汪婭茜 沈國清

（上海交通大學農業(yè)與生物學院資源與環(huán)境系，上海 200240）

水環(huán)境不僅是高爾夫球場中的重要景觀，也是高爾夫球場設計中增加打球難度的障礙之一，更是高爾夫球場灌溉取水的來源。因此，水環(huán)境對高爾夫球場至關重要[1]，保護高爾夫球場的水環(huán)境，不僅能保證水障礙的良好狀態(tài)，而且能提高整個高爾夫球場的景觀表現，對高爾夫球場的聲譽也十分重要[2]。同時，草坪是高爾夫球場的主要植被，在其種植和養(yǎng)護過程中，需定期施用不同的農藥和化肥，這些農藥、化肥除了被土壤吸附和草木吸收外，大部分隨雨水地表徑流遷移，進入附近地表水體，或淋溶至地下，進而造成地下水污染[3]，因此高爾夫球場施用農藥、化肥對環(huán)境的污染一直是各界爭議的熱點問題[4]。目前，國內外關于高爾夫球場水環(huán)境質量的研究大多集中在地表水環(huán)境質量，而對地下水環(huán)境的研究較少，事實上，地表水和地下水是不可分割的整體，通常情況下二者之間互相轉化、互相作用[5]。

目前，國內外對水環(huán)境質量的評價方法主要包括指數評價法、灰色關聯(lián)分析法、模糊數學評價法、人工神經網絡評價法、水質標識指數法、主成分分析法等。其中，指數評價法應用較廣，主要分為單因子指數法和內梅羅綜合污染指數法[6]。在此背景下，筆者擬通過分別運用單因子指數法和內梅羅綜合污染指數法，依據國家標準GB 3838-2002和GB/T 14848-2017，對華東地區(qū)某高爾夫球場（以下簡稱該球場）地表水和地下的水質量狀況進行評價，以期為我國高爾夫球場的水環(huán)境保護提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 球場概況

該球場位于安徽省中部、江淮流域之間，占地面積約為80 hm2。該球場建有5個彼此貫通的人工湖泊、76個形態(tài)各異的人造沙坑。該球場包括球場區(qū)和附屬設施區(qū)，球場區(qū)占地面積為77.72 hm2，包括草坪、人工湖水面、球車道、沙坑、景觀帶、高草區(qū)等。其中，草坪面積為50 hm2，草種為“本特草”（喜涼怕熱，除冬季外，其他季節(jié)對水分補充的要求均較高）和“百慕大419”（對養(yǎng)護和灌溉用水的需求都較低）；景觀帶位于球場球車道外側或山丘處，占地面積約為球場區(qū)的5%，樹木種類有香樟、桂花樹、合歡樹、雪松、棕樹等；人工湖依地形變化而建設，5個小型人工湖的面積合計約為8 hm2；按照排水標準，在球場草坪下從上到下鋪有細砂、粗砂、碎石、盲排、防護網，下滲水先流入球場內設置的承水井，再由承水井流入人工湖[7]。附屬設施區(qū)占地面積為2.29 hm2，包括會所、停車場、休息廳和泵房等。

1.2 樣品采集與分析

1.2.1 地表水樣品采集

根據該球場水域功能區(qū)的不同，選取5個有代表性的地表水采樣點（1#監(jiān)測點位于球場區(qū)與附屬設施區(qū)之間水域的退水口，2#監(jiān)測點位于球場區(qū)前九洞的第二退水口，3#監(jiān)測點位于球場區(qū)外圍的退水口，4#監(jiān)測點位于水庫東灣上，5#監(jiān)測點位于水庫壩上）進行取樣，連續(xù)2 d監(jiān)測研究區(qū)地表水環(huán)境現狀，每天采樣1次，在水下0.5 m水深處與距庫底0.5 m處，各取1個水樣，然后將2個水樣混合為1個水樣。

1.2.2 地下水樣品采集

考慮到該球場草坪施用的部分化肥、農藥可能會受淋溶而進入地下水系統(tǒng)，從而對地下水造成影響，故在該球場所在區(qū)域布置1個地下水采樣點，連續(xù)監(jiān)測2 d，每天采樣1次。

1.2.3 水質監(jiān)測項目

地表水監(jiān)測pH、CODcr、五日生化需氧量（BOD5）、總磷、氨氮、總氮、石油類、硫化物、LAS、Cu、Pb、Zn、Cd、As、Cr6+、揮發(fā)酚、百菌清含量。地下水監(jiān)測pH、濁度、色度、總大腸菌群、總硬度、溶解性總固體、氨氮、硫酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氯化物、揮發(fā)性酚類、百菌清含量。

1.2.4 評價標準和分析方法

水質評價標準：地表水執(zhí)行GB 3838-2002，地下水執(zhí)行GB/T 14848-2017。

水質監(jiān)測項目的分析方法為：BOD5采用稀釋和接種法（HJ 505-2009），CODcr采用重鉻酸鹽法（GB/T 11914-1989），氨氮采用納氏試劑分光光度法（HJ 535-2009），總氮采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ 636-2012），總磷采用鉬酸銨分光光度法（GB/T 1893-1989），LAS采用亞甲藍分光光度法（GB/T 7494-1987），石油類采用紅外分光光度法（HJ 637-2012），其他項目的分析方法均參照地表水和污水監(jiān)測技術規(guī)范（HJ/T 91-2002）。樣品在分析時均按照10%范圍進行平行樣分析，并采用質控樣作為質量控制手段[6]。

1.3 評價方法

1.3.1 單因子指數法

單因子指數法是污染指數法的基礎，用來表示某單項水質指標是否達到規(guī)定的水體功能類別以及相對于水體功能類別的達標或超標程度，單因子污染指數為監(jiān)測項目實測值與評價標準值之比[8]，計算公式為Pi=Ci/Cs，其中，Pi為單因子污染指數，Ci為第i項因子的實測值，CS為第i項因子的標準值。

1.3.2 內梅羅綜合污染指數法

2 結果與分析

2.1 地表水環(huán)境質量評價

2.1.1 單因子指數法

由表1可知，研究區(qū)內pH為7.22～7.47，符合地表水Ⅲ類標準限值，CODcr、BOD5、總磷、氨氮、總氮、石油類、As均有檢出，濃度分別為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，其他因子均為未檢出。評價結果表明，研究區(qū)主要超標因子為總磷和BOD5，其中，1#、2#、3#、5#監(jiān)測點的總磷單因子污染指數分別為3.2、2.0、1.6、1.2，1#、2#、4#監(jiān)測點的BOD5單因子污染指數分別為1.05、1.07、1.26。

表1 地表水水質監(jiān)測與單因子評價

有研究報道，總氮濃度為0.2 mg/L、總磷濃度為0.02 mg/L是湖泊水體富營養(yǎng)化發(fā)生的初始濃度。依據此標準，該球場人工湖水體的總氮濃度和總磷濃度均比湖泊富營養(yǎng)化的初始濃度高，表明該球場人工湖水體均已處于富營養(yǎng)狀態(tài)。同時，根據氮磷比與浮游植物生長關系的解釋，藻類細胞組成的原子比率C∶N∶P=106∶16∶1（由Redfield定律得出）。當氮磷比超過16時，磷被認為是限制性因子；反之，當氮磷比小于10時，氮則被認為是限制性因素；而當氮磷比為10～20時，限制因素則變得不確定[1，11-12]。該球場 1#、2#、3#、4#、5#監(jiān)測點的N∶P分別為6.06、4.20、8.50、14.75、9.33，可見，除4#監(jiān)測點的浮游植物生長限制因素不確定外，其他監(jiān)測點的浮游植物生長限制因素均是氮。

此外，對農藥百菌清的監(jiān)測結果表明，在該球場日常草坪管理中施用的百菌清未對水環(huán)境造成影響。

2.1.2 內梅羅綜合污染指數法

依據標準，內梅羅綜合污染指數＜1時，水質等級為清潔；內梅羅綜合污染指數為l～2時，水質等級為輕污染；內梅羅綜合污染指數為2～3時，水質等級為污染；內梅羅綜合污染指數為3～5時，水質等級為重污染；內梅羅綜合污染指數≥5時，水質等級為嚴重污染。由圖1可知，1#監(jiān)測點的內梅羅綜合污染指數為2.35，水質等級為污染；2#、3#監(jiān)測點的內梅羅綜合污染指數分別為1.50、1.21，水質等級為輕污染；4#、5#監(jiān)測點的內梅羅綜合污染指數分別為0.99、0.94，水質等級為清潔；5個監(jiān)測點的平均內梅羅綜合污染指數為1.40，水質等級為輕污染。分析原因，1#、2#、3#監(jiān)測點處于退水口附近，水域易受域外水質的影響，而處于湖內的4#、5#監(jiān)測點離域外水源較遠，受域外水質的影響較小，故呈清潔狀態(tài)。

圖1 地表水水質內梅羅指數

2.2 地下水環(huán)境質量評價

2.2.1 單因子指數法

由表2可知，第1天、第2天監(jiān)測的數據之間無顯著差異。與地下水水質Ⅲ類標準相比，除濁度和總大腸菌群兩個指標超標外，其他指標均未超標，濁度和總大腸菌群的檢出值分別為10 NTU和20 CFU/100 mL，單因子污染指數分別為3.33和6.67，按照單因子指數法，該球場地下水屬Ⅳ類水。

表2 該球場地下水環(huán)境質量檢測與單因子評價

2.2.2 內梅羅綜合污染指數法

結果表明，該球場地下水水質內梅羅綜合污染指數為1.15，按照地下水環(huán)境質量標準（內梅羅綜合污染指數<0.8，地下水水質等級為優(yōu)良；內梅羅綜合污染指數為0.8～2.5，地下水水質等級為良好；內梅羅綜合污染指數為2.5～4.25，地下水水質等級為較好；內梅羅綜合污染指數為4.25～7.2，地下水水質等級為較差；內梅羅綜合污染指數>7.2，地下水水質等級為極差），該球場地下水水質等級為良好。

3 結論與討論

3.1 結 論

監(jiān)測及評價結果表明，該球場地表水總磷和BOD5均超過GB 3838-2002中Ⅲ類水質標準限值，且人工湖水體中總氮和總磷濃度均比湖泊富營養(yǎng)化的初始濃度高，這可能與該球場草坪施肥量較多有關；同時，對農藥百菌清的監(jiān)測結果表明，該球場日常草坪管理中施用的百菌清未對水環(huán)境造成影響；此外，地表水5個監(jiān)測點的平均內梅羅綜合污染指數為1.40，水質等級為輕污染，其中，退水口附近水域因易受域外水質的影響而呈污染狀態(tài)，人工湖內水質則呈清潔狀態(tài)。該球場地下水濁度和總大腸菌群檢出值分別為10 NTU和20 CFU/100 mL，均超過地下水質Ⅲ類標準限值，其他指標均未超標。經評價，該球場地下水屬Ⅳ類水，地下水的內梅羅綜合污染指數為1.15，水質等級為良好。

3.2 討 論

國內外已有研究認為，高爾夫球場草坪施用農藥、化肥對環(huán)境的潛在影響與氣候條件、草坪管理水平以及草坪管理者的環(huán)保意識等密切相關[13]。筆者采用單因子指數法和內梅羅綜合污染指數法對該球場地表水和地下水的水質進行了監(jiān)測與評價。結果表明，在該球場的草坪管理中，施肥對球場水環(huán)境的各指標具有一定影響或存在潛在的負面效應。其中，地表水中BOD5和總磷兩個指標受影響較為明顯，地下水中濁度和總大腸菌群的檢出值也超過GB/T 14848-2017中Ⅲ類水質標準限值。綜合評價結果表明，該球場地表水和地下水水質分別處于輕污染和良好等級。此外，對農藥百菌清的監(jiān)測結果表明，該球場日常草坪管理中施用的百菌清未對水環(huán)境造成影響。

經實地調查研究該球場地表水環(huán)境，該球場排放的廢水主要為會所的生活污水，排水實行雨污分流制，廢水經化糞池、隔油池等預處理，再由附近的污水處理廠處理達標后排入河流中。同時，該球場在草坪和綠化植物養(yǎng)護中施用的化肥、農藥，也會隨地表徑流進入附近水體。為此，該球場通過專設管網引導污染雨水進入專門的水塘，經生物凈化后全部回用于該球場的草坪和植被，非暴雨期不會對外排水，只有在暴雨期才可能流入該球場的水庫中。對照GB 3838-2002，該球場地表水中總磷達到V類標準，BOD5達到IV類標準，其他指標都達到Ⅲ類標準。

該球場地下水的各指標均達到GB/T 14848-2017中的Ⅲ類標準，說明該球場地下水質量較好，并沒有因為該球場的存在和運營而造成地下水污染。同時，經實地調查發(fā)現，該球場所在區(qū)域的地下水資源豐富，生活區(qū)的水源來自市政自來水，而該球場的草坪和植被區(qū)供水來自水塘的回用和自凈循環(huán)，對地下水的影響不大，再加上該球場裝有管道、連接管、化糞池和油水分離器等，并采用了分區(qū)防治等治理方法，從最大程度上防止和減少了地下水污染。

要提高該球場水環(huán)境質量，則要在加強對該球場水環(huán)境質量進行監(jiān)測與評價的基礎上，提高該球場草坪的化肥施用技術水平。具體為：（1）提高草坪管理人員的環(huán)保意識和技術水平，在草坪養(yǎng)護中運用科學施肥技術，以實現最少的施肥量，避免過量施肥。（2）選用相對環(huán)保的肥料種類，比如緩釋肥、有機肥、生物菌肥等。（3）盡量選用低磷或無磷的肥料，避免水環(huán)境中總磷量過高。（4）積極運用BMP（Best Management Practice）策略去管理水環(huán)境[1，14]。