實(shí)驗(yàn)室純水作為實(shí)驗(yàn)室使用為廣泛的溶劑，作為實(shí)驗(yàn)員的我們每天都在使用，而且每個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用的純水類別和純水用量都大有區(qū)別。但是目前實(shí)驗(yàn)室對(duì)于純水概念并不普及，實(shí)驗(yàn)員對(duì)純水的制備及使用存在較大誤區(qū)。為了讓廣大用戶更加了解純水，合理使用和維護(hù)實(shí)驗(yàn)室純水機(jī)。本期，廈門廣晟達(dá)帶您一起解讀實(shí)驗(yàn)室純水制備及應(yīng)用。

一、實(shí)驗(yàn)室純水分類

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 6682-2008分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格分類如下：

（1）一級(jí)水：用于有嚴(yán)格要求的分析試驗(yàn)，包括對(duì)顆粒有要求的試驗(yàn)。如液相色譜分析用水。

（2）二級(jí)水：用于無(wú)機(jī)痕量分析等試驗(yàn)，如原子吸收光譜分析用水。

（3）三級(jí)水：用于一般化學(xué)分析試驗(yàn)。

實(shí)際實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用對(duì)應(yīng)純水分類為：

（1）一級(jí)水：超純水

（2）二級(jí)水：去離子水

（3）三級(jí)水：蒸餾水

（4）RO水：反滲透水

 以下為國(guó)標(biāo)GB/T 6682-2008分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格

注：在純水機(jī)中，通常使用μS/cm作為電導(dǎo)率單位，使用MΩ·cm作為電阻率的單位，通常1ms/m=10μS/cm，1μS/cm=1/1MΩ·cm。

二、實(shí)驗(yàn)室純水解讀

• 實(shí)驗(yàn)室純水之  一級(jí)水

定義

       一級(jí)水就是我們實(shí)驗(yàn)室所說(shuō)的超純水，又稱UP水，是指電阻率達(dá)到18.25MΩ*cm（25℃）的水。這種水中除了水分子外，幾乎沒(méi)有什么雜質(zhì)，更沒(méi)有細(xì)菌、病毒、含氯二噁英等有機(jī)物，是幾乎去除氧和氫以外所有原子的水。

       國(guó)標(biāo)GB/T 6682-2008規(guī)定其電導(dǎo)率≤0.01mS/m（25℃）也就是≤0.1μS/cm。

制備方法

       一級(jí)水可用二級(jí)水經(jīng)過(guò)石英設(shè)備蒸餾或離子交換混合床處理后，在經(jīng)0.2μm微孔濾膜過(guò)濾來(lái)制取?，F(xiàn)市面純水機(jī)通常采用RO水或者二級(jí)水為進(jìn)水，離子交換混床純化柱過(guò)濾，再通過(guò)紫外燈消毒殺菌后經(jīng)0.2μm終端濾膜過(guò)濾制取。

應(yīng)用

—HPLC、UHPLC、HPLC-MS

—GC、GC-MS

—ICP、ICP-MS

—AAS、AFS

等微量痕量分析

• 實(shí)驗(yàn)室純水之  二級(jí)水

定義

       二級(jí)水相當(dāng)于是我們實(shí)驗(yàn)室所說(shuō)的去離子水，又稱DI水、EDI水。是指除去了呈離子形式雜質(zhì)后的純水。標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC 147規(guī)定的“去離子”定義為：“去離子水*或不*的去除離子物質(zhì)”。國(guó)標(biāo)GB/T 6682-2008規(guī)定其電導(dǎo)率≤0.1mS/m（25℃）也就是≤1μS/cm。

       應(yīng)用離子交換樹(shù)脂去除水中的陰離子和陽(yáng)離子，但水中仍然存在可溶性的有機(jī)物?？晌廴倦x子交換柱從而降低其功效，去離子水存放后也容易引起細(xì)菌的繁殖。

制備方法

       二級(jí)水可用多次蒸餾和離子交換方法制取?，F(xiàn)市面純水機(jī)存在兩種制取方式，即DI和EDI水制取方式。

       DI水可用反滲透水或蒸餾水經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換去除水中陽(yáng)離子和陰離子而制取。

       EDI是一種新興的技術(shù)，又稱連續(xù)點(diǎn)除鹽技術(shù)，它科學(xué)地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體，以反滲透水或蒸餾水為進(jìn)水通過(guò)陽(yáng)、陰離子膜對(duì)陽(yáng)、陰離子的選擇透過(guò)作用以及離子交換樹(shù)脂對(duì)水中離子的交換作用，在電場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達(dá)到水的深度凈化除鹽，并通過(guò)水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對(duì)裝填樹(shù)脂進(jìn)行連續(xù)再生，因此EDI制水過(guò)程不需要酸堿化學(xué)藥品再生不需要反復(fù)更換耗材即可連續(xù)制取高品質(zhì)純水，它具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)用

—一般試劑的配置

—清洗機(jī)、老化機(jī)、高壓高溫滅菌器等進(jìn)水

—微生物培養(yǎng)基配置

—緩沖液的配置

—制備化學(xué)和生化試劑

—超純水系統(tǒng)進(jìn)水等

• 實(shí)驗(yàn)室純水之  三級(jí)水

定義

       三級(jí)水相當(dāng)于實(shí)驗(yàn)室蒸餾水，蒸餾水又分為單次蒸餾水和多次蒸餾水。去除水中大部分的污染物，但對(duì)于可揮發(fā)性的雜質(zhì)無(wú)法去除，如二氧化碳、氨以及一些有機(jī)物。新鮮制取的蒸餾水是無(wú)菌的，但粗存后細(xì)菌易繁殖。

       國(guó)標(biāo)GB/T 6682-2008規(guī)定其電導(dǎo)率≤0.5mS/m（25℃）也就是≤5μS/cm，PH5.0~7.5。

制備方法

       蒸餾水可通過(guò)自來(lái)水直接加熱收集冷凝水制取?，F(xiàn)市面設(shè)備有各種規(guī)格的蒸餾水器，設(shè)備價(jià)格便宜，但是對(duì)于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用，高溫危險(xiǎn)，制水速度慢等因素使其使用率逐漸退出實(shí)驗(yàn)室純水舞臺(tái)?，F(xiàn)主要應(yīng)用于企業(yè)小型實(shí)驗(yàn)室。

應(yīng)用

—一般化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)

—緩沖液和常規(guī)試劑的配制

—高壓滅菌器、水浴鍋、消毒機(jī)等設(shè)備供水

—實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物飼養(yǎng)及微生物培養(yǎng)

—常規(guī)實(shí)驗(yàn)室玻璃器皿及其他實(shí)驗(yàn)容器的清洗

• 實(shí)驗(yàn)室純水之  RO水

定義

       RO水又稱反滲透、逆滲透水，一種以壓力差為推動(dòng)力，從水中分離出雜質(zhì)的膜分離操作。對(duì)滲透膜一側(cè)的水施加壓力，當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí)，純水會(huì)逆著自然滲透的方向做反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到反滲透水，水中雜質(zhì)則留在高壓側(cè)濃縮形成濃水而排廢。

       反滲透膜的孔徑僅為0.0001微米，一個(gè)細(xì)菌要縮小四千倍，傳染性病原也要縮小200倍以上才能通過(guò)，因此水中所有微細(xì)不純的雜質(zhì)、可溶性固體、細(xì)菌及病毒無(wú)法滲透高精密度的反滲透膜而分離，有害物質(zhì)由濃水排廢而制取反滲透水。

制備方式

       采用反滲透膜進(jìn)行制備。反滲透技術(shù)由于其制水效率高、純水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，得到實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)市面實(shí)驗(yàn)室純水機(jī)初級(jí)過(guò)濾產(chǎn)水全部都是反滲透水。工業(yè)生產(chǎn)用水也都用反滲透水為生產(chǎn)用水。

應(yīng)用

—實(shí)驗(yàn)室器皿清洗

—超純水機(jī)進(jìn)水

—中試車間生產(chǎn)用水

—實(shí)驗(yàn)室中央純水系統(tǒng)供水

三、純水相關(guān)答疑

1、為什么一級(jí)水和二級(jí)水沒(méi)有PH指標(biāo)？

      PH值反映的是氫離子的活度。一級(jí)水和二級(jí)水的ph值測(cè)量比較困難。普通PH計(jì)是利用原電池的原理工作的，原電池的兩個(gè)電極間的電動(dòng)勢(shì)依據(jù)能斯特定律，既與電極的自身屬性有關(guān)，還與溶液里的總離子濃度有關(guān)。

      一級(jí)水和二級(jí)水的總離子濃度太低，所以普通的pH計(jì)測(cè)量用的電極電路中電阻過(guò)大，測(cè)量的電信號(hào)中背景干擾太多，從而導(dǎo)致測(cè)定值漂移，重復(fù)性差，準(zhǔn)確度無(wú)法保證。測(cè)量一級(jí)水和二級(jí)水的ph值需要特殊電極，GB/T 6682-2008為作特定要求。

2、RO水是否滿足三級(jí)水標(biāo)準(zhǔn)？

      反滲透（RO）技術(shù)是利用壓差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，是當(dāng)今成熟、節(jié)能、效率高的水純化方法。其原理是借助于只允許水分子透過(guò)的反滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離，從而達(dá)到水純化的目的。但RO技術(shù)只能去除水中大部分的雜質(zhì)，并不能*去除。

       RO的產(chǎn)水電導(dǎo)率會(huì)與進(jìn)水電導(dǎo)率有很大關(guān)系。如果使用的反滲透膜截留率不高，或者進(jìn)水離子濃度太高，RO的產(chǎn)水也可能無(wú)法滿足三級(jí)水的標(biāo)準(zhǔn)。

       例如RO膜的截留率為95%的情況下，要達(dá)到產(chǎn)水5μs/cm（即三級(jí)水0.5ms/m），進(jìn)水的電導(dǎo)率必須為100μs/cm以下；而在截留率為99%情況下，進(jìn)水電導(dǎo)率要達(dá)到500μs/cm以下才行。只有在進(jìn)水條件足夠好的情況下，RO產(chǎn)水才能符合三級(jí)水標(biāo)準(zhǔn)。

3、如何判斷純水機(jī)需要更換耗材？

       純水機(jī)作為實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)純水設(shè)備，根據(jù)產(chǎn)水量及進(jìn)水水質(zhì)不同，會(huì)使純水機(jī)產(chǎn)水過(guò)濾耗材飽和而導(dǎo)致水質(zhì)下降?，F(xiàn)市面純水機(jī)具備水質(zhì)不合格報(bào)警提示功能，對(duì)于產(chǎn)水水質(zhì)不合格提示用戶更換耗材。如果單位純水使用量少，水質(zhì)正常狀態(tài)下，水機(jī)根據(jù)耗材安裝和使用壽命設(shè)定定期更換提示。

       正常前處理初級(jí)預(yù)過(guò)濾1~3個(gè)月更換，水機(jī)進(jìn)水RO膜前過(guò)濾柱6~12個(gè)月更換，離子交換樹(shù)脂、超純化柱混床1年更換，紫外燈每2年更換。水機(jī)耗材可能因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間少用或者產(chǎn)水量少而經(jīng)常停機(jī)會(huì)造成微生物的滋生污染，建議所有耗材更換時(shí)間不超過(guò)2年，以避免水質(zhì)異常。