核電廠取水隧洞翡翠貽貝污染防治建議

余遠紅，林政霖，張術勇

（臺山核電合營有限公司化學環保部，廣東 臺山 529200）

引言

某核電廠采用海水直流冷卻系統，冷卻水通過兩條海底隧洞取水，取水隧洞采用沖擊加工業次氯酸鈉防控海生物附著，加氯頻率為每周一次，質量濃度3 mg/L，每次加氯時長4.5 h。海底隧洞進水后主要附著海生物為翡翠貽貝，翡翠貽貝通過足絲附著且繁殖較快[1]。

《工業循環冷卻水處理設計規范》3.5.2 章節規定：次氯酸鈉沖擊投加時，宜每天投加1～3 次，每次投加時間宜控制水中余氯0.5～1.0 mg/L，保持2～3 h；連續投加時，控制水中余氯0.1～0.5 mg/L[2]。《發電廠化學設計規范》14.6 章節規定：對于定期沖擊式加氯，沖擊加藥量為2～4 mg/L[3]。調研某核電廠周邊火電廠加氯情況，湛江電廠加氯質量濃度約4.2 mg/L，珠江電廠加氯質量濃度約6 mg/L，華能汕頭電廠加氯質量濃度約2mg/L。另外，珠海電廠采用非氧化性殺菌劑CT 1300 輔助加藥，有效控制了綠貝和藤壺的污染，現場試驗結果表明海生物污染得到基本控制[4]。

在實際的電廠運行中，由于冷卻水質和海生物種類不同，各電廠的加藥種類、加藥量和加藥方式差別較大。本項工作主要進行次氯酸鈉和非氧化性殺菌劑對翡翠貽貝的殺滅性試驗，為某核電廠取水隧洞內翡翠貽貝的防控提供基礎數據和加藥優化建議。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

翡翠貽貝：選取核電廠附近海域的翡翠貽貝，大小5～6 cm，活性較好，且經硬物刺激后會自主閉殼；

牡蠣：選取核電廠附近海域的牡蠣，大小0.5～1 cm，活性均較好；

次氯酸鈉：外購的工業次氯酸鈉溶液，10%，用水稀釋至所需濃度；

非氧化性殺菌劑：5 個不同廠家的季胺鹽類藥劑（CST-120、CT1304、Bulab6184、AY1001、H-130M），主要致毒原理是與生物內部細胞作用，并破壞有機體。

1.2 試驗方法

每項試驗設置多個生物監測箱（見圖1），箱內分別放置翡翠貽貝等海生物至少50 個，多組監測箱進行平行殺滅試驗，并設置空白對照試驗組（不投加任何藥劑）。

圖1 生物監測箱示意圖

沖擊加氯試驗：向不同試驗箱內沖擊性投加不同濃度、不同時長的次氯酸鈉，每天統計一次死亡率。

連續加氯試驗：向不同試驗箱內連續性不間斷（即每天24 h）投加不同濃度的次氯酸鈉，每天統計一次死亡率。

非氧化性殺菌劑試驗：向不同試驗箱內投加1 次非氧化性殺菌劑，之后持續觀察死亡率。5 種藥劑的加藥濃度與時長依據廠家指導意見而定，投藥后每天統計一次死亡率。

因翡翠貽貝等海生物不是在生物監測箱中原位生長的，培養時間越長，影響海生物死亡的因素就會越多，故通常每項試驗的時長不宜過長（控制在7 d以內）。

死亡觀察方法：用解剖針等尖銳物品刺激翡翠貽貝、牡蠣的開殼處，若一直沒有重新閉合雙殼的反應，則認定為死亡[5]。

2 試驗結果與分析

2.1 沖擊加氯試驗

相關標準規范以及其他電廠都有用到沖擊加氯方式，為驗證沖擊加氯對翡翠貽貝的殺滅效果，進行不同濃度及時長的沖擊加氯試驗。

某核電廠取水隧洞入口位于島上且尚未建設制氯站，暫通過船運工業次氯酸鈉藥劑至隧洞前端加藥。其現有加氯方式為每周加1 次次氯酸鈉藥劑，質量濃度為3 mg/L，時長為4.5 h。考慮海運及卸藥極限能力最多可為兩條隧洞每周加氯3 次，每次加氯濃度3 mg/L，時長4.5 h。故依據極限加氯量來調整沖擊加氯濃度、加氯時長及加氯頻率來進行殺滅模擬試驗，7 d 內持續觀察滅活情況。沖擊加氯濃度不宜過高，否則將可能會造成核電廠的余氯排放濃度超標[3]，故設計沖擊加氯試驗組如表1。

表1 沖擊加氯離線試驗組

不同試驗組的殺滅結果見圖2。與空白組對比后發現，沖擊加氯方案對翡翠貽貝均無明顯殺滅效果。主要原因猜測為，翡翠貽貝在遇到次氯酸鈉等強刺激性藥物時，會識別惡劣環境，從而進行閉殼保護。待環境轉好后，又重新進行外界養分交換，繼續生長、攝食和繁殖[5]。

圖2 沖擊加氯對翡翠貽貝的殺滅效果

2.2 連續加氯試驗

根據文獻結論，翡翠貽貝在遇到次氯酸鈉等強刺激性藥物時，會識別惡劣環境，從而進行閉殼保護，需要在連續加藥4～14 d 才產生殺滅效果[5]。擬用連續加氯方法來進行翡翠貽貝的殺滅試驗，參考《發電廠化學設計規范》14.6 章節規定：連續投加氧化性殺菌劑，加藥量宜按1 mg/L 設計[3]，因此連續加氯試驗組質量濃度分別設定為0.5、1、2 mg/L。試驗持續加藥7 d，每天統計一次死亡率，試驗結果見圖3。分析發現0.5 mg/L 和1 mg/L 加氯質量濃度與空白組的殺滅率幾乎一致，無殺滅效果，7 d 后的最終死亡率反而低于空白組，這應該是樣本的隨機性造成的。加氯質量濃度2 mg/L 試驗箱中的翡翠貽貝在7 d 左右的死亡率達到90%左右，有較高殺滅效果。

圖3 連續加氯對翡翠貽貝的殺滅效果

2.3 非氧化性殺菌劑試驗

選用市場上較常用的5 種非氧化性殺菌劑，加藥質量濃度與時長見表2，分別對翡翠貽貝和牡蠣進行殺滅試驗，試驗結果見圖4。發現試驗所用非氧化殺菌劑均能在加藥后3 d 內達到對翡翠貽貝90%以上的殺滅率，殺滅效果非常好。但需要引起關注的是，在殺死翡翠貽貝的同時，在相同濃度及加藥時長情況下，其對牡蠣也有一定的殺滅作用(殺滅率50%～90%左右)。因核電廠周圍區域有牡蠣養殖，需關注加藥后殘余非氧化性殺菌劑對排水口牡蠣的影響。

表2 不同非氧化性殺菌劑的加藥濃度與時長

圖4 非氧化性殺菌劑對翡翠貽貝和牡蠣的殺滅效果

3 結論與建議

1）綜合連續加氯與沖擊加氯殺滅試驗結果，加氯濃度為2 mg/L，連續加氯7 d 以上，對翡翠貽貝成體有較好殺滅效果，沖擊加氯幾乎無殺滅效果。原因可能是由于翡翠貽貝在遇到次氯酸鈉等強刺激性藥物時，會識別惡劣環境，從而進行閉殼保護。

2）從非氧化性殺菌劑殺滅試驗結果來看，市場上常用的非氧化性殺菌劑對翡翠貽貝成體的殺滅效果較好，殺滅速度較快。但其對同綱的其他海生物（如牡蠣）也會有一定影響，應用前需進行排水口周邊海域養殖影響評估。

3）由于某核電廠取水隧洞設計允許平均附著厚度為25 mm，1 個月時長翡翠貽貝可生長10 mm[1]，為有效控制翡翠貽貝的附著生長，參考《發電廠化學設計規范》14.6 章節殺菌劑加藥頻率，建議每月至少連續性加氯（2 mg/L）7 d 或按表2 沖擊性投加常用非氧化性殺菌劑1 次。