《Journal of Environmental Sciences》：Self-sustaining smoldering for simultaneous degradation of EDTA and stabilization of heavy metals in contaminated soils
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•以玉米秸秆为燃料的生物量阴燃可实现EDTA-重金属复合污染土壤的自持式处理。•阴燃处理对残余EDTA的去除率达到95.58%–99.61%。•活性态Cd、Pb和Zn转化为稳定态，显著降低了其迁移性和浸出毒性。•阴燃过程中形成的多孔生物炭及生物炭-矿物复合物为重金属的吸附和固
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以玉米秸秆为燃料的生物量阴燃可实现EDTA-重金属复合污染土壤的自持式处理。
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阴燃处理对残余EDTA的去除率达到95.58%–99.61%。
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活性态Cd、Pb和Zn转化为稳定态，显著降低了其迁移性和浸出毒性。
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阴燃过程中形成的多孔生物炭及生物炭-矿物复合物为重金属的吸附和固定提供了关键位点。
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阴燃改变了土壤理化性质，通过降低毒性和增强微生物功能促进了生态恢复。
引言
由于重金属具有高毒性、持久性以及通过食物链生物富集的特性，重金属造成的土壤污染已成为全球性的环境问题，成为监测和控制的优先对象（Tomczyk等，2023；Charazinska等，2021；Hu等，2020；Tan等，2023）。在各种污染源中，采矿和矿物加工活动尤为突出。尾矿、炉渣和含金属废水的不当处置会导致矿区及周边土壤中重金属的长期累积（Gu等，2014）。
EDTA具有高溶解度和强螯合能力，是提取重金属最有效的药剂之一（Jiang等，2020）。然而，淋洗后大量EDTA残留在土壤中，其光解、化学和生物降解性均较差，表现出极强的环境持久性（Tiedje，1977）。Wen等（2009）的研究表明，土壤淋洗后20天内仅有14%的EDTA被降解，而酸性土壤中可能残留15%–64%（Jez和Lestan，2016）。此外，残余EDTA及其金属配合物会削弱土壤团聚体稳定性和持水能力，不利于植被恢复（Beiyuan等，2018）。
目前，关于土壤中EDTA去除的研究有限，现有研究仅关注抑制EDTA在土壤中的毒性释放（Gluhar等，2019），而未解决其去除问题，遗留了残余环境风险。因此，对EDTA淋洗土壤的有效解毒至关重要。已有报道指出，淋洗后金属-EDTA配合物主要通过吸附保留在矿物表面或孔隙结构中（Nowack和Sigg，1996；Zhang等，2010）。热力学研究表明，EDTA及其金属配合物可在200–300°C范围内发生热分解（Martell等，1975；Biegun等，2022），表明热处理是一种可行的去除方法。常规的热修复技术，如热脱附和焚烧，被广泛用于去除土壤中的有机污染物；然而，这些技术通常依赖外部化石燃料将土壤加热至数百摄氏度，导致能耗高、碳排放量大，且可能因金属挥发而产生二次污染（Zhang等，2020）。此外，此类处理可能对土壤结构和肥力造成不可逆损害，限制了其在复合污染土壤中的应用。
阴燃是一种在缺氧条件下发生的无焰、低温、缓慢燃烧过程（Rein，2009）。其特点是能量效率高且具有自持传热特性，常见于木炭和泥炭等多孔可燃介质中（Hadden等，2013；Torero和Fernandez-Pello，1995）。近年来，阴燃越来越多地应用于土壤修复领域，包括重金属稳定化、土壤改良和有机污染物去除。Salman等（2015）发现阴燃可使三氯乙烯从土壤中挥发；Li等（2023）发现PVA可增强氯化后Cd的挥发和去除；Yang等（2024）通过玉米秸秆共阴燃实现了土壤中Cu和Pb的固定化。然而，这些研究大多集中于单一类型污染物的去除或固定，尚未见同时阴燃处理有机-无机复合污染物的报道。
基于此，本研究提出了一种以废弃玉米秸秆为补充燃料的阴燃修复策略，用于处理EDTA淋洗后的高浓度重金属污染土壤。通过系统研究水分含量、秸秆配比和通气条件对阴燃行为的影响，探讨了这些因素对EDTA去除和重金属固定化的影响，考察了其内在机理，并验证了阴燃对土壤性质的影响效果。研究结果可为有机-重金属复合污染土壤的修复提供新的思路，并为自持式阴燃技术在EDTA淋洗土壤后处理中的应用提供参考。
章节摘要
材料
土壤样品采自中国云南省某铅锌矿区周边0–20 cm表层。采集后去除植物根系和大颗粒碎石，将样品自然风干、轻轻破碎并过20目尼龙筛，获得均匀的土壤基质。土壤的基本理化性质如下：Cd含量为168.75 mg/kg，Pb含量为4110.94 mg/kg，Zn含量为11081.25 mg/kg，且未检测到EDTA。
不同条件下的阴燃性能评估
在单因素控制条件下，水分含量（WC）、生物量与土壤比（PB）和通气速率（TQ）对土壤阴燃峰值温度、传播速度和传播时间的影响如图2所示，不同条件下的具体阴燃传播过程见图S3。
如图2所示，随着WC的增加，阴燃的峰值温度和传播速度显著降低，而传播时间则
结论
本研究证明，自持式阴燃可有效处理EDTA-重金属复合污染土壤。残余EDTA的去除效率达到95.58%–99.61%，同时重金属从活性态向稳定态发生了显著转变。具体而言，Cd的残渣态（F4）比例增加了14.78%–33.13%，Pb增加了45.26%–50.75%，Zn增加了39.26%–64.22%，表明金属的迁移性和毒性大幅降低。在所测试的各条件中
数据可用性
支持本研究结果的数据可向通讯作者合理请求获取。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的利益冲突（财务利益或个人关系），这些冲突可能对本研究产生影响。
作者贡献声明（CRediT）
黄晓懿： 写作—审阅与编辑、监督、项目管理。杨顺福： 可视化、调查研究、形式化分析、数据整理、概念构思。朱斌： 验证、软件、方法论、形式化分析。田森林： 写作—审阅与编辑、经费获取。黄建洪： 写作—初稿撰写、可视化、验证、调查研究、数据整理。宁平： 写作—审阅与编辑、经费获取。施华东： 验证、资源。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的利益冲突（财务利益或个人关系），这些冲突可能对本研究产生影响。
该作者是本刊的编委/主编/副主编/客座编辑，未参与本文的编辑审阅或发表决定。
作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在的利益冲突：
致谢
本研究得到云南省重大科技项目（编号：202402AG0500103）和国家重点研发计划（编号：2023YFC3709100）的资助。
黄晓懿|杨顺福|朱斌|田森林|黄建洪|宁平|施华东
