关于氯氧化过程中阿洛克西二甲（aloxydim）转化的见解；包括副产物鉴定、密度泛函理论（DFT）计算以及生态毒理学评估

《Science of The Total Environment》：Insights into the transformation of alloxydim during chlorination process; by-product identification, DFT calculations and ecotoxicological assessment

环己烷在石油砂尾ings中的产甲烷条件降解及微生物机制研究。采用原生和富集培养物，添加环己烷或与n-庚烷的混合物，通过代谢物分析和微生物组成研究，发现环己烷在原生培养物中260天完全降解，富集培养物中120天完成，生成约66-75%理论甲烷量。质谱分析揭示降解途径涉及环己烷琥珀酸，且Desulfotomaculaceae等菌群丰度显著变化，证实产甲烷条件下环己烷的共代谢降解及微生物群落关键作用。

　　本研究探讨了在厌氧甲烷生成条件下，环己烷的生物降解过程及其可能的降解途径。环己烷作为一种重要的轻质油和部分精炼燃料的组成成分，可能通过石油开采和燃料泄漏进入环境。此外，它也存在于某些露天开采油砂矿石的尾矿中。由于其化学稳定性高，环己烷在自然环境中具有较强的持久性，因此了解其在甲烷生成条件下的降解特性对于评估受石油污染环境的生态影响以及预测温室气体排放具有重要意义。

在研究中，我们利用了来自油砂尾矿的原生微生物培养物以及环己烷适应的富集培养物，测试了在260天的培养期内，环己烷单独或与潜在共底物正庚烷（70:30混合比例）的降解情况。结果表明，环己烷在原生培养物中被缓慢但完全地降解，而在富集培养物中则在120天内被更快地降解。在单独使用环己烷的情况下，甲烷产量约为理论最大值的66%，而在与正庚烷混合的情况下，甲烷产量增加至约75%。这一发现表明，甲烷生成与环己烷降解之间存在直接的耦合关系。

在分析过程中，我们使用了衍生化提取物对培养物中的代谢产物进行了检测。结果发现了特征性的碎片离子m/z 329和m/z 341，这些离子与环己烷琥珀酸（cyclohexylsuccinic acid）相关，这是通过富马酸加成途径降解环己烷的第一个中间产物。这一发现为环己烷在厌氧甲烷生成条件下的降解机制提供了新的线索。同时，研究还表明，某些细菌和古菌家族，如Desulfotomaculaceae（曾被归类为Peptococcaceae家族）、Methanosaetaceae和Methanoregulaceae，可能参与了环己烷的降解过程。其中，Desulfotomaculaceae在环己烷-d??富集培养物中表现出显著的丰度变化，表明其在生物降解过程中扮演了重要角色。

此外，研究还观察到Syntrophaceae和Coriobacteriaceae家族在正庚烷降解中的贡献。这些结果提示，尽管环己烷本身在厌氧条件下降解效率较低，但在存在共底物的情况下，其降解速率可能有所提高。这为理解环己烷在油砂尾矿等复杂有机混合物环境中的降解提供了新的视角。

环己烷的生物降解机制在厌氧条件下仍存在许多未知。虽然在硝酸盐还原和硫酸盐还原条件下，环己烷的降解已被报道涉及富马酸加成途径，但在甲烷生成条件下，这一过程尚未明确。研究结果表明，在甲烷生成条件下，环己烷的降解可能涉及类似的富马酸加成机制，但需要进一步的实验验证。这一发现对于评估受石油污染环境中的污染物去除能力以及预测温室气体排放具有重要价值。

研究还揭示了参与环己烷降解的微生物群落的组成。通过终端限制性片段长度多态性（T-RFLP）结合16S rRNA基因部分测序的方法，我们能够追踪培养过程中微生物群落的变化。结果表明，某些特定的细菌和古菌类群在环己烷的降解过程中表现出显著的丰度变化，这可能与它们在降解过程中的功能相关。这些微生物的鉴定和功能分析有助于进一步理解环己烷在不同环境条件下的降解机制，并为环境修复技术的开发提供理论支持。

在实际应用中，环己烷的生物降解能力对于油砂尾矿等高有机负荷的厌氧环境具有重要意义。这些尾矿通常含有复杂的有机混合物，包括多种轻质烃类。研究结果表明，环己烷的降解不仅依赖于其自身的代谢途径，还可能受到共底物的影响。因此，在进行环境修复时，需要考虑共底物的存在与否，以优化降解效率。此外，研究还强调了微生物群落的动态变化，这可能影响环己烷的降解速率和最终产物的形成。

综上所述，本研究提供了关于环己烷在甲烷生成条件下的生物降解的首个实验证据。通过分析代谢产物和微生物群落组成，我们不仅揭示了环己烷的降解机制，还为理解其在受石油污染环境中的生态行为提供了新的见解。这些发现对于环境科学、微生物生态学以及污染治理技术的发展具有重要的参考价值。