我国核电站近岸海域环境功能区若干问题研究

摘要

在能源可持续发展问题日益突出的今天,核电以其清洁、高效等优势重新引领了世界能源发展走向。我国顺应了世界潮流,核电发展方针由“适度发展核电”转向“积极发展核电”,力推核电建设。目前,我国所有的核电厂址均位于沿海,滨海核电站的兴建给我国近岸海域环境功能区管理带来了新课题。本文以核电站近岸海域环境功能区为研究对象,对其存在的若干问题展开了探索性的研究,以期引起学术界的广泛关注和深入探讨,从而借助理论研究的成果解决实践中的问题,使我国的近岸海域环境功能区划制度得到不断完善和发展。本文首先总结了我国核电产业发展的历史、现状和趋势,分析了滨海核电站主要排海污染物及其影响,梳理了我国近岸海域环境功能区管理现状,在此基础上提出了我国核电站近岸海域环境功能区存在的四个主要问题:区划的时滞性问题、区划中入海污染源预测的技术方法问题、放射性核素的生态视角研究问题以及环境功能区的监管问题。本文主体围绕着上述四个问题展开,主要研究内容和研究结论如下:首先,分析了我国目前常用的核电站入海污染源预测方法,以控制方程作为切入点,从流速和湍流两个方面对二维数模和三维数模进行了理论比较,并通过实际案例进行了分析验证。由于二维数模的流速采用深度平均从而造成表层计算结果偏小,且由于忽略了各层流速分布不均的特性以及湍流对流速和海洋混合过程的影响导致模拟精确度不高,进而影响到近岸海域环境质量评估和功能区区划结果,因此在核电站入海污染源预测中推荐使用三维数学模型。其次,从放射性核素累积所产生的电离辐射环境风险的角度探讨了海洋生态系统中放射性核素的环境安全浓度限值问题。借鉴欧盟ERICA项目的研究成果,逆向推导了ERICA框架下评估和管理电离辐射生态环境风险的ERICA综合法的理论逻辑,选择了13类海洋生物作为参考生物,使用ERICA Tool数据库中提供的参数数据,最终计算出了海水和沉积物中63种人工放射性核素的环境安全浓度限值。再次,针对目前我国核电站近岸海域环境功能区划的时滞性问题,系统地提出了解决方案,包括调整的原则、依据、流程以及每一阶段的目的、任务、标准和方法。具体地提出了核电站近岸海域及所在区域基础资料调查和专项资料调查的内容,以海域环境质量为核心的适用性评估因子,建立在已有的海水水质、沉积物和生物质量标准基础上的适用性评估标准,基于木桶原理和单因子评价模式的适用性评估方法,以及待调整环境功能区类别、范围和水质保护目标的确立依据。并将上述研究成果应用到我国某核电站近岸海域环境功能区的调整案例中。最后,对我国核电站近岸海域环境功能区的监测和管理问题进行了探讨。对建立核电站近岸海域环境功能区专题性监测的必要性进行了分析,对重点监测内容进行了探讨,并提出了针对核电站环境功能区的监测方案以及近岸海域环境功能区管理的建议。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 核电站入海污染物的预测研究

1.2.2 电离辐射的生态环境风险研究

1.2.3 对核电站环境安全的管控研究

1.3 本文研究内容

2 我国滨海核电发展及引致问题分析

2.1 我国核电产业发展的历史、现状与趋势

2.1.1 我国核电发展的历史梳理

2.1.2 我国核电发展的现状总结

2.1.3 我国核电发展的趋势分析

2.2 滨海核电建设带来的近岸海域环境问题探讨

2.2.1 滨海核电站用海需求剖析

2.2.2 温排水的产生及其影响

2.2.3 余氯的产生及其影响

2.2.4 液态放射性流出物的产生及其影响

2.3 我国近岸海域环境功能区及其管理

2.3.1 近岸海域环境功能区及其渊源

2.3.2 我国近岸海域环境功能区划现状

2.3.3 我国目前对近岸海域环境功能区的管理

2.4 核电站近岸海域环境功能区存在的若干问题分析

2.4.1 核电站近岸海域环境功能区划的时滞性问题

2.4.2 核电站近岸海域环境功能区划中的技术方法问题

2.4.3 环境功能区中放射性核素的生态视角研究问题

2.4.4 核电站近岸海域环境功能区的监测问题

3 核电站入海污染源预测方法的比较研究

3.1 核电站入海污染源预测方法简介

3.1.1 基本方程

3.1.2 数值方法

3.2 二维数模和三维数模的理论比较

3.2.1 流速方面的比较

3.2.2 垂直混合方面的比较

3.3 某核电站温排水预测案例分析

3.3.1 二维数模预测结果

3.3.2 三维数模预测结果

3.3.3 两者的比较

4 基于生态视角的放射性核素环境安全浓度限值的探讨

4.1 欧盟对电离辐射生态环境风险问题的研究

4.1.1 第六框架计划下的ERICA项目及其成果

4.1.2 ERICA综合法及ERICA Tool的实现

4.2 放射性核素环境安全浓度限值的逻辑推导

4.3 海洋生态系统中参考生物和放射性核素的选择

4.4 海水和沉积物中放射性核素安全浓度限值的推算

4.4.1 生物体中放射性核素浓度的计算

4.4.2 生物体吸收剂量率的计算

4.4.3 吸收剂量率推荐筛选值的推算

4.4.4 海水和沉积物中放射性核素安全浓度限值的计算

5 核电站近岸海域环境功能区调整问题研究

5.1 核电站近岸海域环境功能区调整的原则

5.2 核电站近岸海域环境功能区调整的依据

5.3 核电站近岸海域环境功能区调整的流程

5.4 核电站近岸海域环境功能区调查与分析

5.4.1 核电站近岸海域及所在区域基础资料调查

5.4.2 核电项目工程分析与污染源专项资料调查

5.5 核电站入海污染源环境影响预测

5.6 核电站近岸海域现行环境功能区的适用性评估

5.6.1 现行环境功能区适用性评估因子

5.6.2 现行环境功能区适用性评估标准

5.6.3 现行环境功能区适用性评估方法

5.7 核电站近岸海域环境功能区的调整方案

5.7.1 确定调整后的环境功能区类别

5.7.2 界定调整后的环境功能区范围

5.7.3 设定调整后的环境功能区水质保护目标

5.8 核电站A近岸海域环境功能区调整案例分析

5.8.1 核电站A近岸海域及所在区域资源环境概况

5.8.2 核电站A主要入海污染源分析

5.8.3 核电站A主要入海污染源环境影响预测

5.8.4 核电站A近岸海域现行环境功能区适用性评估

5.8.5 核电站A近岸海域环境功能区调整方案

6 核电站近岸海域环境功能区监管问题探讨

6.1 核电站近岸海域环境功能区监测的必要性

6.2 核电站近岸海域环境功能区监测的内容

6.3 核电站近岸海域环境功能区监测的方案

6.4 核电站近岸海域环境功能区管理的建议

7 结论和展望

7.1 主要结论

7.2 创新点

7.3 不足与展望

参考文献

附录

致谢

个人简历

发表的学术论文