1.沉积物重金属特征

重金属元素Cu在威海南部近岸海域的含量主要介于15.9～44.6mg/kg之间，平均含量为26.12mg/kg；Pb元素的含量主要介于24～44.8mg/kg之间，平均含量为30.13mg/kg；Zn元素的含量主要介于70.5～137mg/kg之间，平均含量为89.94mg/kg；Cr元素含量主要介于54.5～83.6mg/kg之间，平均含量为65.57mg/kg；Cd元素的含量主要介于0.048～0.13mg/kg之间，平均含量为0.076mg/kg；As元素的含量主要介于7.18～16.1mg/kg之间，平均含量为10.02mg/kg（表3-13）。根据《海洋沉积物质量规范》（GB 18668—2002），重金属元素平均含量均小于一类标准。但重金属元素Cu和Cr含量最大值在某些站位略高于沉积物一类标准。

图3-23　调查区范围、水深、流系及调查区样品采集站位

表3-13　威海南部近岸海域表层沉积物重金属统计特征值（mg/kg）

威海南部近岸海域表层沉积物重金属平面分布如图3-24所示，重金属元素Cu、Pb、Zn和Cr具有相似的平面分布特征，它们的高值区主要分布在调查区的东西部海域，低值区主要位于调查区的北部海域。此外，它们的平面分布特征同黏土粒级及粉砂粒级组分的平面分布特征相类似，表明调查区表层沉积物中的重金属元素Cu、Pb、Zn和Cr的平面分布可能主要受控于粒度。而重金属元素Cd和As的平面分布不同于上述4种重金属元素，重金属元素Cd的高值区在调查区主要呈斑状分布，且高值区主要位于调查区的东部及西部海域。而重金属元素As的高值区主要分布在调查区的西南部海域。重金属元素Cd及As的平面分布特征表明它们可能更主要受控于重金属来源，而基本不受沉积物粒度的控制。

图3-24　威海南部近岸海域表层沉积物重金属元素平面分布特征

2.沉积物重金属污染评价

污染因子是定量描述沉积物中重金属污染的一项指标。它是沉积物中重金属含量与其对应的背景值含量的编绘。其公式如下：

Cf=（重金属元素/Al）样品/（重金属元素/Al）背景值(www.daowen.com)

前面重金属元素与平均粒径相关性研究时，我们发现重金属元素与平均粒径具有非常好的相关性，因此，重金属元素与粒度代用指标Al元素的比值，可以有效地消除粒度对沉积物中重金属元素含量的影响。基于Cf值，重金属污染被分成4个级别：无污染（Cf≤1），轻度污染（1＜Cf≤3），中等程度污染（3＜Cf≤5），严重污染（Cf＞5）。

图3-25　威海南部近岸海域重金属污染因子分布图

调查区重金属元素Pb的Cf值介于1.0～1.7之间，平均值为1.2；Zn的Cf值介于1.0～1.7之间，平均值为1.2；Cr的Cf值介于0.9～1.2之间，平均值为1.0；Cu的Cf值介于0.7～1.7之间，平均值为1.1；Cd的Cf值介于0.4～1.2之间，平均值为0.7；As的Cf值介于0.6～1.2之间，平均值为0.8。重金属元素Cd、As和Cr的单因子污染指数在大多数站位都小于1，表明调查区无Cd、As和Cr污染。重金属元素Cu、Pb和Zn的单因子污染指数在某些站位大于1而小于3，呈现出中等污染（图3-25）。

污染载荷指数（PLI）能直观有效地反映沉积物中的重金属总体污染水平。其评价公式为：PLI=（Cf1×Cf2×Cf3×…×Cfn）1/n；Cf=Csample/Cbackground，即Cf为某重金属元素沉积物中的含量与其背景值的比值。依据污染载荷指数可将沉积物重金属污染整体水平划分为4个等级：无污染（PLI≤1），中等污染（1＜PLI≤2），重度污染（2＜PLI≤3），极度重污染（PLI＞3）。

威海南部近岸海域表层沉积物重金属污染载荷指数介于0.5～1.3之间，平均污染载荷指数为0.97，沉积物质量标准较好，沉积物整体上为无重金属污染。但在调查区细粒物质沉积区表层沉积物重金属污染载荷指数略大于1.0，显示微弱的中等重金属污染（图3-26）。

图3-26　威海南部近岸海域表层沉积物重金属整体污染载荷平面分布图

表层沉积物污染载荷指数大于1的站位主要分布在黄河泥沙沉积区，反映其污染可能主要是由于黄河携带的人为源重金属入海所造成的。以往的研究显示，由于受黄河携带重金属输入的影响，黄河口具有较高的重金属元素含量。黄河三角洲地区农业快速发展，大量农业及肥料的使用，导致人为源重金属大量入河，并随黄河入海输运而最终沉积在海底表层沉积物中。