海水淡化;濃海水;制鹽;海洋生態(tài)
一、引言
最早開始食用鹽和制鹽的是中國(guó)人,最晚在仰韶時(shí)期(公元前5000年~公元前3000年)古人已經(jīng)學(xué)會(huì)煎煮海鹽。鹽稅曾長(zhǎng)期是許多國(guó)家的重要財(cái)政收入,制鹽工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。中國(guó)是一個(gè)產(chǎn)鹽大國(guó),但一直呈現(xiàn)北方鹽場(chǎng)規(guī)模大、產(chǎn)值大,南方規(guī)模小、產(chǎn)能小的尷尬窘境。岱山現(xiàn)有鹽場(chǎng)的曬鹽工藝雖在不斷改進(jìn),壓灘、提鹵、打花、抽水、收鹽等生產(chǎn)程序都實(shí)現(xiàn)了一定的機(jī)械化,但都還是半機(jī)械化操作,規(guī)模也不大,無法與北方大型鹽場(chǎng)相比。因此岱山鹽場(chǎng)曬鹽工藝的提高,新品種鹽的開發(fā),鹽產(chǎn)量的提升是岱山鹽業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。改變岱山傳統(tǒng)海水日曬鹽生產(chǎn)業(yè)的低迷現(xiàn)象,提高日曬鹽的機(jī)械化程度和生產(chǎn)的工藝水平,可以有效提高岱山的鹽產(chǎn)量和質(zhì)量,改善鹽農(nóng)的生產(chǎn)工作環(huán)境,提高生產(chǎn)積極性,增加鹽農(nóng)的生活收入。同時(shí)對(duì)岱山天然海水曬鹽文化的物質(zhì)遺產(chǎn)的傳承,弘揚(yáng)岱山鹽業(yè)人的精神具有非常大的意義。
岱山島群眾長(zhǎng)期以來“靠天吃水”。在雨水充沛的時(shí)間,居民們的生產(chǎn)生活用水還勉強(qiáng)能依靠降水、地表水、水庫(kù)存水解決;但在干旱期間,島上生活用水只能靠船來運(yùn)輸,運(yùn)水成本每噸高達(dá)20元左右,居民們承受的經(jīng)濟(jì)壓力十分巨大。為解決岱山島居民用水緊張的局面,岱山島于2005年8月引進(jìn)海水淡化項(xiàng)目,反滲透海水淡化廠——綠源海水淡化有限公司。此海水淡化工程由兩個(gè)可獨(dú)立操作的并聯(lián)機(jī)組組成,采用的是國(guó)內(nèi)先進(jìn)的反滲透海水淡化技術(shù)。海水淡化后剩下的濃海水直接排入大海。
二、海水淡化排放的濃海水對(duì)該海域的影響
?。ㄒ唬┖K欧诺臐夂K畬?duì)該海域鹽度產(chǎn)生的影響
沿海地區(qū)的海水淡化廠排放的濃海水主要影響的是河口和淺海。由于大陸河流的影響,河口區(qū)的鹽度一般為0~30,淺海海水的鹽度一般為27~30。而在海灣地區(qū),由于海水蒸發(fā)量較高、淡水河流較少以及海水淡化廠排放的濃海水的影響,鹽度往往會(huì)高于40。地中海的國(guó)家,比如西班牙,海水淡化廠就多于700家,日淡水產(chǎn)量高達(dá)80萬m3,所排放的濃海水鹽度是周圍海水鹽度的1.3~1.7倍。濃海水的性質(zhì)主要是由作為原料的海水成分決定,在濃海水中會(huì)被濃縮?;厥章?0%左右時(shí),反滲透海水淡化所排放的濃海水鹽度是原料海水的兩倍左右;而用蒸餾法生產(chǎn)淡水時(shí),濃海水會(huì)與冷卻用海水混合后再排放,其排放的濃海水鹽度比普通海水大約高10% ~15%。
?。ǘ┖K欧诺臐夂K畬?duì)海洋生物產(chǎn)生的影響
鹽度會(huì)對(duì)海洋生態(tài)產(chǎn)生重要的影響,會(huì)對(duì)生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布產(chǎn)生直接的或間接的影響。大部分的海洋無脊椎動(dòng)物和一些軟骨魚類是等滲動(dòng)物,其血液和體液的鹽度與海水的鹽度相近;但變滲動(dòng)物的血液含鹽量?jī)H為周圍環(huán)境海水鹽度的30%~50%。當(dāng)環(huán)境含鹽量產(chǎn)生變化時(shí),就會(huì)產(chǎn)生滲透現(xiàn)象。因而,當(dāng)周圍環(huán)境的鹽度快速升高時(shí),那些無法進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)的海洋生物,它們的體細(xì)胞可能會(huì)產(chǎn)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,繼而會(huì)發(fā)生代謝失調(diào)或者死亡。海洋生物會(huì)通過細(xì)胞內(nèi)外間的離子轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制來維持其細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)成分的動(dòng)態(tài)平衡,穩(wěn)定滲透壓,繼而適應(yīng)鹽度在一定范圍內(nèi)的波動(dòng)。生物的耐鹽性由于受基因的調(diào)控,在外界鹽度產(chǎn)生變化時(shí),將會(huì)產(chǎn)生各種蛋白質(zhì)來參與滲透調(diào)節(jié)。若直接將濃海水排放入海會(huì)對(duì)浮游動(dòng)植物、甲殼類動(dòng)物、魚類、海藻等海洋生物造成不可挽回的巨大影響。
(三)海水淡化排放的濃海水對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響
濃海水對(duì)海洋生態(tài)的影響存在差異性,對(duì)珊瑚礁生物、巖礁生物和沙礫區(qū)生物的影響程度各不相同,根據(jù)不同生態(tài)環(huán)境對(duì)排放的濃海水的敏感程度的不同,將全球海洋生態(tài)分為15個(gè)類型,其中珊瑚礁、濱海的鹽堿濕地和一些生產(chǎn)力較低的潮間帶等生態(tài)環(huán)境比較脆弱,會(huì)對(duì)排放的濃海水反應(yīng)敏感,極易受到影響。海流、水團(tuán)和潮水等水文條件會(huì)對(duì)受濃海水影響的海域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生干擾。此外,由于海水淡化廠類型的不同,日海水處理量和排放的濃海水水量對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響也不相同。這是因?yàn)?,如果海水淡化廠排放的濃海水量小,海域鹽度的增量就小,其對(duì)海域生態(tài)環(huán)境的影響也就較小。
三、岱山島利用濃海水曬鹽的效益
(一)海水淡化濃海水,可供發(fā)展鹽化工業(yè)
將濃海水儲(chǔ)存在蒸發(fā)池中水分逐漸蒸發(fā)來生產(chǎn)原鹽。岱山島由鹽場(chǎng)將濃海水經(jīng)過再處理后可用來生產(chǎn)原鹽,這既不會(huì)影響原鹽的質(zhì)量,又會(huì)減少曬鹽的時(shí)間,降低曬鹽池的面積,這會(huì)減少鹽田制鹽的一部分成本。濃海水的剩余鹵水還可以用來提取鉀、鎂等化學(xué)元素(見下表),這些化學(xué)成分可以用來當(dāng)做原料生產(chǎn)化肥。
淡化后濃海水中主要資源含量
Table2.3.3 After the concentration of seawater desalination content of the main resources
?。ǘ┖K畷覃}中海水的化學(xué)資源利用
從海水中提取食鹽的方法主要是“鹽田法”這是一種古老的而至今仍廣泛沿用地方法。使用該方法,需要?dú)夂虮容^溫和,光照比較充足的廣闊平坦的海邊灘涂,用來建造鹽田。鹽田一般會(huì)分成兩個(gè)部分:蒸發(fā)池、結(jié)晶池。需要先將海水排入蒸發(fā)池,利用日曬來蒸發(fā)水分,到濃縮到一定濃度時(shí),再排入結(jié)晶池,繼續(xù)經(jīng)過日曬,海水會(huì)濃縮成為飽和食鹽溶液,再曬下去就會(huì)析出鹽來。這時(shí)產(chǎn)生的晶體物就是常見的那種粗鹽。結(jié)晶所剩余的液體被稱之為母液,從中可以提取出多種化工原料。在岱西搖星鹽場(chǎng)選取選擇基礎(chǔ)設(shè)施較好的兩塊60畝的鹽灘進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn),按照濃海水制鹽工藝的需求,對(duì)濃海水制鹽的鹽田進(jìn)行了改造。