福建平潭大練島西南海域沉船文物環境腐蝕性監測與評估

張際標，殷旗風，容宇媚，陳春亮，孫省利

(1.廣東海洋大學化學與環境學院，廣東 湛江 524088； 2.廣東海洋大學分析測試中心，廣東 湛江 524088)

海底文物具有不可再生性和極高的科學考察特性，所以需要對這些珍貴的海底文物，尤其是易腐蝕的文物進行特殊保護，為深入挖掘其獨特的藝術、科學與歷史價值打下基礎[1]。在這些種類繁多的文物中，鐵質文物在海底更容易被復雜的海洋環境所侵蝕，主要是由于海水、沉積物和生物會與鐵質文物發生相關反應，長此以往會導致其喪失研究價值[2]。所以，對鐵質文物所在海域開展相對應的腐蝕性因子調查和監測，對當地沉船中文物的腐蝕性評估及水下考古和文物保護具有深遠意義。

自古以來作為東南沿海的航運要道，平潭海域擁有數量眾多的沉船，水下文物資源十分豐富，其中，大練島西南海域更是沉船事故集中區域[3]。目前，對福建平潭海域的調查大致可以分為水體和沉積物調查。在水體調查方面，Gao等(1998)通過采集平潭海域表層和底層水樣，測定了溶解態的銅、鉛和鎘含量[4]；陳乃華(2017)對平潭近岸海域4個監測站位進行了水質監測，對海水環境及其富營養化程度進行了評價，結果表明平潭近岸海域豐水期水質達到二類水質標準[5]；林小華(2010)對平潭竹嶼排污口及其鄰近海域的水體環境現狀進行調查，結果表明該海域具有輕度污染情況[6]；姜尚等(2014)在探討了澳前、海壇海峽北、海壇海峽南、流水、竹嶼等5個排污口在不同污水排放量下COD、無機氮濃度分布情況的基礎上，建立了平潭沿岸海域物質輸運的數學模型[7]；Liu等(2017)分別在南通、寧波和平潭通過窄脊江豚(Neophocaenaasiaeorientalis)對中國東部沿海痕量元素調查發現，平潭地區海水中痕量元素對窄脊江豚基因表達影響明顯低于另外兩地[8]；黃春秀(2015)根據前人在平潭海壇灣夏、秋季節的調查資料，探討了海壇灣葉綠素a的分布情況及其與環境生物因素的相關關系[9]。在沉積物調查方面，李云海(2011)通過對平潭金井灣表層、柱狀樣沉積物粒度和沉積速率的研究，分析了近50 a來金井灣的沉積環境演變趨勢，探討了金井灣海床的穩定性[10]。但是平潭海域海洋環境水體、沉積物相關理化因子對沉船文物的腐蝕性評估的研究卻鮮有報道。

本研究通過對平潭大練島西南海域海水與沉積環境的調查監測，參照現有腐蝕性評價指標評分體系，采用灰關聯分析法綜合分析底層海水及表層沉積物對鐵質文物的侵蝕程度，評估該海域的海底腐蝕性環境等級，以期為平潭大練島西南海域水下沉船原址保護、搶救性挖掘打撈及沉船鐵質文物的保護提供科學依據。

1 研究區域與方法

1.1 研究區域

平潭海峽島嶼、礁石、淺灘密布，水流復雜，是福建沿海較為復雜的海區之一。該海峽尤其是大練島西南海域過往船舶較多，歷史沉船事故頻發，是開展沉船文物研究和保護的理想區域。本研究于2015年5月在平潭大練島西南海域疑似沉船周邊布設了5個采樣站位(圖1)，以開展該海域水體及沉積環境腐蝕性的監測和評估研究。

圖1 平潭大練島西南海域沉船區采樣站位分布Fig.1 Sampling sites around a shipwreck area in southwest of Dalian Island of Pingtan sea

1.2 研究方法

1.2.1 腐蝕性環境因子監測 由于沉船文物年代較為久遠，多集中在全浸區與海泥區分界線附近，故需采集底層海水及表層沉積物的樣品以分析其腐蝕性環境因子。在研究海域水體腐蝕性環境因子中，水溫、鹽度、pH、溶解氧濃度參照《海洋監測規范》[11]，海水流速參照《海洋調查規范》[12]，生物附著面積占比參照《防污漆樣板淺海浸泡試驗方法》[13]等相關要求進行分析測定。在研究海域沉積物腐蝕性環境因子中，硫化物含量參照《土壤和沉積物硫化物的測定亞甲基藍分光光度法》[14]，總有機碳(TOC)含量參照《海洋沉積物中總有機碳的測定非色散紅外吸收法》[15]，沉積物類型、平均粒徑參照《海洋調查規范》[16]，硫酸鹽還原菌(Sulfate-Reducing Bacteria， SRB)含量參照《工業循環冷卻水中菌藻的測定方法》[17]，沉積物pH參照《土壤檢測》[18]，鐵價比參照《金屬鉻鐵含量的測定乙二胺四乙酸二鈉滳定法和火焰原子吸收光譜法》[19]，電阻率參照《精密電阻合金電阻率測試方法》[20]等相關要求進行分析測定。

1.2.2 環境腐蝕性評估 本研究參考腐蝕性強度評價指標法[21]，針對平潭大練島西南海域實際沉積環境，建立修正的腐蝕性強度評價指標體系，對研究區域沉積環境腐蝕性進行評估。對于研究海域水體環境，腐蝕性評估方法為：采用灰關聯分析法來解析水體環境因子與鋼鐵在海水中腐蝕的關系，即對碳鋼(以Q235鋼為代表)、低合金鋼(以16Mn鋼為代表)在海水不同時間(1 a與2 a)的全浸條件下，在多個環境因子中找出影響局部腐蝕深度的3個主要環境因子，并將其引入腐蝕性評價因子進行不同海域水體腐蝕性的計算，得出各海域之間的腐蝕性強弱順序。根據前人在其他海域開展的腐蝕性強度評估結果，對比得出平潭大練島西南海域海水的腐蝕性強度。本研究中，灰關聯分析法的分析步驟如下：

①對有限數據(水體環境因子及鋼材在海水中的局部腐蝕深度)進行無量綱化處理，初值化處理是常用的無量綱化處理方法，計算公式為

(1)

(2)

式(1)、(2)中：Xi′(k)為經過初值化處理的各海域環境因子數據，Xi(k)代表各海域環境因子，i代表不同環境因子，k代表不同海域；Xi(1)代表基準海域的環境因子；X0′(k)為經過初值化處理的各海域鋼材在海水中的局部腐蝕深度(mm)，X0(k)為各海域鋼材在海水中的局部腐蝕深度(mm)，X0(1)為基準海域的鋼材局部腐蝕深度(mm)。

②初值化處理之后，計算母因素序列(局部腐蝕深度)與子因素序列(環境因子)的絕對差值。

Δ0i′(k)=|X0′(k)-Xi′(k)|

k=1、2、3…m，i=1、2、3…n

(3)

式(3)中：Δ0i′(k)代表絕對差值。

③關聯系數是子因素序列與母因素序列關聯程度的的定量表示，在本研究中表示環境因子對鋼材在海水中腐蝕深度的影響程度。其計算公式為

k=1、2、3…m，i=1、2、3…n

(4)

式(4)中：ξi(k)為不同海域不同環境因子對鋼材腐蝕深度的關聯系數；α為分辨系數，一般在0.0～1.0之間，大多數情況下取0.5。

④灰色關聯度(fi)為各環境因子與鋼材腐蝕局部深度的關聯系數在各海域所取的平均值，其計算公式為

(5)

式(5)中：fi描述子因素對母因素的影響情況，fi越大，其環境因子對海水腐蝕的影響力度就越大。

⑤對采用上述方法計算獲得的代表鋼材浸泡海水不同腐蝕情況的各灰色關聯度取平均值得到平均灰色關聯度(Fi)。

⑥評價因子的計算公式為

k=1、2、3…m，i=1、2、3…n

(6)

式(6)中：Q為各海域腐蝕性強度的評價因子。本研究取影響較大的前3個平均灰色關聯度計入評價因子。

1.2.3 數據統計和分析 采用Excel 2016統計各站位水體及沉積物環境因子的平均值，并利用該軟件對水環境腐蝕因子和不同鋼種腐蝕深度進行灰關聯分析。

2 結果與討論

2.1 水體環境腐蝕性

2.1.1 水體環境現狀 通過對平潭大練島西南海域水體各環境因子的現場監測和室內分析測試，得到水體環境因子測定結果(表1)。

表1 平潭大練島西南海域水體環境因子測定結果Tab. 1 Monitoring results of corrosive environmental factors of seawater in southwest of Dalian Island of Pingtan sea

從表1可以看出，平潭大練島西南海域水體溫度最大值為20.9 ℃，最小值為19.4 ℃，平均值為20.1 ℃。通常，海水溫度與文物腐蝕的速率呈正相關。在5～35 ℃的海水環境中，船體鋼、鐵的腐蝕速率隨海水溫度的升高而增加；沉船及船載文物的腐蝕速率在較低溫度下有一定程度的減緩，從而有機質文物更容易保存下來[22-23]。研究海域水體溫度較高，易加劇文物的腐蝕。

研究海域水體溶解氧濃度最大值為5.6 mg/L，最小值為5.4 mg/L，平均值為5.5 mg/L。通常，溶解氧濃度較高可促使活性金屬腐蝕，對鐵質沉船文物危害較大；溶解氧濃度與海水腐蝕速率具有明顯的依存關系[24]。金屬可根據氧的作用將其分為活性金屬和鈍化型金屬，對于活性金屬(鑄鐵、碳鋼和低合金等)，溶解氧濃度與金屬腐蝕程度呈正相關；相反，對于鈍化型金屬(不銹鋼、鋁、鈦等)，溶解氧會促進金屬表面鈍化膜的形成并對其有保護的積極作用，若溶解氧濃度低，反而會阻礙鈍化膜的形成，造成腐蝕[25]。研究海域溶解氧濃度較高，易加劇鐵質文物的腐蝕。

研究海域水體鹽度最大值為26.8，最小值為25.9，平均值為26.4。海水的含鹽量直接關系到海水的電導率和含氧量，因此會對腐蝕造成影響[26]。海水的含鹽量是衡量海水導電能力強弱的重要指標，鹽度越高，海水含有可遷移的陰、陽離子含量越高，導電能力越強，其侵蝕作用也越強。其中，由于鐵是化學穩定性較差的活潑元素，在大氣環境中較易被腐蝕，而在鹽度較高的海水中，環境對其腐蝕與損毀程度更為劇烈。這也是沉船遺物中很少發現鐵質文物的主要原因之一。同樣，高鹽度海水對木質船體、陶瓷器釉面及其他有機質文物等具有侵蝕作用。研究海域鹽度較高，可對沉船文物造成較強的侵蝕。

就水體酸堿度而言，研究海域水體pH最大值為8.17，最小值為8.14，平均值為8.16。海水中有機質的腐爛、浮游植物的光合作用以及海底動物的呼吸作用都影響著海水的pH[27]。一般來說，海水的pH升高，會阻礙海水對鐵質文物的腐蝕。研究海域pH較高，水體環境總體偏弱堿性，對鐵質文物的腐蝕具有一定的抑制作用。

海水流速與生物附著面積占比可統稱為海水沖刷環境。就沖刷環境而言，平潭大練島西南海域的海水流速最大值為0.47 m/s，最小值為0.32 m/s，平均值為0.41 m/s；生物附著面積占比最大值為97%，最小值為87%，平均值為92%。通常，流動的海水可促進金屬表面腐蝕反應的進行，同時也能夠沖走附著在金屬表面上的腐蝕生成物，從而加速金屬侵蝕；但這是指在表面難以形成鈍化膜的鋼鐵。在表面易形成鈍化膜的鋼鐵則不同，例如不銹鋼等，由于海水的流動，在其表面容易生成鈍化膜，反而會使腐蝕速率有所下降[28]。海洋是個巨大的生物圈，含有多種動植物和微生物。其中，污損生物在金屬表面停留、附著,會使其腐蝕的程度更為嚴重[29]；某些海洋生物的生長與繁衍會使金屬表面的保護層發生不可逆的破壞。金屬表面如果被海洋生物的殘骸所覆蓋，會使氧氣難以進入，造成銹層以下的環境都是缺氧環境，厭氧的SRB新陳代謝活動就會隨之加劇，導致嚴重的微生物侵蝕，使鋼鐵的腐蝕增大。研究海域的沉船文物不易形成鈍化膜，且海水流速與生物附著面積占比較大，故不利于沉船文物的保存。

2.1.2 水體環境腐蝕性評估 海水環境是個極為復雜的系統。由于目前對海水環境腐蝕性評估的工作還處于探索階段，尚無清晰、統一的標準，故不可直接利用現有標準進行分析評估[30]。朱相榮等(2000)提出可利用灰關聯分析法來探討環境因子與水體腐蝕性的關系，該方法能夠較為客觀地評估各地海水環境的腐蝕性[31]。

灰關聯分析法可使較為模糊或模棱兩可的情況通過灰關聯分析得到一個相對清晰的結果，其優點是對樣本的數據要求不高，可以處理數量有限、看似無規律的數據，并將系統本身具有的特征發掘出來。由于僅已知平潭大練島西南海域的水體環境因子數據，沒有不同種類鋼材與時間的腐蝕深度數據，與其他已知海域相比，廈門海域與平潭大練島西南海域同屬臺灣海峽區域，距離較近且水文狀況較為一致，故本研究中平潭大練島西南海域Q235鋼和16Mn鋼的1 a和2 a腐蝕深度數據可參考廈門海域，用以評估研究海域水體腐蝕性的強弱程度。此外，為了便于與其他海域海水環境腐蝕性作比較，可將平潭大練島西南海域水體腐蝕性因子各站位數據取平均值(表1)。我國各海域已知的水體環境因子結果如表2所示，碳鋼(Q235)和低合金鋼(16Mn)在我國5個海域中局部腐蝕深度數據如表3所示。

表2 5個海域環境因子測定結果Tab. 2 Monitoring results of environmental factors in five sea areas

表3 5個海域的碳鋼與低合金鋼的局部腐蝕深度數據Tab. 3 Local corrosion depth data of carbon steel and low alloy steels in five sea areas

根據公式(1)、(2)，將各海域的環境因子(表2)及Q235鋼1 a的局部腐蝕深度數據(表3)以青島海域為基準進行初值化處理，從而避免量綱對以下分析造成的影響，計算結果如表4所示。

表4 不同海域各環境因子與鋼材局部腐蝕深度的初值化計算結果Tab. 4 Initialized results of environmental factors and partial corrosion depth of steel in different sea areas

由公式(3)計算表4中各海域母因素序列與子因素序列的絕對差值，絕對差值的處理結果可為關聯系數的計算提供重要數據支撐，其計算結果如表5所示。

表5 子因素序列與母因素序列絕對差值的計算結果Tab. 5 Normalized results of absolute difference between subfactor sequence and parent factor sequence

將表5中的絕對值差值處理結果通過公式(4)計算關聯系數，關聯系數可定量描述各海域各環境因子與鋼材在海洋中局部腐蝕深度的關聯程度，其計算結果如表6所示。

表6 關聯系數的計算結果Tab. 6 Normalized results of correlation coefficients

將表6中關聯系數通過公式(5)進行計算，由此可得到各環境因子與Q235鋼在海水中浸泡1 a的局部腐蝕深度的灰色關聯度，其結果如表7所示。

表7 灰色關聯度的計算結果Tab. 7 Normalized results of grey relational grade

按照同樣的方法，將環境因子與不同鋼種或不同腐蝕時間進行灰關聯分析，得到表8。由表8可知，F1>F6>F4>F2>F3>F5，即影響碳鋼、低合金鋼在海水全浸區局部腐蝕的主要環境因子應為海水溫度、生物附著面積占比及pH。

表8 水體環境因子的平均灰色關聯度Tab. 8 Average grey relational grade of water environmental factors

選取上文得出的影響權重較大的3個環境因子(海水溫度、生物附著面積占比及pH)及其對應的平均灰色關聯度根據公式(6)進行計算，獲得各海域腐蝕性強度的評價因子，其結果如表9所示。

表9 各海域腐蝕性強度的評價因子Fig. 9 Evaluation factor of corrosive strength in differentsea areas

從表9可以看出，各海域水體腐蝕性強弱順序為榆林>廈門>平潭>舟山>青島。由于舟山與廈門海域分別屬于小腐蝕性海域和中等腐蝕性海域[32]，而平潭大練島西南海域腐蝕性處于舟山與廈門之間，因此平潭大練島西南海域腐蝕性約為中等偏弱。但是鐵器文物耐蝕性不如碳鋼、低合金鋼這兩類鋼材，所以平潭大練島西南海域海水對鐵質文物的腐蝕性可近似認為中等強度，故仍應加強平潭大練島西南海域的沉船文物的保護工作。

2.1.3 水體環境腐蝕性特點 通過對平潭大練島西南海域水體環境腐蝕性的評估，可知該海域海水對文物具有一定的腐蝕性。海水是一種含有多種鹽類的電解質溶液，除電位很負的鎂及其合金外，大部分金屬材料在海水中的腐蝕特征都表現為氧的去極化腐蝕。由于海水中存在很大含量的氯離子，因此在海水中大多數金屬陽極極化阻滯很小，腐蝕速度較高；海水流速、溶解氧濃度等這些利于供氧的環境條件，會促進氧的陰極去極化反應，從而促進金屬文物的腐蝕[33]。海水中不同金屬相接觸時，容易發生電偶腐蝕。只要存在電位差，并實現電聯結，即使兩種金屬相距數十米，也可能發生電偶腐蝕。

2.2 沉積環境腐蝕性

2.2.1 沉積環境現狀 平潭大練島西南海域各沉積環境因子測定結果如表10所示。從表10可以看出，研究海域內沉積物平均粒徑最大值為11.44 μm，最小值為6.98 μm，平均值為9.10 μm；沉積物類型主要以粉砂為主，但是S2站為粘土。粉砂和粘土屬于細顆粒沉積物，因粒度和土層結構的差異，將會對其它腐蝕因子產生較大影響。

沉積物中硫化物與SRB含量可表征生物腐蝕性強弱。該海域硫化物含量最大值為2.89 mg/g，最小值為0.07 mg/g，平均值為1.31 mg/g；SRB含量最大值為64個/g，最小值為18個/g，平均值為32個/g。海底沉積物中的硫包括有機硫與無機硫，有機硫主要是酯硫和碳鍵硫，無機硫的存在形態包括硫酸鹽、硫化物和單質硫[34]。海水及沉積物中硫主要是以硫酸鹽形式存在，一般占總硫的99%以上。在還原環境下，硫酸鹽被還原為硫化物或其他低價硫，這種現象在海洋沉積物中大量存在。有機物可在缺氧環境及SRB影響下將硫酸鹽還原為硫化物[35]。硫化物的最大還原速率發生在表層沉積物中，其速率主要由沉積物中所含有機質的數量決定，沉積物中有機質含量越高，硫酸鹽還原速率越大。SRB在缺氧條件下能將金屬表面的有機物用作碳源，與細菌生物膜內生成的氫將硫酸鹽還原成硫化氫，并從中獲取新陳代謝的能量。SRB代謝生成的硫化氫是具有強腐蝕性的強還原劑，所以SRB是主要的金屬腐蝕微生物。由于能適應較低濃度的溶解氧，所以SRB并不是嚴格意義上的厭氧菌，更應該被認定為兼性厭氧菌[36]。在海洋環境中，SRB能夠適應較低溫度，最適的pH為7.0～7.8，能夠適應較大的鹽度范圍[37]。由于SRB的催化作用，腐蝕過程的陰極去極化反應更容易進行，從而大大加速了對金屬的腐蝕。由于SRB的大量繁殖，腐蝕速度可增加6～7倍，甚至15倍以上。研究海域沉積物中硫化物含量雖然較低，但SRB含量偏高，且沉積物中粉砂和粘土的含量偏高，造成適合SRB生長的環境，所以研究海域沉積物的生物腐蝕性較強。

活性鐵是組成海洋沉積物氧化還原體系中最重要的元素之一[38]，Fe2+易存在于缺氧的環境中，而Fe3+在氧化環境中處于穩定狀態，因此可以用Fe3+與Fe2+質量濃度之比(Fe3+/Fe2+)在一定程度上來表征沉積物的氧化還原環境[39-40]。平潭大練島西南海域沉積物的Fe3+/Fe2+比值范圍為0.51～1.03，平均值為0.89；總有機碳(TOC)含量變化范圍為0.59%～0.70%，平均含量為0.65%。沉積環境的氧化還原強弱與有機物的賦存有密切聯系，一方面，沉積物中有機物的礦化提供了氧化態物質的還原能量；另一方面，強氧化環境可使有機物的分解加速[41]，而有機碳和有機物之間能夠相互轉化。該海域沉積物中Fe3+/Fe2+比值均大于0.50，但是TOC含量較低，所以該海域沉積環境總體偏氧化環境，但氧化程度不高。

平潭大練島西南海域沉積物中pH變化范圍為7.35～7.92，平均值為7.72，站位間數值差異較小。沉積物pH的測定結果表明該海域沉積物處于弱堿性環境。pH在6～10之間有利于厭氧細菌的繁殖，從而導致細菌腐蝕發生。

電阻率能夠反映海底沉積物的導電能力[42]。該海域的沉積物電阻率介于0.35～0.47 Ω·m之間，電阻率較低。通常，沉積物的電阻率與沉積物粒度成正相關[42]。

表10 平潭大練島西南海域沉積環境因子測定結果Tab. 10 Monitoring results of sediment corrosive environmenal factors in southwest of Dalian Island of Pingtan sea

2.2.2 沉積環境腐蝕性評估 評估沉積環境腐蝕性，首先需對其氧化還原環境進行判定。Fe3+/Fe2+比值等環境因子是指示沉積物氧化還原性的可靠指標[43]。參照黃劍霞(1987)提出的氧化-還原環境劃分標準[44]，可知平潭大練島西南海域沉積環境整體呈現出較強腐蝕性。

李祥云(1997)等在分析海底沉積環境因子特征后提出腐蝕性強度評價指標[21]，但研究表明沉積物的腐蝕性與顆粒粒徑有密切聯系，呈正相關關系。且Fe3+/Fe2+比值越高，氧化性越強，相應腐蝕性也越強[45]。因此需對該評價指標進行修正，修正后的評價指標如表11所示。研究海域各站位樣品分別累積得分如表12所示。

表11 平潭大練島西南海域沉積環境腐蝕性評價指標Tab. 11 Evaluation indexes of corrosive quality of sedimentary environment in southwest of Dalian Island of Pingtan sea

表12 平潭大練島西南海域各監測站位各環境因子得分Tab. 12 Scores of each corrosive environmental factor at all stations

根據前人總結得出的評分參考標準[21]及平潭大練島西南海域的實際情況，將海底沉積環境對鐵質文物的腐蝕程度確定為：大于10分為強腐蝕，8～10分為較強腐蝕，小于8分為較弱腐蝕。則由各站位各因子得分可看出，對鐵質文物而言，平潭大練島西南海域局部站位(S2)表現為強腐蝕，總體表現為較強腐蝕。

2.2.3 沉積環境腐蝕性特點 通過沉積環境腐蝕性評估可知，研究區總體上呈現較強腐蝕性。沉積環境對鐵質文物的腐蝕行為可分為電偶腐蝕和生物腐蝕。電偶腐蝕是鐵質文物在海洋腐蝕中的一個重要腐蝕行為。底層海水與海泥區之間的交換界面、不同的沉積物類型和沉積層在不同環境中會產生電偶腐蝕[39]。研究海域海底沉積物主要為粉砂，局部區域可能會產生宏觀電池，從而形成對文物的電偶腐蝕。因此對平潭大練島西南海域文物的開采與保護應考慮電偶腐蝕行為。文物在缺氧海底環境中被腐蝕，生物因素也不可忽視。在微生物的代謝過程中，產生一些腐蝕性的代謝產物，可使文物發生較大損害；在厭氧環境中，SRB直接參與了電極反應，從而影響了反應的進程[46]，因此SRB對鐵質文物危害較大。在海洋缺氧環境生存的一些厭氧微生物，在其新陳代謝過程中易在局部區域形成酸性環境，在該環境中易發生如還原反應、酸堿中和反應、水解酸化反應等多種化學反應，是導致鐵質文物腐蝕的主要原因之一。

2.3 水體與沉積環境因子的差異及其對沉船文物保護的影響

沉船文物大多埋藏在全浸區底部與海泥區表面，同時受兩大不同環境的影響。水體與沉積環境因子具有一定的差異，主要體現在含氧量與SRB數量上。對水體環境因子而言，其含有一定濃度的溶解氧，故文物在海水中的腐蝕屬于氧的去極化腐蝕，SRB起到的作用則相對較小。而對沉積環境因子而言，含氧量極少，在厭氧環境中，SRB數量越多，其參與的陰極去離子反應對文物造成的腐蝕程度就越大。而對于其他環境因子，海水pH偏大會抑制金屬文物的腐蝕，而一定范圍內的沉積物pH會為厭氧細菌的滋生與繁殖創造條件，從而引起微生物腐蝕。

由于水下文物與海底管線不同，無法事先對文物進行涂層保護，且若強行開采，易對文物造成不可逆的損害。由于研究海域的海水及沉積物腐蝕性相對于鐵質文物總體較強，文物在海底埋藏已久，其腐蝕情況不容樂觀；且個別站位沉積物的SRB含量極高，會造成較嚴重的微生物腐蝕。故應盡快在水文條件允許的情況下，加大挖掘力度，盡早將文物打撈上岸并進行保護。

3 結論

本研究于2015年5月在平潭大練島西南沉船海域進行了水體及沉積環境因子的現場調查和實驗室分析，查清了其變化特征，并對水體與沉積環境進行了腐蝕性強度的分析，獲得了如下結論：

(1)研究海域水體環境對鐵質文物的腐蝕程度總體表現為中等強度，不利于鐵質文物的保存。

(2)研究海域沉積環境對鐵質文物的腐蝕性程度總體表現為較強腐蝕，個別站位表現為強腐蝕，鐵質文物在該海域長期存放對文物保護及后期維護較為不利。

(3)建議相關部門在經濟、技術及后期收藏條件允許的情況下，加大挖掘力度，盡早將文物打撈上岸并妥善保護。