问题

火电厂在河上游,对下游的水质有污染吗?

回答
当火力发电厂建在河流的上游时,它确实会对下游的水质产生影响,而且这种影响通常是多方面的、不容忽视的。要详细解释这一点,我们需要从热电厂的运作原理、污染物的产生与排放,以及这些污染物如何影响下游水体生态系统来展开。

首先,咱们得明白火电厂是怎么发电的。最常见的火电厂,无论是燃煤、燃油还是燃气,核心都在于“烧”——把燃料烧成热,然后用这些热能去加热水,产生高压蒸汽。这些蒸汽会驱动巨大的涡轮机旋转,涡轮机再带动发电机发电。这个过程简单来说,就是一个热能转化为电能的转换过程。

那么,污染是怎么来的呢?污染主要来自两个方面:

第一,冷却系统带来的“热污染”。

这是火电厂最显著的,也是对下游水质最直接的影响之一。火电厂发电过程中需要大量的冷却水来冷凝推动涡轮机后的乏汽,让它变回水,以便重新泵入锅炉循环利用。这些冷却水通常是从河流中抽取,使用后温度会升高不少。

为什么说温度升高是污染呢?

溶解氧降低: 水的温度越高,它能溶解的氧气就越少。而水中的鱼类、微生物以及其他水生生物生存都需要依赖溶解在水中的氧气。当冷却水排回河流时,局部水温升高,会导致该区域的溶解氧急剧下降,形成“缺氧”区域。这对于依赖氧气生存的生物来说,无异于一场灾难。鱼类会因为缺氧而窒息死亡,水生植物生长受限,整个水体生态系统的活力都会大打折扣。
生物代谢加速: 水温升高还会加速水生生物的新陈代谢。虽然这听起来有点矛盾,但实际上,代谢的加速意味着它们需要更多的氧气来维持生命活动,而此时溶解氧却降低了,进一步加剧了它们的生存压力。
改变物种组成: 一些对温度敏感的物种可能会因为无法适应升高后的水温而死亡或迁移,而一些耐热性强的物种则可能在此地繁衍。长此以往,河流的生物多样性会因此改变,甚至出现某些“优势物种”的过度繁殖,破坏原有的生态平衡。
化学反应加速: 水温升高还会加速水中化学反应的速度,包括一些可能存在的污染物的转化和扩散。

第二,排放的废水带来的“化学污染”。

除了冷却水,火电厂还会产生其他的废水,这些废水如果未经妥善处理直接排放,也会对下游水质造成严重影响。

锅炉排污: 在锅炉运行过程中,为了去除水中的杂质和防止结垢,需要定期进行排污,将一部分含有较高矿物质和化学物质的锅炉给水排出。这些废水可能含有较高的盐类、悬浮物以及防垢剂、缓蚀剂等化学物质。
脱硫、脱硝废水: 为了减少空气污染,现代火电厂大多配备了烟气脱硫(FGD)和脱硝(SCR)装置。这些装置在净化烟气的同时,会产生含有大量硫化物、氮化物、重金属(如汞)、飞灰等成分的废水。这些废水如果未经专业处理,对水体的污染是相当严重的。例如,硫化物可能导致水体酸化,氮化物可能引起水体富营养化,重金属更是具有生物累积性和毒性。
除灰废水: 燃煤电厂在燃烧过程中会产生飞灰和炉渣,这些灰渣需要用水冲洗以方便收集和处理。冲洗这些灰渣的水会携带大量的飞灰颗粒、重金属、放射性元素等进入废水,如果不经沉淀、过滤等处理直接排放,会导致水体浑浊,增加悬浮物,并可能释放有害物质。
化学清洗废水: 定期对锅炉、汽轮机等设备进行化学清洗时,会产生含有酸、碱、缓蚀剂等化学药剂的废水。

这些含有各种化学物质的废水排入河流后,会产生一系列污染效应:

重金属污染: 如前所述,脱硫废水、除灰废水等可能含有汞、铅、镉、砷等重金属。这些重金属在水体中不容易降解,会通过食物链逐级富集,对水生生物和人类健康造成长期威胁。它们可能导致生物体内的酶失活,影响生长发育,甚至引发癌症。
富营养化: 部分废水(尤其是含有氮、磷的)可能导致水体富营养化。过多的氮、磷会刺激藻类和其他浮游植物大量繁殖,形成“水华”。当这些藻类死亡、分解时,会消耗大量水中的溶解氧,再次导致缺氧,形成恶性循环,甚至出现“死区”。
pH值改变: 某些废水,例如酸洗废水,会显著改变水体的pH值,破坏水生生物适宜的生存环境。
悬浮物增加与浑浊: 除灰废水中的固体颗粒会增加水体的浑浊度,降低光照穿透能力,影响水生植物的光合作用,同时也会堵塞鱼鳃,影响水中生物的正常呼吸和摄食。
毒性物质残留: 一些处理剂或过程中产生的副产物可能具有直接的毒性,对水生生物造成急性或慢性中毒。

对下游生态环境的连锁反应:

上述这些污染效应并非孤立存在,而是会相互作用,对整个下游河流生态系统产生深远的影响:

1. 生物多样性锐减: 耐受性差的物种首先遭到淘汰,物种数量和种类都在减少。
2. 食物链中断: 某些关键物种的消失会影响其捕食者和被捕食者的生存,导致整个食物链的结构发生改变甚至断裂。
3. 水体自净能力下降: 当污染过于严重时,水体的自然净化能力会饱和,污染物会长期存在甚至累积。
4. 饮用水源安全问题: 如果下游有居民生活用水或农业灌溉用水取自这条河流,这些被污染的水源可能对人类健康和农作物生产构成严重威胁。

因此,火电厂建在河的上游,通过其冷却水的排热和各种废水、废渣的排放,确实会对下游的水质产生污染,而且这种污染是多维度、系统性的。 现代化的火电厂会采取各种环保措施,比如建设冷却塔循环利用冷却水以减少热污染,对废水进行深度处理以去除各种污染物,对灰渣进行妥善处置等,以最大程度地降低对环境的影响。然而,即便有这些措施,其对水质的潜在影响依然是需要持续关注和严格监管的。

网友意见

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@怀宴

的答案在常规火电的发电工艺流程上错误不少,纠正如下

一、净化为纯净水进入锅炉烧成过热蒸汽,进入汽轮机做功,做功后的乏汽冷凝成水后再进入锅炉如此循环。这个水是非常干净的了,可以算作不含任何杂质的纯净水了。

锅炉的给水电厂里一般称为除盐水,是很纯净的。但是,为了防止结垢等原因,还是又要对这很纯净的水加入联氨等药剂,所以完全不能算作“不含任何杂质的纯净水”,也绝对是不能喝的。另外,这部分水虽然是在系统里不停循环,但因为其在不停地蒸发,杂质会越来越浓,所以生产中是要连续地排出一部分,并不断地补充新的除盐水以维持水质。这,是电厂里废水的来源之一。

二、冷却乏汽的循环水,因为所有水都要在管道中流通,如果不净化时间一长就会腐蚀管道,缩短管道使用寿命,循环水虽然不像需要进入汽轮机做功的水那么干净,但是也要经过净化的,在河边的话应该是循环水冷却乏汽之后直接排入河中,不用担心这个水也是很干净的,估计比你家自来水干净吧(我估计的,我没看过实验室那边的化水分析报告,但是肯定无害)。

循环水,是电厂里水质要求最低的水,在靠近大量水源的地方,往往是直接从水源里取水,比如,海水、湖水,直接用泵抽上来,简单处理(过滤、加药)一下就可以用了,你说会比自来水干净吗?更有一些城市里的电厂,使用的是中水作为循环水,中水,就是水质介于上水和下水之间,将城市污水简单净化,不必达到上水也就是自来水的水质,然后供这些工业用途,这种水理论上无害是无害,但目测起来往往很脏,可能泛着各种颜色,还有泡沫,挺恶心的。

具体到题主这个电厂,你可以看一下有没有@

怀宴

答案里贴的冷却塔,如果没有,那就是开式循环,直接从河里取水,热水直接排进河里,除了热量和加的一些药,没什么其他污染。如果有,就说明是闭式循环,水是循环利用的,水源可能是取自河水(如果水量很充足的话),也可能是其他来源,但闭式循环的话,和第一条同样的理由——我们叫维持浓缩倍率,也是要不断排污的,这是电厂里废水的另一个来源。

三、冷却水,电厂有很多转动机械,很多需要水来冷却轴承,这些水也会粗略净化。

你说的这个直接冷却机器的水,电厂里叫闭式水,走的也是封闭的循环,因为要不断使用,而且会接触到发电机等重要设备,所以用的和第一条一样,是除盐水,绝不是“粗略净化”。当然,因为是闭式循环,吸收机器的热量之后,还要另外一路冷却水再把闭冷水的热量带走,这另外一路水,电厂里叫开式水或者工业水,这个水多数就是直接从循环水取了一路,和循环水完全一样。

回到题主的问题,再简单说一下,电厂里肯定是有废水处理装置的,以上的废水加上生活废水,理论上肯定是经过处理再排放,但这个废水处理装置算是很外围的设备,有多好用,不好说。电厂里是有专门的化学检验,但主要是从维护设备,保证生产的角度化验生产用水的水质,以我在国有大电厂的经验,对废水的重视程度是很有限的。所以具体到某一个电厂,排放能不能信任,真的很难说。

但是话说回来,这只是我们从发电角度的理解,毕竟对环保一窍不通,根据以上的解释,有可能形成污染的,无非是电厂往各种水里加的各种药,包括氨、联氨、磷酸盐、杀菌剂等,这些东西,直观上看起来用的量都不大,比家里自来水龙头的流量还要小不少。以这些东西的这些剂量,即使全进入环境,污染有多大影响,就需要专业化学或环保人士来解答了。各个答案基本都说了,新建的大型火电厂,污染是很小的,这一点,不用怀疑。尤其是如其他答案所说,火电厂的污染,污水方面从来不是重点,以我个人的感受,目前常规火电厂对周边最大的影响该是运煤车造成的扬尘扬粉吧。

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