王小可
中核国电漳州能源有限公司 漳州云霄 363300
摘要：近年来，因取水口堵塞导致的核电站停机停堆事件时有发生，为降低冷源丧失的发生概率，提高核电运行安全，国内核电厂均在开展相关研究。东山湾海域核电厂所处地理位置环境适宜海生物养殖与生长，存在海生物大面积爆发的可能。为了有针对性的进行防范，为后续海生物大面积爆发模型的开发与研究提供支撑，需对湾内的海生物开展生物调查，筛选出优势种。
关键词：核电站 冷源 海生物 爆发 优势种
引言
冷源致灾物，是指能够引起管道、水渠、鼓网等设施堵塞的一类致灾性海洋生物或非生物集合体，这类生物或非生物爆发时其个体或群体一般具有较大体型、接近或小于海水的密度，悬浮、固着或自由游动于水体之中，大量聚集时能引起管道和设施堵塞并影响水体正常流动。目前，国内已建及在建的核电均布置在沿海地带，并采用海水进行冷却。核电站周边有大量的渔业养殖、渔业捕捞等活动，还有一些核电项目位于河口下游，加上海水中漂浮垃圾处理难度大，近年来，因漂浮垃圾、海洋生物等引起的核电站取水口堵塞现象时有发生，对于核电厂的安全运行带来一定的风险。
冷源致灾物主要由生物和非生物两种成分组成，以生物成分为主，主要包括浮游植物，如棕囊藻、束毛藻；浮游动物，如水母、毛虾等；污损生物，如藤壶、牡蛎等，本文主要根据东山湾自然环境、海域生态调查资料与历史文献，从当地优势物种类群、数量、生活习性、暴发特点、季节变化等阐述东山湾海域可能暴发的生物种类或类群。
1、自然环境概况
1.1地理位置分析
东山湾位于福建省东南沿海，处于云霄县、东山县、漳浦县之间，呈不规则梨形深入陆地，湾口朝南，是半封闭形海湾。东山湾北部，有漳江注入。该海区气候比较温和，光照充足、盐度适中，水质环境好，营养盐比较丰富，是鱼类、节肢动物、软体动物、浮游动植物等的理想栖息繁殖场所，是福建省最大的海水养殖和渔业生产基地之一。
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图1 东山湾地理位置图
1.2自然环境条件分析
东山湾地处亚热带季风气候区，亚热带季风型海洋气候特征明显。春秋季节时间比较短，夏季较长，盛行西南季风。该区域雨水充沛，温差较小，年平均气温一般在20℃左右。
1.3海洋资源开发现状
东山湾海洋资源丰富，主要有港口、水产、农业、盐业、旅游资源等。目前，东山湾的专业码头有10多处，水产养殖面积150000余亩，清澈的海水则吸引了大量的游客度假、潜游。
2、生物调查
2.1历史资料收集分析
东山湾海域渔业捕捞历史悠久，海洋环境监测中心及渔业监管部门经过多年的监测与调查，积累了大量的数据资料。通过历史资料的分析，判断东山湾海域是否存在海生物大范围爆发的可能性，确定可能存在大范围爆发的生物品种，有针对性的制定生物调查方案。
2.2走访
通过调查渔港的渔获物，对有经验渔民的进行问卷调查及走访，对东山湾海域的风暴潮、雨季、鱼虾旺发期、藻类旺发期、渔业季节等信息进行收集。
根据走访及调查发现，东山湾风暴潮集中在每年的6~9月，其中以7~8月最多。降雨则为5~8月份较多，渔业季主要为5~10月，藻类爆发则主要集中在3~7月。
2.3调查方法及内容
调查内容及样品的采集、储存、运输、测定方法等均按照《海洋调查规范》（GB/T12763-2007）、《海洋监测规范》（GB17378-2007）、《海洋工程环境影响评价技术导则》（GB/T19485-2004）等相关技术标准的要求实施。
2.3.1叶绿素a和初级生产力
使用2.5L有机玻璃采水器采集表、地层水养。样品测定采用分光光度法，计算步骤及方法参考GB17378.7-2007.初级生产力采用叶绿素法，按照Cadee和Hegeman提出的简化计算真光层处级生产力公式估算。
2.3.2浮游植物
浮游植物采用浅水Ⅲ型浮游生物网从低至表层垂直拖网，赤潮生物采用采水器表层、底层采样，现场用福尔马林溶液固定后带回实验室开展分析。
2.3.3浮游动物
采用浅水Ⅰ型浮游生物网从低至表层垂直拖网获取，经福尔马林溶液固定后带回实验室进行分析。
2.3.4底栖生物
底内动物使用0.1㎡采泥器进行采集，每站采集4个平行样，将采集到的泥样分别放在1mm和0.5mm的套筛中冲洗，捡出其中的底栖生物。使用阿氏网进行底上生物调查，每网拖拽约15min，平均拖速2.5节。样品酒精固定后带回实验室进行分析。
2.3.5潮间带生物
冬春季节每隔两个月进行一次断面设置，冬季2个，春季4个，每一断面按照高、中、低3个潮区分别设置4个取样点，每一取样点随即选取一定面积，并用1m㎡的筛子筛出其中生物，在各取样点周围采集定性标本，记录地质情况后，将样品带回实验室进行分析。
2.3.6污损生物
在东山湾海域核电厂的取水口、排水口附近海域挂污损生物年板和季度板。2月份开始挂春季板和年板，此后每3个月开展下季度挂板并取出上季度所挂板，完成一个完整年度的挂板。根据《海洋调查规范》，取样前进行拍照或录像，现场测量厚度、覆盖面积率。将取出的试板在现场包于纱布中，固定在甲醛溶液中，带回实验室进行样本处理与分析。
2.4生物风险月历
根据东山湾海域生态调查获得的数据与历史文献资料分析，结合走访情况，从当地优势物种类群、数量、生活习性、暴发特点、季节变化几个方面列出了东山湾海域可能暴发的生物种类或类群。具体见下表：
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从上面表格可以看出， 11月至来年2月，综合风险等级较低，3月开始风险等级升高，水母、毛虾等的数量逐渐增加，4月份马尾藻、浒苔等大型藻类全面进入成熟脱落期，海面上四处飘散的情景较为普遍，5月份水母等堵塞风险极高，马尾藻、浒苔、石莼等大型藻类全面进入爆发期，网纹藤壶、福建牡蛎等污损生物开始进入附着旺期，6月份，大型藻类开始退场，网纹藤壶进入附着顶峰期，福建牡蛎也进入附着高峰期，虾、蟹的渔获量较大，赤潮灾害高发，7月，网纹藤壶、福建牡蛎等污损生物依然处于旺发期，海地瓜数量大增，风暴潮进入高发期，由此引发的养殖浮筏、海漂垃圾和虾蟹等渔获物的大爆发应引起注意，8月、9月与7月相似，9月网纹藤壶开启第二轮繁殖高峰，10月份鲍鱼养殖开始投放秋苗，聚乙烯网袋等养殖垃圾值得关注，网纹藤壶的附着量依然较大。
因气候变化的原因，每年季节更替时间可能会提前或推迟，从而影响生物繁殖周期，故每年的冷源堵塞物爆发时间可能会有变化。
2.5分析
东山湾口小腹大，自然地理条件优越，海湾面积约247.9 km2，滩涂面积达92.4 km2，湾内流系发达，潮流畅通，温盐稳定，水质肥沃，滩涂底质类型齐全（特别是湾北侧、东北侧有宽阔平坦的滩涂），浅海生态类型复杂，西北湾顶有漳江注入，是多种海洋动植物栖息、繁育的场所。调查结果显示，东山湾海域核电冷源堵塞物具有种类丰富、类型多样、来源广泛、爆发量大、持续周期长、影响因素复杂等特点。
从国内外核电厂取水工程堵塞事件的原因分析来看，大多是由于海洋生物暴发性生长，恶劣、极端天气，上游泄洪或强烈洋流、潮汐等生物或非生物因素引起的。在这些因素中，大多均是由大量繁殖的海洋生物直接或间接造成的。东山湾封闭性又强，一旦发生海生物大量繁殖的现象，极易造成取水堵塞。
目前，国内外开展冷源致灾物对策研究，主要包括加强水质监测、设置拦污网、加强鼓网反冲洗能力、添加化学药剂等，在一定程度上缓解了灾害的发生。上述措施均为被动防御，不能做到提前预判、提前干预的效果。部分电站安装了在线声呐监测、水下摄像机等设备，可以观察海生物的活动情况，但由于缺少可靠的预警模型，并不能实现对海生物爆发的准确预测。
3.0结论
冷源致灾物研究工作在现阶段核电项目设计过程中基本处于空白状态，多数核电厂在设计初期未对海生物引起重视，仅在海生物或异物入侵影响取水安全事故发生后采取相应的补救措施。为了更全面、有效的对冷源致灾物进行防控，有以下建议：
（1）初步设计阶段，对取水口周边海域海生物开展调查，对致灾生物种类、密度、进入取水口的趋势、发生时间及规律进行研究，建立易致灾生物防控月历，根据具体物种形态、尺寸等信息，对取水渠形式、结构，鼓网、格珊等的孔径进行优化，降低冷源失效概率。
（2）针对不同种类的海生物，在设计阶段考虑不同的防治措施： 1、游泳类、浮游类、底栖类最直接有效的措施为设置阶梯拦污网，并及时打捞处理；2、污损类生物，在设计中需考虑一定的附着厚度，并采用化学学控制与人工清除结合的方式进行防范；3、极端天气或生物繁殖期的异物防范，则提前安装临时拦污网、加设渔网等，制定专项打捞方案，及时将打捞的海生物清除；4、采用声学驱离等技术，驱离靠近取水口的大部分鱼类。
参考文献： 漳州核电厂取水工程海生物防范和海洋生物保护方案 ;2017年.
张朝文、关春江、徐鹏等 ; 辽东湾东部海域核电冷艳取水区的风险生物分析 ;海洋环境科学;2019年
作者：王小可（1986—），女，工程师，从事核电站冷源安全等方面工作。