,1947,83:265-296.
[4]Brett J.R., Temperature Tolerance in Young Pacific Salmon. J. Fish Res. Board Can., 1952, (19):265-323.
[5]Environmental Research Laboatory-Duluth. Temperature criteria for Freshwater Fish: Protocol and Procedures. U.S. EPA-600/3-77-061,1977.
[6]Hoss D.E., Costonl C, Baptist J.P., et al. Effects of Temperature Copper and Chorine on Fish During Simulated Entrainment in Power-Plant Condenser Cooling Systems. IAEA-SM, 1975, 189/19:519-527.
[7]Thurston R.V., Russo R.C, Luedtke R.J. et al. Chronic Toxicity of Ammonia to Rainbow Trout. Trans. AM. Fish. Soc., 1984,113:56-73.
[8]袁钰等. 火、核电厂温排水余热量分析及应用前景展望 [J]. 水利水电技术，2012，43（2）：82-85.
[9]扬为，钟用. 国外利用发电厂余热开展温流水养殖概况 [J]. 水产科技情报，1977，Z2：44-50.
[10]汪锡钧等. 温排水养鱼试验报告 [J]. 水产科技情报，1979，3：13-17.
[11]刘克群等. 发电厂温排水淡水鲳冬季人工繁殖技术研究 [J]. 齐鲁渔业，1994，11（2）：12-15.
[12]詹士盈等，鸭河口水库翘嘴红鲌网箱养殖试验 [J]. 河南水产，2007，（3）：35-36.
[13]赵华. 北方寒冷地区淡水白鲳早繁试验 [J]. 吉林水利，2009，22（11）：58-59.
[14]邵孝治，邵华. 略谈火电厂温排水高密度养鱼 [J]. 中国水利，1995，1：45.
[15]章守宇. 利用工厂温排水养殖对虾 [J]. 国外水产，1989，1：46.
[16]王德魁. 用于废热回收的高温热泵装置 [J]. 化工与通用机械，1982，6：60-62.
[17]Ahmed H，Mohamed H，Abraham E. A Novel Desalination System for Utilizing Waste Heat Contained in Cooling Salt Water of a Steam Plant Condenser [J]. Desalination，2015，371：58-66.
[18]顾煜炯等. 电厂循环冷却水余热利用分析 [J]. 热力发电，2016，45（4）：35-40
[19]倪浩清等. 电厂温排水对港口结冰环境效应的试验研究 [J]. 水利学报，1993，7（5）：48-58.
[20]陈艳，刘建生. 沿江火电厂温排水利用研究 [J]. 水文，2014，34（4）：71-73.
[21]刘永叶，刘森林，陈晓秋. 基于生态工程理论的北方电厂温排水余热综合利用 [J]. 科技导报，2015，33（13）：22-26.
[22]杨旭等. 核电厂温排水余热综合利用模式研究 [J]. 电力建设，2013，34（6）：56-59.
作者介绍：
王小飞 （1994.08）男，汉，籍贯：江苏，毕业院校：河海大学，学历：研究生，研究方向：水利工程.
和振之（1992.12） 男，汉，籍贯：河南，毕业院校：武汉理工大学，学历：研究生，研究方向：水利工程.
夏磊（1993.11）男，汉，籍贯：江苏 毕业院校：江苏科技大学 学历：本科，研究方向：港口航道与海岸工程.通讯作者：王小飞.