综述：海水淡化厂排放盐水对海洋生态系统的影响：综述

《Current Opinion in Environmental Science & Health》：Impact of Brine Discharge from Desalination Plants on Marine Ecosystems: A Review

海水淡化缓解淡水短缺，但盐水排放引发生态与健康问题。综述显示，高盐度、温度等胁迫因素导致40%浮游生物减少及25-30%海草衰退，破坏微生物群落并增加病原体风险。监管分散及知识缺口存在，但AI建模与资源回收技术为可持续发展提供新路径。

　　

Priyansha Gupta | Manuel D. Arciniegas-Perez | Héctor A. Barrios-Pi?a

蒙特雷科技大学工程与科学学院，蒙特雷校区，蒙特雷，64849，新莱昂州，墨西哥

摘要

海水淡化有助于缓解淡水短缺问题，但高盐度废水的排放引发了生态和健康方面的担忧。本文综述了15年来关于海水淡化废水影响的研究成果。高盐度、温度、碱度以及金属等关键因素会降低水质、破坏生物多样性和生态平衡。研究显示，废水排放导致浮游生物数量减少40%，海草覆盖率下降25-30%。废水中的离子和残留化学物质会干扰微生物活动，从而促进病原体的滋生和疾病的传播。目前的监管体系仍存在碎片化现象。尽管人工智能建模和资源回收技术有所进展，但在这些因素的累积效应和协同作用方面仍存在知识空白。实现可持续的海水淡化需要综合监测、基于人工智能的管理以及全球统一的法规来保护生态系统。

引言

海水淡化厂在应对全球淡水短缺问题中发挥着越来越重要的作用，尤其是在干旱和半干旱地区。它们将海水转化为饮用水，为家庭和工业用途提供可靠的水源。阿拉伯联合酋长国、美国、日本和西班牙等国家已成为海水淡化技术的领先者，而以色列尽管降雨量有限，却拥有世界上一些规模最大的海水淡化厂[1]。全球海水淡化产能迅速扩张，目前有超过21,000座淡化厂在177个国家运行，每天提供近9500万立方米的淡水[2]。然而，这一生产过程每天会产生约1.42亿立方米的废水，这些废水通常被排放到海洋和沿海环境中[2, 3]。这一规模庞大的问题在于，废水不仅超过了淡水产量，还浓缩了盐分、重金属和处理化学品，给生态系统和监管带来了巨大挑战[4]。过去二十年来，众多研究记录了海水淡化废水的环境影响。Roberts等人[5]对生态响应进行了批判性分析，强调了其对底栖生物群落和鱼类生存的影响；Sánchez-Baena等人[6]指出了缺乏累积效应评估以及人们对生态系统长期恢复力的认识不足；Ihsanullah等人[7]从更广泛的角度探讨了海水淡化与能源需求、温室气体排放及绿色技术需求之间的关系。最近的研究还发现，海水淡化对海洋生态系统、空气质量及土地利用也存在中度至轻微的影响[8]。 海水淡化采用多种方法去除海水中的盐分，主要分为热法和膜法[9, 10]。热法淡化包括多级闪蒸（MSF）和多效蒸馏（MED）等技术，前者通过加热阶段产生淡水，后者则通过回收过程中的热量来提高效率[11]。膜法利用半透膜允许特定物质通过而阻挡其他物质，包括反渗透、纳滤、超滤和微滤四种类型[12, 13]。虽然海水淡化对水资源安全至关重要，但它也带来了诸多环境问题，如废水排放、化学污染和能源消耗较高[7]。 然而，尽管这些方法解决了淡水短缺问题，但也带来了新的环境挑战，尤其是废水对海洋环境的污染。海水淡化厂的主要副产品是微咸水，其盐度介于淡水和海水之间[14]。虽然微咸水具有潜在的应用价值（如农业和淡水资源保护），但在处理和运输方面仍面临挑战[15, 16]。尽管取得了一定进展，但大多数研究仍集中在局部和短期影响上，往往忽视了累积效应以及对更高营养级生物（如浮游生物、珊瑚和海草）的影响。多种压力因素（盐度、温度、痕量金属和残留化学物质）的协同作用仍不甚明了。 因此，本文综合了近期关于海水淡化废水生态后果的研究成果，探讨了其对水质、浮游生物和底栖生物群落以及高等营养级生物的影响，并分析了与微生物增殖和水传播疾病动态相关的公共卫生风险。同时，本文还评估了各国之间的监管差异，并讨论了基于人工智能（AI）的建模和资源回收创新，以推动更可持续、更环保的海水淡化实践。

方法论

本研究遵循了结构化的文献综述框架，筛选和综合了过去15年（2010-2025年）发表的同行评审期刊文章和权威报告（图1a）。数据库搜索使用了Scopus、Web of Science、ScienceDirect和Google Scholar等平台，并采用了综合关键词组合以确保覆盖范围。

废水排放对海洋环境的影响

Sharifinia等人[17]的研究指出，海水淡化厂越来越多地用于处理各种水源，包括泻湖、含水层以及海水。但这些工厂排放的废水会浓缩重金属和化学物质，影响水质、加剧气候变化、威胁人类健康并导致海洋生物死亡[3, 4]。海水淡化厂主要采用两种方法生产淡水：

结论与未来展望

海水淡化厂对于解决全球淡水短缺问题至关重要，但其环境影响不容忽视。高盐度和有毒成分的废水排放对海洋生态系统、生物多样性和公共卫生构成了严重威胁。本文分析了其对海洋动植物的负面影响、富营养化过程以及全球监管挑战，并探讨了先进技术、更严格的法规和创新措施。

未引用参考文献

39.; 42.; 44.

作者贡献声明

Priyansha Gupta：概念构思、方法论设计、数据分析、调查实施、验证以及文稿撰写和编辑。 Manuel D. Arciniegas-Perez：方法论设计、初稿撰写。 Héctor A. Barrios-Pi?a：概念构思、项目监督、审稿和编辑工作以及资金筹集。

数据可用性

不适用。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

利益声明

作者Priyansha Gupta、Manuel D. Arciniegas-Perez和Héctor A. Barrios-Pi?a声明：本文《海水淡化厂废水排放对海洋生态系统的影响》尚未在其他地方发表，也未被其他机构接受发表；所有作者及蒙特雷科技大学的负责机构均已批准本文的提交。若获得接受，本文将不会在其他地方发表。