實驗室純水解讀

       實驗室純水作為實驗室使用為廣泛的溶劑，作為實驗員的我們每天都在使用，而且每個實驗室使用的純水類別和純水用量都大有區別。但是目前實驗室對于純水概念并不普及，實驗員對純水的制備及使用存在較大誤區。為了讓廣大用戶更加了解純水，合理使用和維護實驗室純水機。本期，廈門廣晟達帶您一起解讀實驗室純水制備及應用。

一、實驗室純水分類

根據國標GB/T 6682-2008分析實驗室用水規格分類如下：

（1）一級水：用于有嚴格要求的分析試驗，包括對顆粒有要求的試驗。如液相色譜分析用水。

（2）二級水：用于無機痕量分析等試驗，如原子吸收光譜分析用水。

（3）三級水：用于一般化學分析試驗。

實際實驗室應用對應純水分類為：

（1）一級水：超純水

（2）二級水：去離子水

（3）三級水：蒸餾水

（4）RO水：反滲透水

 以下為國標GB/T 6682-2008分析實驗室用水規格

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

二、實驗室純水解讀

• 實驗室純水之  一級水

定義

       一級水就是我們實驗室所說的超純水，又稱UP水，是指電阻率達到18.25MΩ*cm（25℃）的水。這種水中除了水分子外，幾乎沒有什么雜質，更沒有細菌、病毒、含氯二噁英等有機物，是幾乎去除氧和氫以外所有原子的水。

       國標GB/T 6682-2008規定其電導率≤0.01mS/m（25℃）也就是≤0.1μS/cm。

制備方法

       一級水可用二級水經過石英設備蒸餾或離子交換混合床處理后，在經0.2μm微孔濾膜過濾來制取。現市面純水機通常采用RO水或者二級水為進水，離子交換混床純化柱過濾，再通過紫外燈消毒殺菌后經0.2μm終端濾膜過濾制取。

應用

—HPLC、UHPLC、HPLC-MS

—GC、GC-MS

—ICP、ICP-MS

—AAS、AFS

等微量痕量分析

• 實驗室純水之  二級水

定義

       二級水相當于是我們實驗室所說的去離子水，又稱DI水、EDI水。是指除去了呈離子形式雜質后的純水。標準化組織ISO/TC 147規定的“去離子”定義為：“去離子水*或不*的去除離子物質”。國標GB/T 6682-2008規定其電導率≤0.1mS/m（25℃）也就是≤1μS/cm。

       應用離子交換樹脂去除水中的陰離子和陽離子，但水中仍然存在可溶性的有機物。可污染離子交換柱從而降低其功效，去離子水存放后也容易引起細菌的繁殖。

制備方法

       二級水可用多次蒸餾和離子交換方法制取。現市面純水機存在兩種制取方式，即DI和EDI水制取方式。

       DI水可用反滲透水或蒸餾水經過離子交換樹脂進行離子交換去除水中陽離子和陰離子而制取。

       EDI是一種新興的技術，又稱連續點除鹽技術，它科學地將電滲析技術和離子交換技術融為一體，以反滲透水或蒸餾水為進水通過陽、陰離子膜對陽、陰離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對水中離子的交換作用，在電場的作用下實現水中離子的定向遷移，從而達到水的深度凈化除鹽，并通過水電解產生的氫離子和氫氧根離子對裝填樹脂進行連續再生，因此EDI制水過程不需要酸堿化學藥品再生不需要反復更換耗材即可連續制取高品質純水，它具有技術先進、結構緊湊、操作簡單的優點。

應用

—一般試劑的配置

—清洗機、老化機、高壓高溫滅菌器等進水

—微生物培養基配置

—緩沖液的配置

—制備化學和生化試劑

—超純水系統進水等

• 實驗室純水之  三級水

定義

       三級水相當于實驗室蒸餾水，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，但對于可揮發性的雜質無法去除，如二氧化碳、氨以及一些有機物。新鮮制取的蒸餾水是無菌的，但粗存后細菌易繁殖。

       國標GB/T 6682-2008規定其電導率≤0.5mS/m（25℃）也就是≤5μS/cm，PH5.0~7.5。

制備方法

       蒸餾水可通過自來水直接加熱收集冷凝水制取。現市面設備有各種規格的蒸餾水器，設備價格便宜，但是對于實驗室應用，高溫危險，制水速度慢等因素使其使用率逐漸退出實驗室純水舞臺。現主要應用于企業小型實驗室。

應用

—一般化學分析實驗

—緩沖液和常規試劑的配制

—高壓滅菌器、水浴鍋、消毒機等設備供水

—實驗室動物飼養及微生物培養

—常規實驗室玻璃器皿及其他實驗容器的清洗

• 實驗室純水之  RO水

定義

       RO水又稱反滲透、逆滲透水，一種以壓力差為推動力，從水中分離出雜質的膜分離操作。對滲透膜一側的水施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，純水會逆著自然滲透的方向做反向滲透。從而在膜的低壓側得到反滲透水，水中雜質則留在高壓側濃縮形成濃水而排廢。

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

制備方式

       采用反滲透膜進行制備。反滲透技術由于其制水效率高、純水水質穩定可靠，得到實驗室和工業生產的廣泛應用。現市面實驗室純水機初級過濾產水全部都是反滲透水。工業生產用水也都用反滲透水為生產用水。

應用

—實驗室器皿清洗

—超純水機進水

—中試車間生產用水

—實驗室中央純水系統供水

三、純水相關答疑

1、為什么一級水和二級水沒有PH指標？

      PH值反映的是氫離子的活度。一級水和二級水的ph值測量比較困難。普通PH計是利用原電池的原理工作的，原電池的兩個電極間的電動勢依據能斯特定律，既與電極的自身屬性有關，還與溶液里的總離子濃度有關。

      一級水和二級水的總離子濃度太低，所以普通的pH計測量用的電極電路中電阻過大，測量的電信號中背景干擾太多，從而導致測定值漂移，重復性差，準確度無法保證。測量一級水和二級水的ph值需要特殊電極，GB/T 6682-2008為作特定要求。

2、RO水是否滿足三級水標準？

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

       RO的產水電導率會與進水電導率有很大關系。如果使用的反滲透膜截留率不高，或者進水離子濃度太高，RO的產水也可能無法滿足三級水的標準。

       例如RO膜的截留率為95%的情況下，要達到產水5μs/cm（即三級水0.5ms/m），進水的電導率必須為100μs/cm以下；而在截留率為99%情況下，進水電導率要達到500μs/cm以下才行。只有在進水條件足夠好的情況下，RO產水才能符合三級水標準。

3、如何判斷純水機需要更換耗材？

       純水機作為實驗室生產純水設備，根據產水量及進水水質不同，會使純水機產水過濾耗材飽和而導致水質下降。現市面純水機具備水質不合格報警提示功能，對于產水水質不合格提示用戶更換耗材。如果單位純水使用量少，水質正常狀態下，水機根據耗材安裝和使用壽命設定定期更換提示。

       正常前處理初級預過濾1~3個月更換，水機進水RO膜前過濾柱6~12個月更換，離子交換樹脂、超純化柱混床1年更換，紫外燈每2年更換。水機耗材可能因為長時間少用或者產水量少而經常停機會造成微生物的滋生污染，建議所有耗材更換時間不超過2年，以避免水質異常。