這個電站是河口核電站,位于河流入海口潮間帶生態與咸淡水混合的敏感區。受潮汐和徑流雙重影響,鹽度、水溫波動大,生態系統復雜且脆弱。
還有濱海核電站,直接臨海,取水和排水均與開闊海域連通,受洋流和潮汐影響較大。
甚至有近岸核電站,位于人口密集的近岸區域,常毗鄰城市或港口,受陸源污染和航運干擾較大。取水容易受城市污水、農業徑流等陸源污染影響。
程時:“你們能想到這一點,真的很有超前意識。首先,核電站溫排水對海洋生態的影響具有復雜性和累積性,是一個長期的過程。不僅體現在生物個體層面,也不僅僅是影響局部和表層,而是會通過食物鏈傳遞和生態系統功能退化影響很大范圍,多層次、多維度,長時間的影響。”
“比如水溫升高會顯著改變海洋生物的酶活性和代謝速率,導致魚死亡和畸形,影響繁殖能力,寄生蟲感染率變高。”
“冬天,核電站溫排水形成的“暖池”雖吸引魚類越冬,但是夏天卻會因為水溫過高而導致產卵率下降,珊瑚死亡,浮游生物的種類減少。單個品種藻類泛濫。還可能吸引外來物種入侵和聚集。”
“這些都會導致生物群落結構的改變,食物鏈改變,魚類變小。而且因為珊瑚這些具有碳匯能力的生物死亡減少,導致海洋酸化加劇,溶解氧飽和度下降,富營養化加速。水質惡化。”
“反過來,海洋生物也會影響核電站的運行。”
“比如水母、海藻、貝類大規模聚集可能導致取水口過濾設備失效,引發冷卻系統故障。單次清理成本修復高,還可能威脅電網穩定性。生物如藤壺、牡蠣的附著,會形成生物膜,加速金屬管道腐蝕。這跟遠洋游輪外殼附著生物造成的影響相似。”
那人說:“這個我聽說過。漂亮國的核電站就因為蛤蜊堵塞安全冷卻水管路,導致含銅殼體腐蝕泄漏,修復費用超過千萬美刀。”
程時說:“既然是兩個問題那就有兩套方法。我先講這個生物防治。因為明年夏天,你們說不定就會遇見這個問題了。而水溫造成的生態影響會慢一點顯現。”
“你們的取水口防護網設計是什么樣的。”
立刻有人遞了圖紙過來,介紹說:“我們的取水口參考火電行業經驗,設置了取水涵管、聯接井、閘門、欄污柵、取水隧道、旋轉濾網。旋轉濾網作為核心防護設備來攔截大型雜物如樹枝、漁網和防止海生物堵塞管道。”
火電廠為了冷卻的需求也會修在海邊或者河邊湖邊。
程時看了看,說:“如果海浪大,水壓大,浮冰沖擊。泥沙堆積等情況下,可能會出現縫隙,讓海洋生物進入管道和渠道。這個設計就沒有充分考慮我提的這些情況。這也是水泵里泥沙多,導致循環水泵斷軸、葉輪沖刷等問題的原因。”
那人點頭:“是,一般淡水流域的泥沙,浪潮沒有那么大。”
程時:“所以我有個改造建議,實施起來也不難。現在你們選的取水口在海灣里,本來是為了避開風浪,同時也避免被敵對分子破壞。但是離河流入海口太近,屬于泥沙富集區。增加了防泥沙淤積的難度。而且河流會帶來大量富營養物質。比如工廠城市排出的污水,農田里山林沖下來的腐殖質。這些都會造成藻類繁生。”
“所以我建議你們,有條件的話,把取水口深入到更開闊的海域去,遠離近岸淤積帶。”
那人:“主要是安全問題。如果設在離核電站太遠的地方,不能24小時看到,就怕有人往里面加什么東西。你知道的,核電站要發生爆炸,后果不堪設想。”
程時想了想:“也是。”
現在沒有24小時監控,純靠人眼睛盯著。
他說:“那就只能利用潮流設計導流結構,借助自然水流帶走部分泥沙。這個可以結合數學和物理模型,來模擬漂浮物軌跡,優化取水明渠導流堤結構,減少進入管道的生物。增加一道濾網。還有定期用吸沙船、高壓水槍沖洗來清除取水口周邊和內部沉積泥沙。”
“還有就是在設備上增加過濾網差壓、水泵振動等參數變化觸發自動報警。”
“關于這個濾網上附著泥沙藻類,生物的問題,其實可以定期反向沖洗。選擇其他材質的濾網。甚至考慮柔性濾網。”
“說回到剛才的那個生物堵塞富集防治。其實可以用化學抑制。用氧化性殺蟲劑和非氧化性殺生劑結合。非氧化性殺生劑,比如次氯酸鈉,能快速殺滅浮游生物。非氧化性殺生劑,有異噻唑啉酮,可以殺滅藤壺幼蟲等宏觀生物,這些都是海洋友好型殺蟲劑,不會影響別的生物。”
有人疑惑地說:“這個也跟機械有關系?”
程時:“造船和一些長期在海里停留的金屬構件時,也要考慮這些的。還有好幾種方法,能減小生物附著。比如在外殼表面涂上有機硅自釋放涂層。有機硅本身比較光滑,讓海洋生物難以附著,即便附著也能被浪沖下來,或者后期輕松脫離。而且有機硅跟沙子的結構相似,不會污染海洋。不容易被海水腐蝕,有效期長。”
有人問:“這個有機硅涂層該去哪里買。”
程時嘆息:“你又問到最讓我痛苦和傷腦筋的問題了。”
會場里的人忍不住笑了起來。
東西再好,知道原理,做不出來也是白搭。
程時等大家笑完了才說:“那我們就一步一步來分析可行性。有機硅自釋放涂層的基礎材料為聚二甲基硅氧烷簡稱為PDMS。首先以二甲基二氯硅烷為主要原料,在酸性或堿性條件下水解生成硅醇中間體。中國已經有化工廠能做到萬噸級甲基氯硅烷單體生產。所以這一步沒有問題。”