根据《海洋沉积物质量规范》（GB 18668—2002），对Cu、Pb、Zn、Cr、As和Cd六种元素的含量进行分析评价，统计特征见表3-5。Cu、Pb、Zn、Cr、As、Cd六种元素平均含量分别为21.96mg/kg、21.99mg/kg、60.41mg/kg、60.00mg/kg、12.64mg/kg、0.12mg/kg；重金属平均含量均小于一类标准，最大值均小于二类标准，其中Cu、As元素最大值稍高于一类标准。

莱州湾表层沉积物中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cr、As和Cd六种元素的平均值与渤海沉积物相近，与中国海域沉积物差距较大，为了直观地反映元素的贫化与富集程度，一般采用富集系数K（本地区沉积物中与其他地区沉积物中含量的比值）来比较（表3-6）。一般认为K为0.75～1.5时为接近，K小于0.75时为贫化，K为0.5～0.75时为弱贫化，K小于0.25时为异常贫化；K大于1.5时为富集，K为1.5～2时为弱富集，K为2～4时为强富集，K＞4时为异常富集。

表3-5　莱州湾表层沉积物重金属统计特征值（mg/kg）

表3-6　莱州湾表层沉积物重金属元素平均值（mg/kg）及富集系数

莱州湾表层沉积物重金属元素富集特征总结如下：

（1）与黄河沉积物相比，所有元素的富集系数都大于1，其中Pb、Cr元素的富集系数为1.00～1.5，与黄河沉积物接近，Cu、Zn、As、Cd元素的富集系数均大于1.5，为富集。黄河沉积物可能是该区重金属的来源之一。

（2）与渤海相比，所有元素的K值都在0.75～1.5之间，为接近。

（3）与中国近海相比，Cu、Pb、Zn、Cr元素的富集系数在0.75～1.5之间，为接近，As、Cd元素的富集系数大于1.5，为富集。

（4）与国际海域相比，这些元素的K值都小于0.75，为弱贫化。

将本次研究数据与历年数据比较，如表3-7所示。近十年，Cu元素平均含量明显增加，Cd元素平均含量先减少后增加，其余元素平均含量增速减慢，总体上莱州湾海域的污染有上升趋势，但增速减缓。

表3-7　莱州湾表层沉积物重金属历年比较（mg/kg）

Cu、Pb、Zn、Cr、As和Cd等重金属元素含量分布特征：Cu、Pb、Zn元素分布特征相近，均在东北部海域有两个高值区，西部海域有3个高值区，各高值区分布相对独立，未连接成片，其中西部海域的3个高值区分别是黄河入海口附近海域、老黄河入海口附近海域及小清河入海口附近海域。Cr、Cd元素分布特征相近，黄河入海口附近海域含量最高，其次老黄河入海口附近海域及小清河入海口附近海域连接成片、含量较高，东南部海域含量最低。As元素分布特征相近，小清河入海口附近海域及老黄河入海口附近海域，连接成片、含量最高，其次黄河入海口附近海域含量较高，其他海域含量较低。从总体上来看，空间分布特征表现为重金属元素含量高值区在莱州湾的西部海域。

沉积物中重金属含量分布特征与海湾的水动力要素、沿岸河流注入、沿岸生活污水排放、沿岸工业废物的排放等条件有关。莱州湾表层沉积物中重金属的空间分布特征与湾内潮流运动规律和入海河流有直接的关系。莱州湾西部海域潮流运动以往复流为主，黄河口淡水径流沿岸向南扩散，小清河等淡水径流向北扩散，在莱州湾西部海域形成相对低盐度区，集中了高浊度的水，由河流入海的悬浮泥沙及其污染物在此沉积。其中重金属Cr、As、Cd元素在莱州湾西部海域的分布与往复流的特征相似，大体呈现由西南向东北方向运动，与分析相吻合，可见来自莱州湾西部的陆源性输入和湾内潮流运动规律是造成这种分布趋势的影响因素。据国家海洋局统计，2009年黄河、小清河携带入海的重金属污染物分别为731t和68t，2011年黄河、小清河携带入海的重金属污染物分别为687t和388t。莱州湾东南海域重金属含量较少，可能与沿岸入海河流较少有关。(www.daowen.com)

采用数理统计软件SPSS 14.0作重金属间的Pearson（皮尔逊）相关性分析，同时为考察重金属来源等，分析重金属与粒径（＜0.062 5mm）、Al2 O3、TOC之间的相关性（表3-8）。

由表3-8可以看出，粒径（＜0.062 5mm）与TOC相关性为0.72，这与其他研究结果表明的TOC主要富集在细颗粒沉积物中一致。沉积物粒度和TOC含量是控制沉积物重金属分布特征重要的两个参数。一方面，沉积物粒径较细，比表面积较大，对重金属离子具有较大的表面吸附和离子吸附能力。另一方面，沉积物中的TOC具有大量不同的功能团、较高的阳离子交换量和较大的表面积，它们通过表面络合、离子交换和表面沉淀3种方式吸附重金属元素，因而TOC含量高的沉积物对重金属的吸附量也较高。研究区内粒径（＜0.062 5mm）、TOC与重金属相关性均呈一定的正相关，说明重金属易与TOC通过表面络合等方式，吸附于细颗粒沉积物中。

表3-8　莱州湾表层沉积物元素间相关性分析

Al2 O3是大陆风化产物，在地壳中较稳定，多数学者认为Al元素从大陆到海洋是一个相对稳定的元素，并将其作为海洋中陆源成分的指标。因此，可利用某元素与Al元素的相关性来判断沉积物中某元素的来源。Al2 O3与Cu、Pb、Zn元素相关性均大于0.8，与Cr、Cd元素相关性大于0.5，与As元素相关性不显著。这表明研究区内重金属Cu、Pb、Zn元素主要来源于岩石的自然风化和侵蚀过程，Cr、Cd元素既有来自岩石的自然风化和侵蚀过程，也有一部分人为活动的贡献，而As元素主要受人为活动影响，如工业废水和生活污水的排放等。同时，Cu、Pb、Zn元素之间具有显著的相关性，Cr、Cd元素之间具有显著的相关性，说明其具有同源性，这与重金属的物质来源相吻合。

运用尼梅罗综合指数法对表层沉积物中的Cu、Pb、Zn、Cr、As和Cd元素进行评价，选取《中国浅海沉积物地球化学》中的渤海沉积物重金属的背景值作为评价标准。尼梅罗综合污染指数和污染程度之间的关系如表3-9所示。

表3-9　尼梅罗综合指数和表层沉积物重金属污染程度分级标准

评价结果表明（图3-12），6.5%的测点P值在小于1的范围内，表现为无污染区，分布在莱州湾的东南海域；3.9%的测点P值在2.5～7之间，表现为中度污染，零星分布在莱州湾西部海域；其余89.6%的海域轻度污染。总体上，小清河入海口附近海域、老黄河入海口附近海域和黄河入海口附近海域污染指数最高，莱州湾东南海域污染指数最低，整体呈西高东低的趋势。

莱州湾重金属污染主要以Cd、As为主，为弱—中等程度污染。Cu、Pb、Zn污染面积较小，主要由于陆源碎屑物质的大量累积而造成。相比而言，Cd、As污染主要由于人为源重金属的大量输入而导致。莱州湾周边河流携带的人为源重金属Cd、As入湾，在湾内落潮流或者涨潮流的输运过程中，随着细粒物质的沉积而保存在表层沉积物中，导致上述部分区域呈现出明显的Cd、As弱—中等程度污染（图3-13）。

图3-12　莱州湾海域表层沉积物尼梅罗综合污染指数评价结果图

图3-13　莱州湾海域表层沉积物中人为源重金属运移过程示意图

（a）重金属含量分区图；（b）重金属元素运移方向