為應(yīng)對(duì)全球淡水資源短缺的問題，許多沿海國(guó)家及地區(qū)積極開展海水淡化和綜合利用的技術(shù)研發(fā)工作。以色列70%的飲用水來自海水淡化水；澳大利亞的海水利用主要用于市政，占總裝機(jī)規(guī)模的96%；美國(guó)的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生產(chǎn)國(guó)，2010年其產(chǎn)量達(dá)到11億m3。中國(guó)淡水資源缺乏，人均淡水資源量?jī)H為世界人均占有量的1/4，沿海地區(qū)人口稠密，淡水供需矛盾尤為突出。海水淡化技術(shù)可以增加水資源總量，有效緩解我國(guó)沿海地區(qū)淡水短缺的矛盾。在海水資源方面，我國(guó)擁有渤海、黃海、東海、南海四大海域，海岸線超過1.8萬km，水資源相當(dāng)豐富。但海水淡化發(fā)展速度相對(duì)其他國(guó)家緩慢，直至“十一五”期間海水淡化產(chǎn)業(yè)才開始較為迅速地增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2011年底我國(guó)海水淡化能力為66萬m3/d。目前，影響海水淡化的因素有政策、技術(shù)和價(jià)格等。其中海水水質(zhì)是影響淡化技術(shù)正常應(yīng)用及成本的重要因素。有研究發(fā)現(xiàn)，海水中的有機(jī)物污染、SDI（淤泥密度指數(shù)）、溫度、濁度和鹽度是影響反滲透膜運(yùn)行的重要指標(biāo)，進(jìn)而影響淡化水品質(zhì)。因此對(duì)中國(guó)海域的海水理化性質(zhì)、海水利用現(xiàn)狀、研究進(jìn)展進(jìn)行探討，對(duì)于優(yōu)化沿海水資源結(jié)構(gòu)、保障國(guó)家用水安全和促進(jìn)沿海經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義?；诖?，筆者首次將海水水質(zhì)和海水利用狀況相結(jié)合，介紹中國(guó)渤海、黃海、東海、南海4個(gè)海域海水淡化的相關(guān)水質(zhì)情況，歸納各地區(qū)海水利用的工藝技術(shù)條件和發(fā)展現(xiàn)狀，分析形成原因和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，旨對(duì)海水利用發(fā)展落后的沿岸地帶提供幫助，對(duì)海水淡化利用較好地區(qū)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型方向提供參考，并為中國(guó)海水利用的發(fā)展提供新的思考途徑。1渤海海域1.1渤海的水質(zhì)特征渤海是一個(gè)近封閉的內(nèi)海，水溫受北方大陸性氣候影響顯著，2月份平均水溫在0℃左右，8月份達(dá)21℃。受大陸淡水注入的影響，鹽度僅為30‰，是中國(guó)近海中最低的。1978—2010年歷年8月的觀測(cè)資料結(jié)果表明渤海夏季海水pH年際變化范圍為7.86~8.30，渤海水溫年際變化、降水量（酸雨）和月均黃河口徑流量年際變化是影響海水pH變化的主要因素。吳琳琳等研究發(fā)現(xiàn)2012年4—7月渤海灣海水溫度為12.7~30.8℃、pH為7.30~8.55、海水CODMn為0.98~3.36mg/L、溶解性總固體（TDS）為30.7~32.1g/L、濁度為2.96~136NTU、Cl-為16.9~17.8g/L、電導(dǎo)率為44800~49800μS/cm。整體而言渤海水質(zhì)的濁度變化范圍較寬，主要受渤海灣海水泥沙含量的影響，特別在有潮汐和風(fēng)浪時(shí)會(huì)大幅升高。此外還發(fā)現(xiàn)海水溫度升大風(fēng)以及黃河徑流量變化的影響。春季南、北黃海中部表層pH稍高，沿岸較低；夏季表層pH東西兩側(cè)偏低；秋冬季黃海表層pH相當(dāng)均勻，僅朝鮮半島近岸有低值區(qū)。黃海海域的濁度分布具有明顯的區(qū)域差異，在北部成山頭的近海域出現(xiàn)高值，中部與南部離岸水域?yàn)榈椭祬^(qū)。劉宗麗在膠州灣表層海水中監(jiān)測(cè)到3種典型的低分子質(zhì)量有機(jī)酸：乳酸、乙酸、甲酸，并發(fā)現(xiàn)4月份膠州灣表層海水中三者總量的平均值比較大，為24.06μmol/L。周斌等發(fā)現(xiàn)膠州灣灣口部分站點(diǎn)pH、DO、COD、Cu、Zn、油類、PO43--P等指標(biāo)均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，SS、TDS含量較低，該區(qū)海水可作為淡化取水水源，但預(yù)處理工藝中應(yīng)關(guān)注鈣、鎂、鐵和錳的影響。整體而言黃海海水具有鹽度、溫度年變化小，近岸有機(jī)物高的特點(diǎn)。2.2黃海海水淡化現(xiàn)狀徐佳采用膠州灣海水直接進(jìn)入系統(tǒng)和海水添加絮凝劑后再進(jìn)入系統(tǒng)兩種工藝，初步驗(yàn)證了50nm管式陶瓷膜作為海水淡化預(yù)處理工藝的可行性。蘇保衛(wèi)等發(fā)現(xiàn)采用砂濾—超濾—納濾等預(yù)處理工藝可以有效軟化膠州灣原水，提高RO的水回收率。青島市淡水資源貧乏，目前引黃濟(jì)青工程、南水北調(diào)工程、海水淡化相關(guān)企業(yè)等都是利用海水淡化技術(shù)來供應(yīng)飲用水。其中大唐黃島電廠海水淡化日均量為16000m3，采用的預(yù)處理流程為：黃海原水—調(diào)節(jié)池—斜管沉淀池—盤濾—SVF超濾工藝，為解決冬季進(jìn)水溫度過低問題，將凝汽器冷卻海水引入海水淡化系統(tǒng)。山東青島電廠海水淡化量為20000m3/d，采用海水反滲透淡化技術(shù)，其預(yù)處理工藝為海水—平流式反應(yīng)沉淀池—海水清水池—自清洗過濾器—超濾膜組件—超濾產(chǎn)水箱。江蘇省海岸線長(zhǎng)，但多為淤泥質(zhì)海岸，利用難度大。2006年來有多個(gè)項(xiàng)目建成投產(chǎn)，鹽城射陽港電廠二、三期擴(kuò)建工程采用海水冷卻，年利用海水3.5億m3。2007年連云港田灣核電站正式投入運(yùn)營(yíng)，一期工程的海水冷卻利用量為25億m3/a。這為江蘇省海水利用的進(jìn)一步發(fā)展積累了經(jīng)驗(yàn)，并為全面進(jìn)行海水直接利用起到工程示范作用。3東海海域3.1東海水質(zhì)理化特征東海是中國(guó)島嶼最多的海域，瀕臨中國(guó)的滬、浙、閩、臺(tái)4省市。東海海域水體平均鹽度為31‰~32‰，東部較高為34‰，水溫度平均9.2℃，冬季南部水溫在20℃以上。邵和賓研究了東海北部冬、夏季懸浮物濃度的分布特征和運(yùn)輸規(guī)律，發(fā)現(xiàn)東海北部懸浮物運(yùn)輸季節(jié)變化特征明顯，冬季陸架上懸浮物濃度明顯高于夏季。邊昌偉發(fā)現(xiàn)東海水體的懸浮物濃度自近岸向外海降低，等值線走向基本與岸線平行，濃度最大區(qū)域位于長(zhǎng)江口及閩浙沿岸，濃度最低區(qū)域位于100m等深線以深的外海。東海沿岸海水溫度SST主要取決于太陽輻射，呈南高北低分布，但也不同程度地受地理環(huán)境、氣候環(huán)境、水文環(huán)境的影響，同時(shí)東海沿岸表層海水溫度（SST）總體呈上升趨勢(shì)，暖冬是SST總體呈上升趨勢(shì)的重要因素。整體而言，東海海水水質(zhì)具有鹽度高、溫度高、近岸懸浮物和SDI高的特點(diǎn)。3.2東海海水淡化現(xiàn)狀海水淡化產(chǎn)業(yè)在上海剛剛起步，發(fā)展相對(duì)滯后，但上海卻擁有較為先進(jìn)的海水淡化技術(shù)，如上海電氣的低溫多效海水蒸發(fā)技術(shù)，該技術(shù)日產(chǎn)淡水量達(dá)12000m3。上海704所與711所擁有較先進(jìn)的多級(jí)閃蒸技術(shù)，華東理工大學(xué)擁有海水淡化濃鹽水處理技術(shù)、低溫多效蒸發(fā)器生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備——燒結(jié)型表面多孔管高通量換熱器的生產(chǎn)技術(shù)。目前，上海決定通過政策來推動(dòng)海水淡化產(chǎn)業(yè)，這是快速提升海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要途徑。浙江是國(guó)內(nèi)最早開展海水淡化應(yīng)用的省份。截至2011年底，浙江已建成海水淡化裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)能達(dá)11萬m3/d，占全國(guó)總產(chǎn)能的1/6，以市政供水為目的和與電廠配套的各占產(chǎn)能50%，淡化水已成為浙江主要海島和沿海部分缺水地區(qū)淡水資源的重要補(bǔ)充。目前已有的大型海水淡化工程有華能玉環(huán)電廠、大唐烏沙山電廠、舟山六橫電廠、嵊山島海水淡化工程等。華能玉環(huán)電廠海水淡化工程于2006年調(diào)試至今，一直運(yùn)行穩(wěn)定、安全，目前日產(chǎn)淡水量3.5萬m3，預(yù)處理工藝流程為海水—微渦旋板折式反應(yīng)沉淀池—浸沒式超濾膜池—反滲透，為保證進(jìn)水溫度維持在25℃左右，淡化系統(tǒng)采用兩路進(jìn)水，夏天采用未經(jīng)交換的海水，冬天采用循環(huán)水。海島地區(qū)舟山市是我國(guó)最早建設(shè)海水淡化工程的地區(qū)，截至2011年9月底，舟山總共建成海水淡化裝置近20套，規(guī)模達(dá)54000m3/d，海水直接利用量7×108m3/a。其中六橫電廠10萬m3/d海水淡化工程是我國(guó)最大的海水淡化項(xiàng)目之一，其預(yù)處理工藝流程為海水—絮凝反應(yīng)池—斜板沉淀池—多介質(zhì)機(jī)械過濾器—保安過濾器—反滲透系統(tǒng)。針對(duì)東海水域受風(fēng)浪和長(zhǎng)江入海水影響、濁度變化大等情況，舟山各淡化企業(yè)采用濁度變化環(huán)境下調(diào)節(jié)藥劑投加量及配比的方法，穩(wěn)定前處理海水水質(zhì)，降低制水成本。4南海海域4.1南海水質(zhì)理化特征南海被中國(guó)大陸、臺(tái)灣島、菲律賓群島、大巽他群島及中南半島所環(huán)繞。南海海域面積為356萬平方公里，其中有超過200個(gè)無人居住的島嶼和巖礁，通稱為南海諸島。溫度上，由于接近赤道，南海表層水溫較高，年平均水溫為25~28℃，年溫差變化小。鹽度上，受沿岸淡水注入的影響，近岸海域鹽度較低，中、南部海域鹽度分布較均勻，為32.0‰~33.6‰，最高鹽度值出現(xiàn)在次表層，可達(dá)35‰。郭敬等發(fā)現(xiàn)南?；旌蠈欲}度的年際變異與ENSO現(xiàn)象之間存在較強(qiáng)的關(guān)系，厄爾尼諾期間南海北部鹽度上升，南海中部和南部鹽度下降，呈現(xiàn)“北強(qiáng)南弱”的空間形態(tài)，其中南海北部冬季最高鹽度可達(dá)33.8‰~34.4‰，南海南部秋季最低鹽度為32.8‰~33.0‰。楊海麗等發(fā)現(xiàn)海南西部近海海域表層水體濁度與懸浮顆粒物濃度由近岸向外海方向逐漸降低，底部水體濁度與懸浮顆粒物的體積濃度高值區(qū)呈斑狀分布，水體濁度和懸浮顆粒物體積濃度隨著水深增加而增大。整體而言，南海海域具有溫度高、鹽度高、近岸SDI高的特點(diǎn)。4.2南海海水淡化現(xiàn)狀南海區(qū)中，香港的海水利用技術(shù)位于世界前列，其海水沖廁規(guī)模居世界之最。截至2006年底，香港擁有海水抽水站29個(gè)，裝機(jī)容量173萬m3/d，在港總?cè)丝?94萬中獲取海水供應(yīng)的人數(shù)為555萬人，占總?cè)丝诘?0%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，沖廁用水約70L/（人·d），沖廁用海水最高能減少40%的住宅用水，全港平均耗用海水量80萬m3/d。在海水淡化研究方面，目前香港已建立鴨脷洲和屯門的小型海水淡化試驗(yàn)工程，正在興建軍澳海水淡化廠，建成后預(yù)計(jì)供水量為5000萬m3/a。在廣東省，火電廠和核電廠直接利用海水作為工業(yè)冷卻水已有一定規(guī)模，2009年淡化技術(shù)應(yīng)用工程公司有80多家，從事反滲透、電滲析淡化設(shè)備配套生產(chǎn)的單位有23家，已初步形成以反滲透技術(shù)為主體的海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)群。至2012年底，廣東省日產(chǎn)淡化水量為3.08萬m3，居全國(guó)第6位，已有的海水淡化工程有平海電廠、國(guó)華臺(tái)山電廠、惠來電廠、惠州平海電廠等。其中惠州平海電廠于2009年開始運(yùn)行，目前海水淡化量為16704m3/d，其預(yù)處理工藝為海水—斜板沉淀池—清水池—AMIAD濾網(wǎng)式自清洗過濾器—超濾裝置。深圳市毗鄰南海，2005年全市電廠使用冷卻水的海水用量達(dá)73億m3，海水經(jīng)淡化后主要用作居民的生活飲用水和沖廁用水，海水淡化技術(shù)大大緩解了深圳市淡水資源短缺的局面。5我國(guó)海水淡化的發(fā)展前景和建議整體而言，我國(guó)海水淡化技術(shù)日趨成熟，海水淡化設(shè)備的自我研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造已具有一定基礎(chǔ)，海水淡化工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理已具備一定的能力和經(jīng)驗(yàn)。此外在國(guó)家層面上，中央政府和各級(jí)地方政府開始重視海水淡化，通過規(guī)劃、政策積極引導(dǎo)規(guī)范海水淡化市場(chǎng)，沿海各地及社會(huì)各界積極推動(dòng)海水淡化工作開展，至2012年底全國(guó)已建成海水淡化工程95個(gè)，日產(chǎn)淡化水總規(guī)模77.4萬m3。其中，天津、河北、浙江、遼寧、山東省日均淡水產(chǎn)量居全國(guó)領(lǐng)先。因此作為新興產(chǎn)業(yè)，海水淡化產(chǎn)業(yè)前景廣闊，但是從近10a的發(fā)展力度來看，我國(guó)海水淡化仍存在一定問題，根據(jù)中國(guó)《海水利用專項(xiàng)規(guī)劃》：2010年海水淡化裝置產(chǎn)水量為80~110萬m3/d，因此目前全國(guó)海水淡化裝置產(chǎn)水值（77.4萬m3/d，2012年）與規(guī)劃值仍存在一定距離，此外海水淡化工程技術(shù)方面也存在一些顯著問題，如海水淡化裝置核心設(shè)備和技術(shù)依舊掌握在美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家；海水源水和淡化水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)范化；濃縮海水的排放問題等。針對(duì)這些問題，筆者提出以下建議和意見。5.1海水源水和淡化水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定海水源水水質(zhì)不僅對(duì)海水淡化預(yù)處理工藝、后步脫鹽淡化工藝及運(yùn)營(yíng)成本影響巨大，對(duì)于飲用主體的心理接受度也產(chǎn)生重大影響。目前，淡水源水水質(zhì)評(píng)價(jià)主要依據(jù)CJ3020—1993《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)適用于城鄉(xiāng)集中式生活飲用水的水源水質(zhì)，對(duì)于淡化水的海水源水則沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)國(guó)家海洋局發(fā)布的《2012年中國(guó)海洋環(huán)境狀況公報(bào)》顯示：我國(guó)海洋環(huán)境質(zhì)量狀況總體較好，但近岸海域水體污染、生態(tài)受損等環(huán)境問題依然突出，其中未達(dá)到第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的海域面積為17萬km2，水質(zhì)為劣四類的近岸海域面積約為6.8萬km2。因此，為推進(jìn)海水淡化工作的開展，海水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定已迫在眉睫。此外，當(dāng)前飲用水的衛(wèi)生評(píng)價(jià)主要是依據(jù)GB5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行，該標(biāo)準(zhǔn)以飲水安全為基點(diǎn)，以水源水是地表水和地下水為前提，以有害、有毒的污染物最大限量值指標(biāo)為主。對(duì)于淡化水，產(chǎn)水呈弱酸性且缺乏有益的礦物鹽，因此一般需要對(duì)淡化海水進(jìn)行后續(xù)的礦化處理，以提高礦物質(zhì)含量和堿度。但目前生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)中缺少有益于人體健康指標(biāo)的最低限量值，難以全面地評(píng)估海水淡化水的水質(zhì)。因此建議針對(duì)海水淡化水的水質(zhì)特征制定相應(yīng)的海水淡化水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。5.2能耗和成本方面在海水淡化成本中，能耗是決定性因素。目前，海水淡化主流技術(shù)有低溫多效蒸餾、多級(jí)閃蒸和反滲透法，3種技術(shù)的能耗在2.5~5kW·h/m3，從成本考慮日產(chǎn)淡水20000m3的設(shè)備中低溫多效蒸餾法運(yùn)行成本最低，約為0.56美元/m3，反滲透工藝成本居中，為0.63美元/m3，而多級(jí)閃蒸成本最高，為0.89美元/m3。這些價(jià)格相對(duì)國(guó)內(nèi)淡水價(jià)格而言仍然偏高，因此在大型海水淡化企業(yè)中，開發(fā)自主創(chuàng)新技術(shù)以降低淡化能耗和成本仍是首要任務(wù)。而對(duì)于淡水實(shí)際需求緊迫、日產(chǎn)淡水量需求為幾十到上千噸的海島而言，反滲透法由于適用范圍廣、維護(hù)簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)，推廣率更高。但其缺點(diǎn)在于隨著日產(chǎn)淡水量的降低，能耗和成本也顯著增加。因此，開發(fā)低成本國(guó)產(chǎn)小型高壓泵和能量回收裝置等技術(shù)，降低小型海島海水淡化規(guī)模小、電價(jià)昂貴的淡化水成本，解決缺水中小型海島的飲用水問題，是影響近岸海島和邊遠(yuǎn)海島開發(fā)、發(fā)展的決定性因素，也符合我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。5.3政策管理方面對(duì)于海水利用業(yè)，中國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十二五”規(guī)劃提出：需提高海水淡化技術(shù)自主化水平，實(shí)施海水淡化科技產(chǎn)業(yè)化工程，開展產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和政策示范，鼓勵(lì)并支持沿海城市、海島組織實(shí)施大規(guī)模海水淡化