高尔夫球场水环境质量监测与评价

汪娅茜 沈国清

（上海交通大学农业与生物学院资源与环境系，上海 200240）

水环境不仅是高尔夫球场中的重要景观，也是高尔夫球场设计中增加打球难度的障碍之一，更是高尔夫球场灌溉取水的来源。因此，水环境对高尔夫球场至关重要[1]，保护高尔夫球场的水环境，不仅能保证水障碍的良好状态，而且能提高整个高尔夫球场的景观表现，对高尔夫球场的声誉也十分重要[2]。同时，草坪是高尔夫球场的主要植被，在其种植和养护过程中，需定期施用不同的农药和化肥，这些农药、化肥除了被土壤吸附和草木吸收外，大部分随雨水地表径流迁移，进入附近地表水体，或淋溶至地下，进而造成地下水污染[3]，因此高尔夫球场施用农药、化肥对环境的污染一直是各界争议的热点问题[4]。目前，国内外关于高尔夫球场水环境质量的研究大多集中在地表水环境质量，而对地下水环境的研究较少，事实上，地表水和地下水是不可分割的整体，通常情况下二者之间互相转化、互相作用[5]。

目前，国内外对水环境质量的评价方法主要包括指数评价法、灰色关联分析法、模糊数学评价法、人工神经网络评价法、水质标识指数法、主成分分析法等。其中，指数评价法应用较广，主要分为单因子指数法和内梅罗综合污染指数法[6]。在此背景下，笔者拟通过分别运用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法，依据国家标准GB 3838-2002和GB/T 14848-2017，对华东地区某高尔夫球场（以下简称该球场）地表水和地下的水质量状况进行评价，以期为我国高尔夫球场的水环境保护提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 球场概况

该球场位于安徽省中部、江淮流域之间，占地面积约为80 hm2。该球场建有5个彼此贯通的人工湖泊、76个形态各异的人造沙坑。该球场包括球场区和附属设施区，球场区占地面积为77.72 hm2，包括草坪、人工湖水面、球车道、沙坑、景观带、高草区等。其中，草坪面积为50 hm2，草种为“本特草”（喜凉怕热，除冬季外，其他季节对水分补充的要求均较高）和“百慕大419”（对养护和灌溉用水的需求都较低）；景观带位于球场球车道外侧或山丘处，占地面积约为球场区的5%，树木种类有香樟、桂花树、合欢树、雪松、棕树等；人工湖依地形变化而建设，5个小型人工湖的面积合计约为8 hm2；按照排水标准，在球场草坪下从上到下铺有细砂、粗砂、碎石、盲排、防护网，下渗水先流入球场内设置的承水井，再由承水井流入人工湖[7]。附属设施区占地面积为2.29 hm2，包括会所、停车场、休息厅和泵房等。

1.2 样品采集与分析

1.2.1 地表水样品采集

根据该球场水域功能区的不同，选取5个有代表性的地表水采样点（1#监测点位于球场区与附属设施区之间水域的退水口，2#监测点位于球场区前九洞的第二退水口，3#监测点位于球场区外围的退水口，4#监测点位于水库东湾上，5#监测点位于水库坝上）进行取样，连续2 d监测研究区地表水环境现状，每天采样1次，在水下0.5 m水深处与距库底0.5 m处，各取1个水样，然后将2个水样混合为1个水样。

1.2.2 地下水样品采集

考虑到该球场草坪施用的部分化肥、农药可能会受淋溶而进入地下水系统，从而对地下水造成影响，故在该球场所在区域布置1个地下水采样点，连续监测2 d，每天采样1次。

1.2.3 水质监测项目

地表水监测pH、CODcr、五日生化需氧量（BOD5）、总磷、氨氮、总氮、石油类、硫化物、LAS、Cu、Pb、Zn、Cd、As、Cr6+、挥发酚、百菌清含量。地下水监测pH、浊度、色度、总大肠菌群、总硬度、溶解性总固体、氨氮、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、挥发性酚类、百菌清含量。

1.2.4 评价标准和分析方法

水质评价标准：地表水执行GB 3838-2002，地下水执行GB/T 14848-2017。

水质监测项目的分析方法为：BOD5采用稀释和接种法（HJ 505-2009），CODcr采用重铬酸盐法（GB/T 11914-1989），氨氮采用纳氏试剂分光光度法（HJ 535-2009），总氮采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（HJ 636-2012），总磷采用钼酸铵分光光度法（GB/T 1893-1989），LAS采用亚甲蓝分光光度法（GB/T 7494-1987），石油类采用红外分光光度法（HJ 637-2012），其他项目的分析方法均参照地表水和污水监测技术规范（HJ/T 91-2002）。样品在分析时均按照10%范围进行平行样分析，并采用质控样作为质量控制手段[6]。

1.3 评价方法

1.3.1 单因子指数法

单因子指数法是污染指数法的基础，用来表示某单项水质指标是否达到规定的水体功能类别以及相对于水体功能类别的达标或超标程度，单因子污染指数为监测项目实测值与评价标准值之比[8]，计算公式为Pi=Ci/Cs，其中，Pi为单因子污染指数，Ci为第i项因子的实测值，CS为第i项因子的标准值。

1.3.2 内梅罗综合污染指数法

2 结果与分析

2.1 地表水环境质量评价

2.1.1 单因子指数法

由表1可知，研究区内pH为7.22～7.47，符合地表水Ⅲ类标准限值，CODcr、BOD5、总磷、氨氮、总氮、石油类、As均有检出，浓度分别为11.50～17.05 mg/L、2.80～5.00 mg/L、0.04～0.16 mg/L、0.14～0.44 mg/L、0.42～0.97 mg/L、0.04 mg/L、0.35～0.85 μg/L，其他因子均为未检出。评价结果表明，研究区主要超标因子为总磷和BOD5，其中，1#、2#、3#、5#监测点的总磷单因子污染指数分别为3.2、2.0、1.6、1.2，1#、2#、4#监测点的BOD5单因子污染指数分别为1.05、1.07、1.26。

表1 地表水水质监测与单因子评价

有研究报道，总氮浓度为0.2 mg/L、总磷浓度为0.02 mg/L是湖泊水体富营养化发生的初始浓度。依据此标准，该球场人工湖水体的总氮浓度和总磷浓度均比湖泊富营养化的初始浓度高，表明该球场人工湖水体均已处于富营养状态。同时，根据氮磷比与浮游植物生长关系的解释，藻类细胞组成的原子比率C∶N∶P=106∶16∶1（由Redfield定律得出）。当氮磷比超过16时，磷被认为是限制性因子；反之，当氮磷比小于10时，氮则被认为是限制性因素；而当氮磷比为10～20时，限制因素则变得不确定[1，11-12]。该球场 1#、2#、3#、4#、5#监测点的N∶P分别为6.06、4.20、8.50、14.75、9.33，可见，除4#监测点的浮游植物生长限制因素不确定外，其他监测点的浮游植物生长限制因素均是氮。

此外，对农药百菌清的监测结果表明，在该球场日常草坪管理中施用的百菌清未对水环境造成影响。

2.1.2 内梅罗综合污染指数法

依据标准，内梅罗综合污染指数＜1时，水质等级为清洁；内梅罗综合污染指数为l～2时，水质等级为轻污染；内梅罗综合污染指数为2～3时，水质等级为污染；内梅罗综合污染指数为3～5时，水质等级为重污染；内梅罗综合污染指数≥5时，水质等级为严重污染。由图1可知，1#监测点的内梅罗综合污染指数为2.35，水质等级为污染；2#、3#监测点的内梅罗综合污染指数分别为1.50、1.21，水质等级为轻污染；4#、5#监测点的内梅罗综合污染指数分别为0.99、0.94，水质等级为清洁；5个监测点的平均内梅罗综合污染指数为1.40，水质等级为轻污染。分析原因，1#、2#、3#监测点处于退水口附近，水域易受域外水质的影响，而处于湖内的4#、5#监测点离域外水源较远，受域外水质的影响较小，故呈清洁状态。

图1 地表水水质内梅罗指数

2.2 地下水环境质量评价

2.2.1 单因子指数法

由表2可知，第1天、第2天监测的数据之间无显著差异。与地下水水质Ⅲ类标准相比，除浊度和总大肠菌群两个指标超标外，其他指标均未超标，浊度和总大肠菌群的检出值分别为10 NTU和20 CFU/100 mL，单因子污染指数分别为3.33和6.67，按照单因子指数法，该球场地下水属Ⅳ类水。

表2 该球场地下水环境质量检测与单因子评价

2.2.2 内梅罗综合污染指数法

结果表明，该球场地下水水质内梅罗综合污染指数为1.15，按照地下水环境质量标准（内梅罗综合污染指数<0.8，地下水水质等级为优良；内梅罗综合污染指数为0.8～2.5，地下水水质等级为良好；内梅罗综合污染指数为2.5～4.25，地下水水质等级为较好；内梅罗综合污染指数为4.25～7.2，地下水水质等级为较差；内梅罗综合污染指数>7.2，地下水水质等级为极差），该球场地下水水质等级为良好。

3 结论与讨论

3.1 结 论

监测及评价结果表明，该球场地表水总磷和BOD5均超过GB 3838-2002中Ⅲ类水质标准限值，且人工湖水体中总氮和总磷浓度均比湖泊富营养化的初始浓度高，这可能与该球场草坪施肥量较多有关；同时，对农药百菌清的监测结果表明，该球场日常草坪管理中施用的百菌清未对水环境造成影响；此外，地表水5个监测点的平均内梅罗综合污染指数为1.40，水质等级为轻污染，其中，退水口附近水域因易受域外水质的影响而呈污染状态，人工湖内水质则呈清洁状态。该球场地下水浊度和总大肠菌群检出值分别为10 NTU和20 CFU/100 mL，均超过地下水质Ⅲ类标准限值，其他指标均未超标。经评价，该球场地下水属Ⅳ类水，地下水的内梅罗综合污染指数为1.15，水质等级为良好。

3.2 讨 论

国内外已有研究认为，高尔夫球场草坪施用农药、化肥对环境的潜在影响与气候条件、草坪管理水平以及草坪管理者的环保意识等密切相关[13]。笔者采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对该球场地表水和地下水的水质进行了监测与评价。结果表明，在该球场的草坪管理中，施肥对球场水环境的各指标具有一定影响或存在潜在的负面效应。其中，地表水中BOD5和总磷两个指标受影响较为明显，地下水中浊度和总大肠菌群的检出值也超过GB/T 14848-2017中Ⅲ类水质标准限值。综合评价结果表明，该球场地表水和地下水水质分别处于轻污染和良好等级。此外，对农药百菌清的监测结果表明，该球场日常草坪管理中施用的百菌清未对水环境造成影响。

经实地调查研究该球场地表水环境，该球场排放的废水主要为会所的生活污水，排水实行雨污分流制，废水经化粪池、隔油池等预处理，再由附近的污水处理厂处理达标后排入河流中。同时，该球场在草坪和绿化植物养护中施用的化肥、农药，也会随地表径流进入附近水体。为此，该球场通过专设管网引导污染雨水进入专门的水塘，经生物净化后全部回用于该球场的草坪和植被，非暴雨期不会对外排水，只有在暴雨期才可能流入该球场的水库中。对照GB 3838-2002，该球场地表水中总磷达到V类标准，BOD5达到IV类标准，其他指标都达到Ⅲ类标准。

该球场地下水的各指标均达到GB/T 14848-2017中的Ⅲ类标准，说明该球场地下水质量较好，并没有因为该球场的存在和运营而造成地下水污染。同时，经实地调查发现，该球场所在区域的地下水资源丰富，生活区的水源来自市政自来水，而该球场的草坪和植被区供水来自水塘的回用和自净循环，对地下水的影响不大，再加上该球场装有管道、连接管、化粪池和油水分离器等，并采用了分区防治等治理方法，从最大程度上防止和减少了地下水污染。

要提高该球场水环境质量，则要在加强对该球场水环境质量进行监测与评价的基础上，提高该球场草坪的化肥施用技术水平。具体为：（1）提高草坪管理人员的环保意识和技术水平，在草坪养护中运用科学施肥技术，以实现最少的施肥量，避免过量施肥。（2）选用相对环保的肥料种类，比如缓释肥、有机肥、生物菌肥等。（3）尽量选用低磷或无磷的肥料，避免水环境中总磷量过高。（4）积极运用BMP（Best Management Practice）策略去管理水环境[1，14]。