使用天然海洋海水接种物和闭环呼吸计对材料进行好氧生物降解测试

摘要

该协议描述了使用天然海水接种物和自动闭环呼吸测量系统在有氧条件下测试合成和天然潜在可生物降解材料的标准作程序。

摘要

对可生物降解材料的正确评估取决于标准测试方法的广泛采用。尽管存在此类方法，但测试能力仍然有限，受到成本和建立新实验室的启动时间的限制。该修改后的筛选方案基于 ASTM International D6691-24a，通过定义的微生物联盟或天然海水接种物确定海洋环境中塑料材料的好氧生物降解的标准测试方法。它评估海洋环境中材料的生物降解，将结果与阳性和阴性对照进行比较，并使用补充有铵和磷酸盐的天然海水接种物来防止营养限制。将材料暴露于这种营养丰富的海水中并在 30 °C 下孵育。 Micro-Oxymax 呼吸计测量沼气（二氧化碳，CO₂）随时间的产生。矿化程度（生物降解）是通过计算材料衍生碳转化为沼气碳的比例来确定的。CO₂ 产生百分比表示为测量或理论碳含量的分数，报告为时间的函数。闭环呼吸测定系统可容纳一系列反应器容器，每种材料一式三份制备，阴性对照（仅限海水接种物）和阳性对照（薄层色谱纤维素）。这种方法对于评估海洋环境中的材料非常重要，并解决了全球污染预防问题。

引言

塑料垃圾对海洋生态系统和人类健康构成威胁¹.人们对塑料污染以及海洋中任何材料产生的海洋垃圾的日益关注，凸显了可持续解决方案的必要性，例如改进报废废物管理和在海洋环境中容易生物降解的可生物降解材料。与持续数十至数百年并产生在食物网中积累的微塑料^2,3,4的传统合成塑料不同，可生物降解材料（碳的有机成分）可以代谢成CO₂和甲烷（CH₄），或被同化为微生物生物质⁵。因此，了解海水中物质的生物降解是量化和减轻海洋垃圾对环境影响的关键。

海洋环境中的生物降解受时空变量的相互作用控制，包括光和营养物质的可用性、压力、温度、微生物物种组成以及聚合物的理化性质和结构，这些变量都决定了降解的速率、程度和^机制6。这些变量对模拟海洋环境的实验室生物降解研究提出了重大挑战。该标准作程序 （SOP） 使用天然海水作为接种物，捕获存在的原 位 微生物群落，并记录相关变量，包括海水溶解的营养物质、颗粒碳和氮、叶绿素、盐度、pH 值和温度。这种基于实验室的受控方法优化了促进矿化的条件，并允许进行原 位不可行的直接生物降解测量。ASTM International D6691-24a，通过定义的微生物联盟或天然海水接种物确定海洋环境中塑料材料好氧生物降解的标准测试方法（以下简称 ASTM D6691），以及本 SOP 是作为评估材料生物降解性的快速、可靠的筛选工具而开发的^{7、8、9、10}。

该协议与ASTM D6691（固有聚合物生物降解性的筛选测试）保持一致，评估材料在最佳条件下的生物降解，30°C，研磨样品的最大表面积和过量的无机营养物质（氮，130mg / L;磷，23mg / L）⁹，以促进矿化并防止营养限制。虽然筛选测试提供了宝贵的初步见解，但可能需要进一步的测试，例如沿海和深海系泊，以时间的函数来衡量体重减轻，以便在自然海洋条件下进行全面评估。由于这些沿海和深海系泊测试根据体重减轻作为时间的函数^10,11 来估计生物降解，因此研究人员应该先进行这种直接测量微生物代谢的筛选测试，然后再进行原位沿海和深海系泊实验，这也更昂贵。

ASTM D6691 标准测试方法概述了评估海洋环境中非浮动塑料材料的好氧生物降解的程序。该标准与规范标准一起，例如 ASTM D7081（海洋环境中非浮动生物降解塑料的标准规范;侧重于水介质中的生物降解性，目前已从 ASTM 中撤回并正在重新投票），为验证实验聚合物为海洋可生物降解提供了一个框架 ^9,12.一般来说，规范是 ASTM International 的共识标准，它设定了材料、产品或系统必须满足的要求。它确保设计用于在海洋环境中生物降解的材料在可接受的时间范围内进行生物降解，并且不会释放潜在的有毒添加剂，例如染料或增塑剂。

该协议以ASTM D6691为基础，量化了天然海水中材料（实验基质）的好氧生物降解速率和程度，并扩展了积极的材料对照（即纤维素、牛皮纸、甲壳素/壳聚糖），历史上证明在^{海洋环境中可}生物降解^7,9,10.该方法的目标是在优化条件下筛选材料，看看材料是否在海洋环境中生物降解。该接种物利用海水中存在的天然微生物群落，这些微生物群落是按照 ASTM 中概述的特定指南收集的。这些指南强调使用盐度约为 32 的海水，这些海水是从没有污水、化学品倾倒或漏油等污染物的地方收集的。该测试使用自动闭环呼吸计，其中250mL反应器容器保持在30°C，每个容器含有75mL海水和~20mg实验或对照底物⁸。矿化（生物降解）表示为产生的净碳沼气 （CO_2-C） 相对于初始添加的碳质量的百分比。该方法没有考虑碳同化到微生物生物质中。

方案

1. 海水的收集和表征

1. 确定不受废水、化学品、浮油或强烈淡水影响的海水收集地点。
2. 在采集地点，记录来源（位置、经纬度、采集深度、总深度和温度）、样品采集日期和观察到的水况。
3. 从多个深度、地点位置和采样事件收集和组合海水样本，以促进多样化的微生物群落组成。
4. 在20 L酸浸大瓶中，使用一个大的Niskin瓶收集10 L至20 L海水，然后运回实验室。
5. 从大瓶中，将 1 L 整个海水子样品转移到酸浸出的 1 L 琥珀色高密度聚乙烯 （HDPE） 瓶中，用于初始海水条件下颗粒碳和氮的实验室分析。从 1 L 样品中，过滤（0.2 μm;低氮醋酸纤维素）并将 60 mL 子样品收集在酸浸聚乙烯瓶中，用于分析溶解的无机和有机氮 （N） 和磷 （P） 成分。
6. 使用项目名称、样本 ID 和日期标记子样本。使用吲哚酚法（4500-NH3）^13,14测量NH₄ ⁺浓度，使用单溶液法（4500-P E）^13,15测量PO₄^3-水平。使用元素分析方法量化颗粒氮和碳¹⁶.按照Parsons等人¹⁷（10150 A，10150 C）¹³概述的方案测量叶绿素-a浓度。
   注意：与营养相关的水质分析是可选的。该协议假设分析由外部实验室进行。
7. 松散地盖住大瓶开口以保持有氧条件，并将海水在 30 °C 的黑暗中储存长达 7 天。
   注意：海水也可以使用气泵和起泡器系统进行充气。

2、实验基板的制备

1. 将10-15g可能为颗粒，碎片和成型件形式的实验基质（即天然多糖，木材，纤维板，聚合物）加入装有20mm钢球的50mL不锈钢研磨罐中。在测试开始之前将实验基板研磨至均匀的粒径（0.10-0.25 mm）。
2. 将研磨罐浸入液氮中并脆化 15 分钟，直到液氮停止沸腾。
   注意： 液氮是一种低温液体，可能导致烧伤、受伤或冻伤。使用前阅读并遵守所有安全数据表。穿戴适当的个人防护装备。
3. 将铣刀罐固定在球磨机附件中，并将仪器参数设置为 30 Hz 和 2：30 min，然后按 Start。在试验之间重复 4 次，在液氮中冷却 30 秒。如果材料是玻璃化转变温度较低的聚合物，则根据需要执行额外的研磨循环以产生均匀的粒度分布。
4. 按照ASTM D1921-96¹⁸中所述，通过筛分分析验证尺寸均匀性并表征粒度分布。组装跨越预期粒径范围的标准筛，底部的最小目数。将研磨后的样品放在顶部筛子上，并将筛堆固定在机械振动器中。搅拌直到粒子穿过网格。从每个筛子中收集并称重残留的材料，以计算粒度分布。在各种处理中使用同一组筛子以保持可比性。在数据表上记录分布情况。
5. 通过元素分析¹⁶确定研磨实验基板的每个子样品干重的碳含量。
   注意：该协议假设元素分析由外部实验室进行。

3. 为海水准备额外的营养物质

1. 将 2 L 或 4 L 容量瓶装满海水一半。所需的总体积取决于实验中使用的反应器容器的数量。每个反应器容器将包含 75 mL 海水。如果海水源含有高浓度的颗粒有机物，则通过 20 μm 网筛海水，以消除大颗粒物的异质污染。
2. 使用灵敏度为0.001 g的精密天平，在称重盘上去皮，称出0.5 g/L氯化铵（NH₄Cl），然后以2 L或4 L海水为基础称出0.1 g/L磷酸二氢钾（KH₂PO₄）。
   注意：氯化铵会导致眼睛损伤或刺激。使用前阅读并遵守所有安全数据表，并穿戴适当的个人防护装备。
   注意：根据机构程序和当地法规，将氯化铵和磷酸钾一碱废物处理在专用的危险废物容器中。如果机构和当地废水管理局允许，少量稀释 （<1%） NH₄Cl 和 KH₂PO₄ 溶液在用大量水稀释后可能有资格进行排水处理。
3. 将无机营养物质加入 2 L 或 4 L 容量瓶中，用海水调大体积，加入搅拌棒，在搅拌板上搅拌直至所有盐溶解。溶液应清澈，无可见颗粒。
4. 对 20-30 mL 营养补充海水进行子采样，用于测量 pH 值和盐度。按照步骤1.5中的标准方法，通过0.2μm低氮醋酸纤维素过滤器将另外60mL过滤到酸浸聚乙烯瓶中，用于溶解的无机N和P分析。
5. 按照制造商的说明在台式测量仪上测量 pH 值和盐度。由于营养补充剂的酸度，预计全强度海水的 pH 值会降低约一个单位。

4. 反应器容器孵育的准备

1. 酸浸所有玻璃器皿，包括用于样品的 250 mL 反应器容器和 75 mL 容量移液器在 10% 盐酸 （HCl） 中 24 小时，然后用去离子水冲洗 3 次。
   注意：HCl 可能会导致严重烧伤和眼睛损伤。使用前阅读并遵守所有安全数据表。穿戴适当的个人防护装备。
   注意：10% 的 HCl 废物可以在处置前用碳酸氢钠中和以形成中性溶液。根据机构危险废物程序和适用的当地法规进行中和。
2. 在实验前，在实验前在121°C的高压灭菌器中高压灭菌酸浸出的250mL空反应器容器，带端口的盖子，硅胶密封O形圈和螺旋盖15分钟。
3. 在样品瓶上贴上与接收样品或对照材料的容器相对应的通道号/ID。
4. 使用分析天平，去皮小瓶（带盖）并称出 20 mg（± 0.1 mg）的实验或对照，并记录完整的读数重量，然后放在一边。对所有实验和对照重复重复。
   注意： 确保重量准确。建议在同一天由同一个人称重所有基材。
5. 在添加容器的前一天打开培养箱，并将温度设置为30°C。 根据制造商说明运行系统诊断和传感器校准前至少 2 小时打开呼吸计。
   注意：一旦培养箱温度达到并保持30±2°C，就可以进行反应器容器制备。
6. 通过记录样品 ID/重复和相应的通道号来准备数据表。按通道号/ID 顺序组织反应器容器和盖组件（带端口的盖子/O 形圈）（确保每个容器都有清晰的标签）。检查 O 形圈和盖子/端口，确保它们清洁、干燥且完好无损。

5. 设置反应器容器

1. 使用酸浸出的 75 mL 容积移液器和电动移液器控制器将 75 mL 营养补充海水分配到每个反应器容器中。
2. 从每个容器中取出一个一次性移液器相当的海水（~3 mL），并将其放在旁边的干净表面上。这种海水将用于冲洗研磨的实验和对照底物，从去皮瓶中冲洗（图1）。
3. 将基材转移到适当的容器中。
4. 将 O 形圈放在反应器容器边缘，然后将两个端口盖直接放在 O 形圈的顶部。用螺旋盖将 O 形圈和盖子固定到位。
5. 将反应器容器与其相应的气体/冷凝管线相匹配。将气体管路牢固地插入容器盖中适当的入口/出口端口。
6. 将振动台打开至 0.05 x g （连续模式）。进行目视检查以确保所有容器都安全，然后关闭培养箱门。
7. 使用气压计记录培养箱温度（读数和热敏电阻探头）和大气压力。

图 1：容器设置和准备。（A） 加入海水， （B） 加入样品， （C） 加入O形圈、金属盖和螺旋盖。 请点击此处查看此图的大图。

6. 启动呼吸测量系统

1. 在连接的计算机上启动软件。验证系统是否通过 RS-232 连接检测到硬件。如果未找到硬件，则会显示一条通知，指示设备未连接，必须重新启动程序。
2. 在软件主菜单中，选择 工具>诊断>基本作。单击 保存日志文件。单击 阀门和传感器。软件将指示每个测试的 PASS 或 FAIL。仅当两项测试都通过时，才对 CO₂ 传感器进行两点校准。

7. 校准 CO₂ 传感器

1. 将钠钙柱连接到样品泵后面板上的氮气端口，以去除环境 CO₂ 以进行零校准。确保钠钙呈白垩白色且未变色（例如粉红色或紫色）。
2. 选择 工具>校准。单击右下角的 开始校准 。出现提示时，使用前面板样品泵控制器将样品流量调整为 0.5 L/min。单击 确定。
3. 当计时器达到零时，按 CO₂ 传感器上的向上和向下偏移按钮将屏幕上的读数调整为 0.000（或尽可能接近）。当值在可接受的范围内时，值将变为绿色。单击“下一步气体”。
4. 出现提示时，将校准气瓶连接到样品泵后面板上的校准端口。将校准气体出口压力调整为 5 PSIG。在单击“ 确定”之前，确保多余的气体流过 T 型接头，以便用户可以听到和感觉到接头附近的气体。
5. 当定时器达到零时，按 CO₂ 传感器上的向上和向下跨度按钮将屏幕上的读数调整为 2.700（或尽可能接近）。当值在可接受的范围内时，值将变为绿色。单击“下一步气体”以完成校准。
   注意：跨度气体浓度由经过认证的初级标准气体混合物确定，如供应商的分析证书中所述。

8. 软件中的实验设置

1. 选择 “实验”>“设置”。根据占用的通道从下拉菜单中输入开始和结束通道编号。
   1. 将“刷新阈值 （%）”设置为 0.50，将“刷新间隔”设置为“N.A.”，将“刷新窗口（秒）”设置为“自动”。
   2. 在“杂项设置”下，选中“清除传感器”复选框;确保未选择自动体积测量、O₂ 消耗量正和启用开放流量模式。
   3. 将“样品间隔（小时）”设置为 8.00，将“实验持续时间（小时）”设置为 N.A。根据需要设置气体和时间单位。
   4. 如果使用主温度探头进行孵育温度校正，请确保未选择“手动进入腔室温度”。选中通风模式框并确保未选择排水模式。
   5. 确保未选择厌氧通气模式。
2. 选择 腔室设置。输入描述性频道标签（例如，NegCtrl_1、PosCtrl_2、Test_PHA_3）。
3. 单击 实用工具。单击 EN 列中的单元格 ，仅查看占用的通道。单击 限制。软件将指示每个通道的 PASS 或 FAIL。仅当所有限制测试都通过时才继续。
4. 单击 “音量” 以测量顶空音量。
   注意：顶空体积等于样品反应器容器和闭环管内的空气体积。确认体积适合容器尺寸和管道长度。
5. 单击 泄漏。软件将根据顶空音量指示每个通道的 PASS 或 FAIL。如果通道发生故障，请执行以下步骤。
   1. 确保 O 形圈清洁且没有颗粒和纤维，并正确安装在容器边缘和金属盖之间。
   2. 拧紧螺旋盖。检查 IN/OUT 端口和接头处的连接和管道。用锋利的刀片修剪磨损或变形的管端，以确保干净、笔直的切割。
   3. 如果通道继续出现故障，请用制造商指定的新的兼容 O 形圈更换 O 形圈。
6. 单击 “音量” 以重新测量顶空音量。单击 退出。确保为所有占用通道填充了 Chamber Setup 选项卡的 Volume 列。
7. 在主菜单中，选择 工具>服务菜单。确认测量培养箱温度的主温度探头在 30 °C ± 2 °C 且稳定。
8. 单击 运行。使用包含日期的描述性名称保存文件（例如，030325PositiveControlValidation）。在数据表上记录文件名。
9. 选择 “实验”>“查看>图形 ”以查看实时绘图。沼气产量表现为正的 CO₂ 生产率。阴性对照可能在零左右波动;但是，它们的平均比率应为零或正数。
10. 如果系统包括冷凝式空气干燥器，请每天记录管道中可见的冷凝水。如有必要，轻轻搅拌管道以破坏堵塞并允许引流。
11. 在每个采样间隔结束时更新数据文件（ASCII 文本文件）。数据，包括温度、气体百分比（气体成分）、速率和积累，可以在实验期间或实验结束时下载到各种其他软件包中。
    1. 要在电子表格中打开.dat文件，请启动 Excel 并选择 “文件”>“打开”。导航到包含.dat文件的文件夹。在文件类型下拉菜单中，选择 所有文件并 选择所需的文件。
    2. 当文本导入向导提示时，选择分 隔符 作为文件类型，然后单击 下一步。
    3. 在分隔符下，选中逗号框。确保未选择其他分隔符。预览窗口应显示分成列的数据。单击“完成”将数据加载到电子表格中。
    4. 将文件保存为.xlsx或.csv格式，以便进一步分析和存档。
12. 定期分析数据以确保治疗重复一致。治疗重复的标准误差应小于平均累积 CO₂ 产生的 5%。重复测试未通过此阈值。
13. 孵育完成后单击停止。
    1. 孵化期可持续10-90天。如果测试材料具有高度可生物降解性，则在累积 CO₂ 产生趋于稳定时终止孵育，如果 90 天后未观察到降解，则延长孵育时间。
    2. 当在对照和测试容器中至少 5 天没有观察到净产气量时结束实验。无净产量定义为5天内生物降解百分比变化小于1%。
14. 关闭系统或为下一次实验做准备。

9. 分解实验

1. 记录培养箱温度（热敏电阻探头和培养箱读数）。将管道从反应器容器与呼吸计上断开，并使用精密天平称量每个样品反应器容器。记录重量以确定在潜伏期内是否发生任何重量/水分损失。
2. 从每个反应器容器中对20-30mL海水进行子采样，以测量pH值和盐度，并将这些值与步骤3.4中记录的值进行比较，以验证孵育期间的稳定性。通过0.2μm低氮醋酸纤维素过滤器将另外60mL过滤到酸浸聚乙烯瓶中，按照步骤1.5中的标准方法进行溶解的无机氮和磷分析。
   注意：残留的海水样品可以过滤以去除残留的塑料，稀释以降低营养物质浓度，并根据机构和地方法规通过排水处理。
3. 用自来水冲洗容器、O 形圈、金属盖和螺旋盖。将玻璃器皿置于 10% HCl 酸浴中至少 24 小时。高压灭菌并用铝箔覆盖储存，以备下次孵育

10. 计算生物降解百分比

1. 计算实验/对照基板中的总碳如下：
   
   其中 % C（碳含量）是通过元素分析确定的。
   注意：实验和对照底物中的总碳在有氧孵育期间可以经历以下生化转化：
   C + O₂ → CO₂
   来自实验/对照底物的每毫摩尔（12 毫克）有机碳可以转化为 1 毫摩尔的气态 CO₂。在标准温度和压力 （STP） 下，产生的 1 毫摩尔气体占用 22.4 mL。
2. 计算生物降解百分比如下：
   
   其中 C_g = 实验/对照底物和阴性对照（仅海水接种物）产生的气态碳量，毫摩尔，C _i = 实验底物中添加的碳量，毫摩尔。
3. 计算生物降解百分比的标准误差 s_e，如下所示：
   
   其中 n1 和 n2 分别是重复实验/对照底物和负对照反应器容器的数量， s = 产生的总气态碳的标准差。
4. 计算 95% 置信限 （CL），如下所示：
   
   其中 t = 具有 （n1 + n2 − 2） 自由度的 95% 概率的 t 分布值，因此 n = 3 + 3 − 2 = 4。

11. 协议结束

1. 完成计算和数据分析后，根据项目或机构数据管理计划，将结果编译成最终报告或输入共享数据库。确保根据机构危险废物指南处理所有材料，并清洁和储存所有设备。

结果

给出了海洋生物降解测试的结果。通过测量碳转化为二氧化碳的比例来评估每个样品的生物降解。累积、速率和百分比生物降解图通常表现出滞后阶段，然后是生长阶段，最终是平台期。这些相的时间和大小取决于样品材料、实验条件和海水接种物的成分。

全年从温带海湾收集的海水在水质成分方面表现出变化。例如，微生物群落的多样性和丰度在每日季节时间尺度上有所不同^19,20。此外，海水接种物中不稳定有机碳的存在会导致重复之间二氧化碳产生的异质性。有机碳，特别是缓慢降解的颗粒有机碳，可以影响微生物群落对碳的可用性²¹。虽然这种异质性可能不会影响生物降解的程度，但它会影响重复的方差，从而可能降低结果的稳健性。

表 1 和 图 2 显示了生...

讨论

阳性对照性能决定了测试的有效性。根据其理论上的最大气体产率，需要对易于海洋生物降解的阳性对照底物（例如，分析级纤维素、牛皮纸等）进行至少70%的生物降解。该基准验证了孵化期间天然海水中的有利条件和足够的微生物活性。未能达到此阈值表明重复制备、海水接种物处理（即微生物群落死亡）或呼吸测定系统功能存在潜在问题，需要测试无效。

为了尽量减少与重复制备相关的变异性，所有样品材料应具有相同的物理形态，平均粒径小于 0.25 mm。物理形态的差异，即可用于微生物攻击的表面积的变化，会影响矿化的程度和速率。如果基材是低温研磨的，则粒度分布应一致，并使用筛分设备或粒度分析仪进行验证。当使用标准化协议（例如，固定的循环次数和频率）铣削具有可比物理特性的材料时，粒径通常是一致的。强烈建议不同材料的粒径保持一致，以确保处理和测试之间的可比性。

实验误差的一个常见来源是添加到样品反应器容器中的聚合物质量不准确或不一致。为了减少误差，所有材料样品应由同一技术人员在同一天使用经过适当校准...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
0.2 & micro;M，47毫米醋酸纤维素滤镜	岩土地质滤器	83100056	过滤海水
100毫升体积移液器	赛莫飞舍科学，费舍尔品牌	13-650-2U	A组;酸液被浸出并用去离子水冲洗
100-600毫升玻璃烧杯	赛莫飞舍科学，费舍尔品牌	50-194-5690	A组;酸液被浸出并用去离子水冲洗
20毫米铣球	雷奇	53680062	不锈钢。配合铣刨罐进行聚合物低温研磨
50毫升磨粉罐	雷奇	14620216	不锈钢。与混合磨机400和20毫米铣球配合使用，用于低温研磨聚合物
75毫升体积移液器	赛莫飞舍科学，费舍尔品牌	13-650-2T	A组;酸液被浸出并用去离子水冲洗
空气泵和气泡系统	四线鱼	77846	孵化前平衡期的海水曝气
铝箔	费舍尔布兰德	01-213-100	高压灭菌和清洁储存的盖子
氯化铵（NHn4Cl）	赛莫飞世尔科学，费舍尔化学	A661-500	海水养分峰值
分析平衡	梅特勒	AT201	用于称重实验和对照底物
高压灭菌器	图特瑙尔	MFI-TTN-3870EA	消毒容器和盖子组件
基础微氧极限120VAC单通道	哥伦布仪器	0135-8000	用于存储阳性对照和聚合物
校准气体	气气	X03NI92P3000001	主要标准气体混合物;2.7%二氧化碳，4.5%甲烷，氮气平衡
计算机显示器	戴尔	210-BMKK	戴尔Pro 24 Plus USB-C集线器显示器。与计算机配合运行Micro-Oxymax软件
低温手套	Thermo Fisher Scientific、Tempshield、Cryo Gloves	11-394-306	用于处理液氮
拨号温度计	赛莫飞世尔科学，H-B仪器Durac	13-201-433	采集时校准的海水温度计
一次性移液器	赛莫飞舍科学，费舍尔品牌	13-711-7M	冲洗容器侧面以释放材料
ENC52 温度与光控箱体	哥伦布仪器	4740-4054	保持温度和光照条件
烧瓶钳	赛莫飞舍科学，费舍尔品牌	S07387	用于处理液氮中的研磨罐
瓶子，250毫升	DWK生命科学	14395-250	样品反应器容器
带塞式封口的玻璃壳瓶	赛莫飞舍科学，费舍尔品牌	03-339-26D	样本存储
H22PX 手持测深仪	西海军，诺克罗斯海军	6849368	确定海水收集地点的深度
手持式GPS 73	加明	10-01504-00	用于确定海水收集场址的位置
HDPE盘式	热力科学，纳尔吉恩	13-359-26	用于酸浸玻璃器皿;在10%盐酸溶液中
盐酸（酸性水溶液）	赛莫飞世尔科学，费舍尔化学	A144-212	认证ACS Plus，36.5%到38.0%。二氧化碳<>2/<>传感器检查及酸性浸出玻璃器皿
层流罩	航空科学	流-48-A	在样品准备过程中尽量减少空气中的污染物
大型尼斯金;仅限Beta加瓶 - 8.2升水平，PVC瓶	科学第一	3-1980-H65	用于从码头或船只收集海水
液氮锅	Thermo Fisher Scientific，Bel Art Magic Touch 2	11-999-063	保持液氮
液氮转移容器，10升	热力科学	TY509X2	储存和分配液氮用于低温研磨
液氮，工业级，22 PSI	气气	NI 180LT22	用于脆化和研磨聚合物
机械筛筛振机	洪堡，格兰杰	5DPL6	颗粒粒径分布筛分析
微奥施马克斯	哥伦布仪器公司	7395-113-D64	硅密封O型圈，带3个接头的金属接口，以及GL45螺丝盖
Micro-Oxymax 10 通道扩展接口	哥伦布仪器	0135-8101	呼吸系统组成部分
Micro-Oxymax呼吸计（3% CO2传感器）	哥伦布仪器	0135-8403	非色散红外
搅拌机400	雷奇	207450001	搅拌机400。用于低温研磨聚合物
电动移液器控制器	埃彭多夫	4430000018	将海水转移到样品反应器容器
窄口琥珀HDPE实验室级瓶，1升	热力科学，纳尔吉恩	02-923-5	离散全水海水样本
尼龙网 20微米	ELKO过滤公司	41718	用于筛除较大的异质海水颗粒
露天轨道震动器	赛莫飞世尔科学	SK4000	在孵育期间保持反应堆容器的轨道运动
OptiPlex 5090 小型机型计算机	戴尔	C0SL03	桌面电脑曾运行Micro-Oxymax软件并注;
pH/耐久仪	Mettler Toledo，SevenExcellence S470-Basic	30046252	台式pH/电导率计用于测量初始和最终海水接种物
聚乙烯瓶，60毫升	科尔帕克	PLC-03564	离散过滤海水样本
磷酸钾单碱性（KH2（POn4））	Thermo Fisher Scientific，Fisher 生物试剂	BP362-500	海水养分峰值
精密平衡	萨托里乌斯	Practum2102-1S	用来称重容器的自重和整重
圆形玻璃瓶，20升	赛莫飞世尔科学	02961A	酸浸出用于海水储存
安全护目镜	赛莫飞舍科学，费舍尔品牌	19-181-513
舀	赛莫飞世尔科学、费雪品牌、Scoopula	01-257-567	不锈钢实验室Scoopula
筛子	阿德万泰克，格兰杰	40PR18-40PR55	不锈钢筛子。筛子数量和尺寸取决于所测试的材料。
Sigmacell纤维素，101型	西格玛-奥尔德里奇	435236-250G	粉末，正对照底物
碳酸氢钠	赛莫飞世尔科学，费舍尔化学	S233-500	CO2传感器检查
亚硫酸钠，无水，98%	赛莫飞世尔科学，热力科学化学	AAA1793336	CO2传感器检查
温度计/热敏电阻探头	费舍尔布兰德	15-079-700	验证孵化器温度
可追溯精密表盘气压计	费舍尔布兰德	14-648-51	实验开始时记录大气压力
Victor中型氢气，甲烷两级调节器，CGA - 350	AirGas	VIC0781-3559	校准气体调节器
容量瓶，2升	赛莫飞舍科学，费舍尔品牌	FB4002000	A组;酸性浸出后用去离子水冲洗。用于制备营养添加的海水。
称重盘	赛莫飞世尔科学	02-202-101	聚乙烯