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福建平潭大练岛西南海域沉船文物环境腐蚀性监测与评估

2021-05-19张际标殷旗风容宇媚陈春亮孙省利

应用海洋学学报 2021年2期
关键词:平潭腐蚀性沉积物

张际标,殷旗风,容宇媚,陈春亮,孙省利

(1.广东海洋大学化学与环境学院,广东 湛江 524088; 2.广东海洋大学分析测试中心,广东 湛江 524088)

海底文物具有不可再生性和极高的科学考察特性,所以需要对这些珍贵的海底文物,尤其是易腐蚀的文物进行特殊保护,为深入挖掘其独特的艺术、科学与历史价值打下基础[1]。在这些种类繁多的文物中,铁质文物在海底更容易被复杂的海洋环境所侵蚀,主要是由于海水、沉积物和生物会与铁质文物发生相关反应,长此以往会导致其丧失研究价值[2]。所以,对铁质文物所在海域开展相对应的腐蚀性因子调查和监测,对当地沉船中文物的腐蚀性评估及水下考古和文物保护具有深远意义。

自古以来作为东南沿海的航运要道,平潭海域拥有数量众多的沉船,水下文物资源十分丰富,其中,大练岛西南海域更是沉船事故集中区域[3]。目前,对福建平潭海域的调查大致可以分为水体和沉积物调查。在水体调查方面,Gao等(1998)通过采集平潭海域表层和底层水样,测定了溶解态的铜、铅和镉含量[4];陈乃华(2017)对平潭近岸海域4个监测站位进行了水质监测,对海水环境及其富营养化程度进行了评价,结果表明平潭近岸海域丰水期水质达到二类水质标准[5];林小华(2010)对平潭竹屿排污口及其邻近海域的水体环境现状进行调查,结果表明该海域具有轻度污染情况[6];姜尚等(2014)在探讨了澳前、海坛海峡北、海坛海峡南、流水、竹屿等5个排污口在不同污水排放量下COD、无机氮浓度分布情况的基础上,建立了平潭沿岸海域物质输运的数学模型[7];Liu等(2017)分别在南通、宁波和平潭通过窄脊江豚(Neophocaenaasiaeorientalis)对中国东部沿海痕量元素调查发现,平潭地区海水中痕量元素对窄脊江豚基因表达影响明显低于另外两地[8];黄春秀(2015)根据前人在平潭海坛湾夏、秋季节的调查资料,探讨了海坛湾叶绿素a的分布情况及其与环境生物因素的相关关系[9]。在沉积物调查方面,李云海(2011)通过对平潭金井湾表层、柱状样沉积物粒度和沉积速率的研究,分析了近50 a来金井湾的沉积环境演变趋势,探讨了金井湾海床的稳定性[10]。但是平潭海域海洋环境水体、沉积物相关理化因子对沉船文物的腐蚀性评估的研究却鲜有报道。

本研究通过对平潭大练岛西南海域海水与沉积环境的调查监测,参照现有腐蚀性评价指标评分体系,采用灰关联分析法综合分析底层海水及表层沉积物对铁质文物的侵蚀程度,评估该海域的海底腐蚀性环境等级,以期为平潭大练岛西南海域水下沉船原址保护、抢救性挖掘打捞及沉船铁质文物的保护提供科学依据。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域

平潭海峡岛屿、礁石、浅滩密布,水流复杂,是福建沿海较为复杂的海区之一。该海峡尤其是大练岛西南海域过往船舶较多,历史沉船事故频发,是开展沉船文物研究和保护的理想区域。本研究于2015年5月在平潭大练岛西南海域疑似沉船周边布设了5个采样站位(图1),以开展该海域水体及沉积环境腐蚀性的监测和评估研究。

图1 平潭大练岛西南海域沉船区采样站位分布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 腐蚀性环境因子监测 由于沉船文物年代较为久远,多集中在全浸区与海泥区分界线附近,故需采集底层海水及表层沉积物的样品以分析其腐蚀性环境因子。在研究海域水体腐蚀性环境因子中,水温、盐度、pH、溶解氧浓度参照《海洋监测规范》[11],海水流速参照《海洋调查规范》[12],生物附着面积占比参照《防污漆样板浅海浸泡试验方法》[13]等相关要求进行分析测定。在研究海域沉积物腐蚀性环境因子中,硫化物含量参照《土壤和沉积物硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法》[14],总有机碳(TOC)含量参照《海洋沉积物中总有机碳的测定非色散红外吸收法》[15],沉积物类型、平均粒径参照《海洋调查规范》[16],硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria, SRB)含量参照《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》[17],沉积物pH参照《土壤检测》[18],铁价比参照《金属铬铁含量的测定乙二胺四乙酸二钠滳定法和火焰原子吸收光谱法》[19],电阻率参照《精密电阻合金电阻率测试方法》[20]等相关要求进行分析测定。

1.2.2 环境腐蚀性评估 本研究参考腐蚀性强度评价指标法[21],针对平潭大练岛西南海域实际沉积环境,建立修正的腐蚀性强度评价指标体系,对研究区域沉积环境腐蚀性进行评估。对于研究海域水体环境,腐蚀性评估方法为:采用灰关联分析法来解析水体环境因子与钢铁在海水中腐蚀的关系,即对碳钢(以Q235钢为代表)、低合金钢(以16Mn钢为代表)在海水不同时间(1 a与2 a)的全浸条件下,在多个环境因子中找出影响局部腐蚀深度的3个主要环境因子,并将其引入腐蚀性评价因子进行不同海域水体腐蚀性的计算,得出各海域之间的腐蚀性强弱顺序。根据前人在其他海域开展的腐蚀性强度评估结果,对比得出平潭大练岛西南海域海水的腐蚀性强度。本研究中,灰关联分析法的分析步骤如下:

①对有限数据(水体环境因子及钢材在海水中的局部腐蚀深度)进行无量纲化处理,初值化处理是常用的无量纲化处理方法,计算公式为

(1)

(2)

式(1)、(2)中:Xi′(k)为经过初值化处理的各海域环境因子数据,Xi(k)代表各海域环境因子,i代表不同环境因子,k代表不同海域;Xi(1)代表基准海域的环境因子;X0′(k)为经过初值化处理的各海域钢材在海水中的局部腐蚀深度(mm),X0(k)为各海域钢材在海水中的局部腐蚀深度(mm),X0(1)为基准海域的钢材局部腐蚀深度(mm)。

②初值化处理之后,计算母因素序列(局部腐蚀深度)与子因素序列(环境因子)的绝对差值。

Δ0i′(k)=|X0′(k)-Xi′(k)|

k=1、2、3…m,i=1、2、3…n

(3)

式(3)中:Δ0i′(k)代表绝对差值。

③关联系数是子因素序列与母因素序列关联程度的的定量表示,在本研究中表示环境因子对钢材在海水中腐蚀深度的影响程度。其计算公式为

k=1、2、3…m,i=1、2、3…n

(4)

式(4)中:ξi(k)为不同海域不同环境因子对钢材腐蚀深度的关联系数;α为分辨系数,一般在0.0~1.0之间,大多数情况下取0.5。

④灰色关联度(fi)为各环境因子与钢材腐蚀局部深度的关联系数在各海域所取的平均值,其计算公式为

(5)

式(5)中:fi描述子因素对母因素的影响情况,fi越大,其环境因子对海水腐蚀的影响力度就越大。

⑤对采用上述方法计算获得的代表钢材浸泡海水不同腐蚀情况的各灰色关联度取平均值得到平均灰色关联度(Fi)。

⑥评价因子的计算公式为

k=1、2、3…m,i=1、2、3…n

(6)

式(6)中:Q为各海域腐蚀性强度的评价因子。本研究取影响较大的前3个平均灰色关联度计入评价因子。

1.2.3 数据统计和分析 采用Excel 2016统计各站位水体及沉积物环境因子的平均值,并利用该软件对水环境腐蚀因子和不同钢种腐蚀深度进行灰关联分析。

2 结果与讨论

2.1 水体环境腐蚀性

2.1.1 水体环境现状 通过对平潭大练岛西南海域水体各环境因子的现场监测和室内分析测试,得到水体环境因子测定结果(表1)。

表1 平潭大练岛西南海域水体环境因子测定结果Tab. 1 Monitoring results of corrosive environmental factors of seawater in southwest of Dalian Island of Pingtan sea

从表1可以看出,平潭大练岛西南海域水体温度最大值为20.9 ℃,最小值为19.4 ℃,平均值为20.1 ℃。通常,海水温度与文物腐蚀的速率呈正相关。在5~35 ℃的海水环境中,船体钢、铁的腐蚀速率随海水温度的升高而增加;沉船及船载文物的腐蚀速率在较低温度下有一定程度的减缓,从而有机质文物更容易保存下来[22-23]。研究海域水体温度较高,易加剧文物的腐蚀。

研究海域水体溶解氧浓度最大值为5.6 mg/L,最小值为5.4 mg/L,平均值为5.5 mg/L。通常,溶解氧浓度较高可促使活性金属腐蚀,对铁质沉船文物危害较大;溶解氧浓度与海水腐蚀速率具有明显的依存关系[24]。金属可根据氧的作用将其分为活性金属和钝化型金属,对于活性金属(铸铁、碳钢和低合金等),溶解氧浓度与金属腐蚀程度呈正相关;相反,对于钝化型金属(不锈钢、铝、钛等),溶解氧会促进金属表面钝化膜的形成并对其有保护的积极作用,若溶解氧浓度低,反而会阻碍钝化膜的形成,造成腐蚀[25]。研究海域溶解氧浓度较高,易加剧铁质文物的腐蚀。

研究海域水体盐度最大值为26.8,最小值为25.9,平均值为26.4。海水的含盐量直接关系到海水的电导率和含氧量,因此会对腐蚀造成影响[26]。海水的含盐量是衡量海水导电能力强弱的重要指标,盐度越高,海水含有可迁移的阴、阳离子含量越高,导电能力越强,其侵蚀作用也越强。其中,由于铁是化学稳定性较差的活泼元素,在大气环境中较易被腐蚀,而在盐度较高的海水中,环境对其腐蚀与损毁程度更为剧烈。这也是沉船遗物中很少发现铁质文物的主要原因之一。同样,高盐度海水对木质船体、陶瓷器釉面及其他有机质文物等具有侵蚀作用。研究海域盐度较高,可对沉船文物造成较强的侵蚀。

就水体酸碱度而言,研究海域水体pH最大值为8.17,最小值为8.14,平均值为8.16。海水中有机质的腐烂、浮游植物的光合作用以及海底动物的呼吸作用都影响着海水的pH[27]。一般来说,海水的pH升高,会阻碍海水对铁质文物的腐蚀。研究海域pH较高,水体环境总体偏弱碱性,对铁质文物的腐蚀具有一定的抑制作用。

海水流速与生物附着面积占比可统称为海水冲刷环境。就冲刷环境而言,平潭大练岛西南海域的海水流速最大值为0.47 m/s,最小值为0.32 m/s,平均值为0.41 m/s;生物附着面积占比最大值为97%,最小值为87%,平均值为92%。通常,流动的海水可促进金属表面腐蚀反应的进行,同时也能够冲走附着在金属表面上的腐蚀生成物,从而加速金属侵蚀;但这是指在表面难以形成钝化膜的钢铁。在表面易形成钝化膜的钢铁则不同,例如不锈钢等,由于海水的流动,在其表面容易生成钝化膜,反而会使腐蚀速率有所下降[28]。海洋是个巨大的生物圈,含有多种动植物和微生物。其中,污损生物在金属表面停留、附着,会使其腐蚀的程度更为严重[29];某些海洋生物的生长与繁衍会使金属表面的保护层发生不可逆的破坏。金属表面如果被海洋生物的残骸所覆盖,会使氧气难以进入,造成锈层以下的环境都是缺氧环境,厌氧的SRB新陈代谢活动就会随之加剧,导致严重的微生物侵蚀,使钢铁的腐蚀增大。研究海域的沉船文物不易形成钝化膜,且海水流速与生物附着面积占比较大,故不利于沉船文物的保存。

2.1.2 水体环境腐蚀性评估 海水环境是个极为复杂的系统。由于目前对海水环境腐蚀性评估的工作还处于探索阶段,尚无清晰、统一的标准,故不可直接利用现有标准进行分析评估[30]。朱相荣等(2000)提出可利用灰关联分析法来探讨环境因子与水体腐蚀性的关系,该方法能够较为客观地评估各地海水环境的腐蚀性[31]。

灰关联分析法可使较为模糊或模棱两可的情况通过灰关联分析得到一个相对清晰的结果,其优点是对样本的数据要求不高,可以处理数量有限、看似无规律的数据,并将系统本身具有的特征发掘出来。由于仅已知平潭大练岛西南海域的水体环境因子数据,没有不同种类钢材与时间的腐蚀深度数据,与其他已知海域相比,厦门海域与平潭大练岛西南海域同属台湾海峡区域,距离较近且水文状况较为一致,故本研究中平潭大练岛西南海域Q235钢和16Mn钢的1 a和2 a腐蚀深度数据可参考厦门海域,用以评估研究海域水体腐蚀性的强弱程度。此外,为了便于与其他海域海水环境腐蚀性作比较,可将平潭大练岛西南海域水体腐蚀性因子各站位数据取平均值(表1)。我国各海域已知的水体环境因子结果如表2所示,碳钢(Q235)和低合金钢(16Mn)在我国5个海域中局部腐蚀深度数据如表3所示。

表2 5个海域环境因子测定结果Tab. 2 Monitoring results of environmental factors in five sea areas

表3 5个海域的碳钢与低合金钢的局部腐蚀深度数据Tab. 3 Local corrosion depth data of carbon steel and low alloy steels in five sea areas

根据公式(1)、(2),将各海域的环境因子(表2)及Q235钢1 a的局部腐蚀深度数据(表3)以青岛海域为基准进行初值化处理,从而避免量纲对以下分析造成的影响,计算结果如表4所示。

表4 不同海域各环境因子与钢材局部腐蚀深度的初值化计算结果Tab. 4 Initialized results of environmental factors and partial corrosion depth of steel in different sea areas

由公式(3)计算表4中各海域母因素序列与子因素序列的绝对差值,绝对差值的处理结果可为关联系数的计算提供重要数据支撑,其计算结果如表5所示。

表5 子因素序列与母因素序列绝对差值的计算结果Tab. 5 Normalized results of absolute difference between subfactor sequence and parent factor sequence

将表5中的绝对值差值处理结果通过公式(4)计算关联系数,关联系数可定量描述各海域各环境因子与钢材在海洋中局部腐蚀深度的关联程度,其计算结果如表6所示。

表6 关联系数的计算结果Tab. 6 Normalized results of correlation coefficients

将表6中关联系数通过公式(5)进行计算,由此可得到各环境因子与Q235钢在海水中浸泡1 a的局部腐蚀深度的灰色关联度,其结果如表7所示。

表7 灰色关联度的计算结果Tab. 7 Normalized results of grey relational grade

按照同样的方法,将环境因子与不同钢种或不同腐蚀时间进行灰关联分析,得到表8。由表8可知,F1>F6>F4>F2>F3>F5,即影响碳钢、低合金钢在海水全浸区局部腐蚀的主要环境因子应为海水温度、生物附着面积占比及pH。

表8 水体环境因子的平均灰色关联度Tab. 8 Average grey relational grade of water environmental factors

选取上文得出的影响权重较大的3个环境因子(海水温度、生物附着面积占比及pH)及其对应的平均灰色关联度根据公式(6)进行计算,获得各海域腐蚀性强度的评价因子,其结果如表9所示。

表9 各海域腐蚀性强度的评价因子Fig. 9 Evaluation factor of corrosive strength in differentsea areas

从表9可以看出,各海域水体腐蚀性强弱顺序为榆林>厦门>平潭>舟山>青岛。由于舟山与厦门海域分别属于小腐蚀性海域和中等腐蚀性海域[32],而平潭大练岛西南海域腐蚀性处于舟山与厦门之间,因此平潭大练岛西南海域腐蚀性约为中等偏弱。但是铁器文物耐蚀性不如碳钢、低合金钢这两类钢材,所以平潭大练岛西南海域海水对铁质文物的腐蚀性可近似认为中等强度,故仍应加强平潭大练岛西南海域的沉船文物的保护工作。

2.1.3 水体环境腐蚀性特点 通过对平潭大练岛西南海域水体环境腐蚀性的评估,可知该海域海水对文物具有一定的腐蚀性。海水是一种含有多种盐类的电解质溶液,除电位很负的镁及其合金外,大部分金属材料在海水中的腐蚀特征都表现为氧的去极化腐蚀。由于海水中存在很大含量的氯离子,因此在海水中大多数金属阳极极化阻滞很小,腐蚀速度较高;海水流速、溶解氧浓度等这些利于供氧的环境条件,会促进氧的阴极去极化反应,从而促进金属文物的腐蚀[33]。海水中不同金属相接触时,容易发生电偶腐蚀。只要存在电位差,并实现电联结,即使两种金属相距数十米,也可能发生电偶腐蚀。

2.2 沉积环境腐蚀性

2.2.1 沉积环境现状 平潭大练岛西南海域各沉积环境因子测定结果如表10所示。从表10可以看出,研究海域内沉积物平均粒径最大值为11.44 μm,最小值为6.98 μm,平均值为9.10 μm;沉积物类型主要以粉砂为主,但是S2站为粘土。粉砂和粘土属于细颗粒沉积物,因粒度和土层结构的差异,将会对其它腐蚀因子产生较大影响。

沉积物中硫化物与SRB含量可表征生物腐蚀性强弱。该海域硫化物含量最大值为2.89 mg/g,最小值为0.07 mg/g,平均值为1.31 mg/g;SRB含量最大值为64个/g,最小值为18个/g,平均值为32个/g。海底沉积物中的硫包括有机硫与无机硫,有机硫主要是酯硫和碳键硫,无机硫的存在形态包括硫酸盐、硫化物和单质硫[34]。海水及沉积物中硫主要是以硫酸盐形式存在,一般占总硫的99%以上。在还原环境下,硫酸盐被还原为硫化物或其他低价硫,这种现象在海洋沉积物中大量存在。有机物可在缺氧环境及SRB影响下将硫酸盐还原为硫化物[35]。硫化物的最大还原速率发生在表层沉积物中,其速率主要由沉积物中所含有机质的数量决定,沉积物中有机质含量越高,硫酸盐还原速率越大。SRB在缺氧条件下能将金属表面的有机物用作碳源,与细菌生物膜内生成的氢将硫酸盐还原成硫化氢,并从中获取新陈代谢的能量。SRB代谢生成的硫化氢是具有强腐蚀性的强还原剂,所以SRB是主要的金属腐蚀微生物。由于能适应较低浓度的溶解氧,所以SRB并不是严格意义上的厌氧菌,更应该被认定为兼性厌氧菌[36]。在海洋环境中,SRB能够适应较低温度,最适的pH为7.0~7.8,能够适应较大的盐度范围[37]。由于SRB的催化作用,腐蚀过程的阴极去极化反应更容易进行,从而大大加速了对金属的腐蚀。由于SRB的大量繁殖,腐蚀速度可增加6~7倍,甚至15倍以上。研究海域沉积物中硫化物含量虽然较低,但SRB含量偏高,且沉积物中粉砂和粘土的含量偏高,造成适合SRB生长的环境,所以研究海域沉积物的生物腐蚀性较强。

活性铁是组成海洋沉积物氧化还原体系中最重要的元素之一[38],Fe2+易存在于缺氧的环境中,而Fe3+在氧化环境中处于稳定状态,因此可以用Fe3+与Fe2+质量浓度之比(Fe3+/Fe2+)在一定程度上来表征沉积物的氧化还原环境[39-40]。平潭大练岛西南海域沉积物的Fe3+/Fe2+比值范围为0.51~1.03,平均值为0.89;总有机碳(TOC)含量变化范围为0.59%~0.70%,平均含量为0.65%。沉积环境的氧化还原强弱与有机物的赋存有密切联系,一方面,沉积物中有机物的矿化提供了氧化态物质的还原能量;另一方面,强氧化环境可使有机物的分解加速[41],而有机碳和有机物之间能够相互转化。该海域沉积物中Fe3+/Fe2+比值均大于0.50,但是TOC含量较低,所以该海域沉积环境总体偏氧化环境,但氧化程度不高。

平潭大练岛西南海域沉积物中pH变化范围为7.35~7.92,平均值为7.72,站位间数值差异较小。沉积物pH的测定结果表明该海域沉积物处于弱碱性环境。pH在6~10之间有利于厌氧细菌的繁殖,从而导致细菌腐蚀发生。

电阻率能够反映海底沉积物的导电能力[42]。该海域的沉积物电阻率介于0.35~0.47 Ω·m之间,电阻率较低。通常,沉积物的电阻率与沉积物粒度成正相关[42]。

表10 平潭大练岛西南海域沉积环境因子测定结果Tab. 10 Monitoring results of sediment corrosive environmenal factors in southwest of Dalian Island of Pingtan sea

2.2.2 沉积环境腐蚀性评估 评估沉积环境腐蚀性,首先需对其氧化还原环境进行判定。Fe3+/Fe2+比值等环境因子是指示沉积物氧化还原性的可靠指标[43]。参照黄剑霞(1987)提出的氧化-还原环境划分标准[44],可知平潭大练岛西南海域沉积环境整体呈现出较强腐蚀性。

李祥云(1997)等在分析海底沉积环境因子特征后提出腐蚀性强度评价指标[21],但研究表明沉积物的腐蚀性与颗粒粒径有密切联系,呈正相关关系。且Fe3+/Fe2+比值越高,氧化性越强,相应腐蚀性也越强[45]。因此需对该评价指标进行修正,修正后的评价指标如表11所示。研究海域各站位样品分别累积得分如表12所示。

表11 平潭大练岛西南海域沉积环境腐蚀性评价指标Tab. 11 Evaluation indexes of corrosive quality of sedimentary environment in southwest of Dalian Island of Pingtan sea

表12 平潭大练岛西南海域各监测站位各环境因子得分Tab. 12 Scores of each corrosive environmental factor at all stations

根据前人总结得出的评分参考标准[21]及平潭大练岛西南海域的实际情况,将海底沉积环境对铁质文物的腐蚀程度确定为:大于10分为强腐蚀,8~10分为较强腐蚀,小于8分为较弱腐蚀。则由各站位各因子得分可看出,对铁质文物而言,平潭大练岛西南海域局部站位(S2)表现为强腐蚀,总体表现为较强腐蚀。

2.2.3 沉积环境腐蚀性特点 通过沉积环境腐蚀性评估可知,研究区总体上呈现较强腐蚀性。沉积环境对铁质文物的腐蚀行为可分为电偶腐蚀和生物腐蚀。电偶腐蚀是铁质文物在海洋腐蚀中的一个重要腐蚀行为。底层海水与海泥区之间的交换界面、不同的沉积物类型和沉积层在不同环境中会产生电偶腐蚀[39]。研究海域海底沉积物主要为粉砂,局部区域可能会产生宏观电池,从而形成对文物的电偶腐蚀。因此对平潭大练岛西南海域文物的开采与保护应考虑电偶腐蚀行为。文物在缺氧海底环境中被腐蚀,生物因素也不可忽视。在微生物的代谢过程中,产生一些腐蚀性的代谢产物,可使文物发生较大损害;在厌氧环境中,SRB直接参与了电极反应,从而影响了反应的进程[46],因此SRB对铁质文物危害较大。在海洋缺氧环境生存的一些厌氧微生物,在其新陈代谢过程中易在局部区域形成酸性环境,在该环境中易发生如还原反应、酸碱中和反应、水解酸化反应等多种化学反应,是导致铁质文物腐蚀的主要原因之一。

2.3 水体与沉积环境因子的差异及其对沉船文物保护的影响

沉船文物大多埋藏在全浸区底部与海泥区表面,同时受两大不同环境的影响。水体与沉积环境因子具有一定的差异,主要体现在含氧量与SRB数量上。对水体环境因子而言,其含有一定浓度的溶解氧,故文物在海水中的腐蚀属于氧的去极化腐蚀,SRB起到的作用则相对较小。而对沉积环境因子而言,含氧量极少,在厌氧环境中,SRB数量越多,其参与的阴极去离子反应对文物造成的腐蚀程度就越大。而对于其他环境因子,海水pH偏大会抑制金属文物的腐蚀,而一定范围内的沉积物pH会为厌氧细菌的滋生与繁殖创造条件,从而引起微生物腐蚀。

由于水下文物与海底管线不同,无法事先对文物进行涂层保护,且若强行开采,易对文物造成不可逆的损害。由于研究海域的海水及沉积物腐蚀性相对于铁质文物总体较强,文物在海底埋藏已久,其腐蚀情况不容乐观;且个别站位沉积物的SRB含量极高,会造成较严重的微生物腐蚀。故应尽快在水文条件允许的情况下,加大挖掘力度,尽早将文物打捞上岸并进行保护。

3 结论

本研究于2015年5月在平潭大练岛西南沉船海域进行了水体及沉积环境因子的现场调查和实验室分析,查清了其变化特征,并对水体与沉积环境进行了腐蚀性强度的分析,获得了如下结论:

(1)研究海域水体环境对铁质文物的腐蚀程度总体表现为中等强度,不利于铁质文物的保存。

(2)研究海域沉积环境对铁质文物的腐蚀性程度总体表现为较强腐蚀,个别站位表现为强腐蚀,铁质文物在该海域长期存放对文物保护及后期维护较为不利。

(3)建议相关部门在经济、技术及后期收藏条件允许的情况下,加大挖掘力度,尽早将文物打捞上岸并妥善保护。

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