Abstract Antimony (Sb) is a common contaminant in natural peatlands used as treatment wetlands for water influenced by metal mining in cold-climate regions. However, while other metalloids such as arsenic have been well studied, little is known about removal and retention of Sb in northern wetlands under challenging environmental conditions. In this study we assessed short-term, long-term and seasonal variations in mobility, removal, and retention of Sb from mining-influenced water in two peat based natural wetlands with different loading and physical conditions. Analyses based on 10 years of water quality data and data on contaminant accumulation in the peat soil revealed that the wetland with significantly lower hydraulic load and Sb areal load achieved adequate Sb removal, but with a slight decline in recent years. Antimony concentrations at the wetland outlet were slightly lower in summers than in winters. Dilution due to high rainfall during summer may be the likely reason for low outlet concentrations towards the end of summer. Outlet Sb concentrations were on the rise after inlet water quality was significantly improved through enhanced pre-treatment indicating mobilization of accumulated Sb. In comparison, the smaller wetland with higher hydraulic and Sb loading had very low Sb removal and a stronger decrease in Sb concentration through dilution due to snowmelt. The results highlight the challenges in Sb retention which should get more attention when treatment wetlands are designed for Sb rich waters such as mine waters and there are changes in water treatment arrangement in specific cases.

中文翻译：

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长期数据揭示了水力负荷和流入水质对北方处理泥炭地中 Sb 去除的重要性

摘要 锑 (Sb) 是天然泥炭地中的常见污染物，用作处理寒冷气候地区受金属开采影响的水的湿地。然而，虽然对砷等其他类金属进行了充分研究，但在具有挑战性的环境条件下，对北部湿地中 Sb 的去除和保留知之甚少。在这项研究中，我们评估了两个具有不同负载和物理条件的泥炭天然湿地中受采矿影响的水中 Sb 的流动性、去除和保留的短期、长期和季节性变化。基于 10 年水质数据和泥炭土壤污染物积累数据的分析表明，水力负荷和 Sb 面负荷显着较低的湿地实现了足够的 Sb 去除，但近年来略有下降。夏季湿地出口处的锑浓度略低于冬季。夏季高降雨量造成的稀释可能是夏季末出口浓度低的可能原因。在通过加强预处理显着改善入口水质后，出口 Sb 浓度呈上升趋势，表明积累的 Sb 被动员。相比之下，具有较高水力和 Sb 负荷的较小湿地的 Sb 去除率非常低，并且由于融雪导致的稀释，Sb 浓度的下降幅度更大。结果突出了 Sb 保留方面的挑战，当处理湿地设计用于矿井水等富含 Sb 的水域并且在特定情况下水处理安排发生变化时，应引起更多关注。夏季高降雨量造成的稀释可能是夏季末出口浓度低的可能原因。在通过加强预处理显着改善入口水质后，出口 Sb 浓度呈上升趋势，表明积累的 Sb 被动员。相比之下，具有较高水力和 Sb 负荷的较小湿地的 Sb 去除率非常低，并且由于融雪导致的稀释，Sb 浓度的下降幅度更大。结果突出了 Sb 保留方面的挑战，当处理湿地设计用于矿井水等富含 Sb 的水域并且在特定情况下水处理安排发生变化时，应引起更多关注。夏季高降雨量造成的稀释可能是夏季末出口浓度低的可能原因。在通过加强预处理显着改善入口水质后，出口 Sb 浓度呈上升趋势，表明积累的 Sb 被动员。相比之下，具有较高水力和 Sb 负荷的较小湿地的 Sb 去除率非常低，并且由于融雪导致的稀释，Sb 浓度的下降幅度更大。结果突出了 Sb 保留方面的挑战，当处理湿地设计用于矿井水等富含 Sb 的水域并且在特定情况下水处理安排发生变化时，应引起更多关注。在通过加强预处理显着改善入口水质后，出口 Sb 浓度呈上升趋势，表明积累的 Sb 被动员。相比之下，具有较高水力和 Sb 负荷的较小湿地的 Sb 去除率非常低，并且由于融雪导致的稀释，Sb 浓度的下降幅度更大。结果突出了 Sb 保留方面的挑战，当处理湿地设计用于矿井水等富含 Sb 的水域并且在特定情况下水处理安排发生变化时，应引起更多关注。在通过加强预处理显着改善入口水质后，出口 Sb 浓度呈上升趋势，表明积累的 Sb 被动员。相比之下，具有较高水力和 Sb 负荷的较小湿地的 Sb 去除率非常低，并且由于融雪导致的稀释，Sb 浓度的下降幅度更大。结果突出了 Sb 保留方面的挑战，当处理湿地设计用于矿井水等富含 Sb 的水域并且在特定情况下水处理安排发生变化时，应引起更多关注。具有较高水力和 Sb 负荷的较小湿地具有非常低的 Sb 去除率和由于融雪稀释而导致的 Sb 浓度下降更强烈。结果突出了 Sb 保留方面的挑战，当处理湿地设计用于矿井水等富含 Sb 的水域并且在特定情况下水处理安排发生变化时，应引起更多关注。具有较高水力和 Sb 负载的较小湿地具有非常低的 Sb 去除率，并且由于融雪导致的稀释，Sb 浓度下降的幅度更大。结果突出了 Sb 保留方面的挑战，当处理湿地设计用于矿井水等富含 Sb 的水域并且在特定情况下水处理安排发生变化时，应引起更多关注。