海水入侵背景下婆罗洲热带咸水泥炭水中铝的腐蚀行为与电化学适应机制研究

研究人员针对气候变化导致的海水入侵加剧婆罗洲咸水泥炭水腐蚀铝电极的问题，通过电化学测试（Tafel分析）和吸附等温线模型（Langmuir/Freundlich），揭示了海水比例升高（0%-100%）导致腐蚀电位（Ecorr ）负移（-337.5→-921.3 mV）和腐蚀电流密度（Icorr ）激增（4.58→34.29 μA/cm2 ）的规律，为热带地区水处理系统材料选型提供关键数据支撑。

　　

在气候变化的背景下，海平面上升导致海水入侵沿海泥炭地，形成独特的咸水泥炭水环境。这种水体兼具高酸性（pH 4.05）、高有机质（TOC 93 mg/L）和高盐度（19,300 ppm）特征，对广泛应用于电凝水处理系统（electrocoagulation）的铝电极构成严峻挑战。铝虽能通过生成原位絮凝剂高效去除污染物，但其表面氧化铝（Al₂
O₃
）保护层在含氯环境中易被破坏，引发点蚀（pitting corrosion）。目前研究多聚焦单一腐蚀因素，而对咸水泥炭水这种多重腐蚀因子协同作用的复杂体系缺乏认知。

为填补这一空白，来自马来西亚的研究团队在《Sustainable Chemistry for Climate Action》发表研究，通过系统分析海水比例（0%-100%）对铝电极腐蚀行为的影响，揭示了腐蚀动力学转变机制。研究采用电化学工作站（ZIVE SP1）进行Tafel极化测试，结合扫描电镜（SEM）观察形貌变化，并建立Langmuir等四种吸附等温线模型预测腐蚀行为。样本取自婆罗洲伦杜的Metang Terap村，通过混合泥炭水与海水模拟不同入侵程度。

关键结果

1. 水质特性：海水比例增加使盐度从352 mg/L飙升至19,300 mg/L，电导率从705 μS/cm跃升至32,867 μS/cm，而TOC和COD分别下降75%和79%，有机质稀释效应显著。
2. 电化学行为：当海水比例达50%时，腐蚀电位（E_corr
   ）骤降至-921.292 mV，腐蚀电流密度（I_corr
   ）增长7.5倍，腐蚀速率（CR）从0.0122 mm/年升至0.0914 mm/年，SEM显示表面从光滑态（0%）演变为严重结节状腐蚀（100%）。
3. 模型适配性：Langmuir模型（R²
   =0.94）在低盐度（<30%海水）精准预测单层腐蚀；高盐度时Freundlich和El-Awady模型（R²

0.91）更优，暗示腐蚀机制从单层向多层转变。

结论与意义
该研究首次阐明海水入侵通过三重机制加速铝腐蚀：氯离子（Cl^-
）破坏氧化膜、酸性环境促进阳极溶解、有机-无机复合物引发局部腐蚀。成果为热带沿海地区水处理系统设计提供关键参数，如建议在海水占比超30%时采用抗点蚀合金。研究直接呼应联合国可持续发展目标（SDGs）第6项（清洁饮水）和第9项（工业创新），为应对气候变化下的基础设施韧性建设提供科学依据。