化学分析试验用水专用超纯水器

我们每天都在做实验，接触到的最多的试剂莫过于水，它通常贯穿我们的整个实验过程。也许正是因为水的普遍和易得，往往让我们忽略了它对实验结果产生的影响。现代实验中，实验室纯水愈来愈发挥着不可取代的作用，纯水仪器作为实验室的基本配置在也有着非常广泛的应用。水是指既将水中易去除的强电介质去除，又将水中难以除去的硅酸及二氧化碳等弱电解质去除至一定程度的水。纯水的含盐量在1.0mg/L以下,电导率小于3μs/cm。超纯水又称高纯水，是指将水中的导电介质几乎全部去除，又将水中不离解的胶体物质、气体和有机物均去除至很低程度的水。超纯水的含盐量在0.1mg/L以下，电导率小于0.1μs/cm。纯水和超纯水除了对含盐量或电导率有严格要求外，对水中各种金属离子含量，有机物含量、微粒粒径及数量和微生物数量也有严格指标限制。将原水加热汽化，再将蒸汽冷凝成的水称为蒸馏水。一般蒸馏水电导率为10μs/cm左右，将一次蒸馏水再次蒸馏得到二次蒸馏水，多次蒸馏得到多次蒸馏水，电导率可降至很低达1.0μs/cm左右。去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水，一般采用离子交换法制取。当前市场上除了大家所熟知的Millipore（密理博）品牌的纯水/超纯水机以外，还出现了其他一些国内外的品牌。很多人对于如果选择超纯水器，选择时该从哪些方面去考察超纯水器非常困惑，希望本文等对大家对纯水以及超纯水器的理解有所帮助，能帮助大家确定一款称心如意的纯水仪器。什么样的仪器算是一台先进优秀的仪器,我们该如何评判一台实验室纯水仪器的优劣呢？这是我们进行评测前首先思考的问题。现代实验技术的发展十分迅猛，实验的精度越来越高，对试剂的纯度、干扰因子的控制以及环境的要求越来越严格，实验技术手段越来越丰富，实验室也向多功能方向发展。与此同时，实验数据要求数据结果可验证、可重复、可追溯，实验步骤和流程却要求更简单，更快速。与之相应，现代实验技术的发展对实验仪器也提出了越来越高的要求：要求实验仪器的品质更高性能更稳定；仪器功能集约化，一台机器要能满足多种需要；实验仪器的监控体系更加完备、可靠同时应当具有科学的数据管理体系；在操作方面，我们需要更加智能化、操作更方便舒适、维护更简单；除此之外仪器的安全性以及对环境低负担也越来越被实验工作者所重视。现代实验科学的内在发展需求引导了现代先进仪器的发展方向。是否满足现代实验仪器的内在需求便是我们评判一台实验仪器先进性的标准。就纯水仪器而言，产水品质、操作舒适性、监控科学性以及智能化集成化这几个方面是我们最需要考虑的。产水品质在正确选择实验室超纯水器之前，我们必须很好地了解如下几个概念：什么是纯水？什么是超纯水？二者有何区别？纯水又称纯净水，是指以符合生活饮用水卫生标准的水为原水，通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法，制得的不含任何添加物，无色透明，可直接饮用的水。市场上出售的一些桶装水，蒸馏水均属纯净水的范围。超纯水是在纯水的基础上进一步将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水。电阻率等于或者接近18.2MΩ.cm（25℃）极限值。纯水和超纯水区别存在于很多方面，这里只列举了其中的一些方面，现归纳如下A. 电导率不同，纯水电导率一般在2-10us/cm之间，超纯水的电导率为0.056us/cm；有机物、细菌、微粒数等指标也大不相同，比如有机物纯水是几十ppb以上，而超纯水为几个ppb，简单地说超纯水中已经没有什么杂质，接近于理论上的水B. 制造的难易程度不同，目前市场上使用的纯水基本上都是经过反渗透和蒸馏两种方法制得，而超纯水是在纯水的基础上还要经过紫外光氧化技术（185nm）、抛光核子级树脂处理，微滤或超滤等一系列复杂的纯化技术制得的C. 在实验中的应用范围不同下图为不同的纯化技术对不同水中污染物的去除效果的图示，由图可知，没有任何一种单一的纯化技术可以很好的去除所有污染物，所以在超纯水器中，通常组合了几种纯化技术。http://www.biomart.cn/upload/asset/2010/07/09/1278630076.jpg中国国家实验室用水标准GB6682-92名称一级二级三级pH值范围（250C）------5.0-7.5电导率(250C),mS/m≤ 0.01 0.100.50可氧化物质(以0计),mg/L--- 0.08 0.4吸光度(254nm,1cm光程) ≤ 0.001 0.01 ---蒸发残渣105O±2C O), mg/L ---≤ 1.0 2.0 可溶性硅(以SiO2计) mg/L 0.010.02 ---一级水用于有严格要求的分析实验,如液相色谱分析用水等。 二级水用于无机痕量分析,如原子吸收光谱分析用水等。 三级水用于一般化学分析实验。

超纯水出水水质 　　指超纯水器将RO纯水、蒸馏水、去离子水经过进一步的离子交换、紫外消解等超纯化工艺后产出的超纯水的水质。超纯水用电阻率表示，一般将2MΩ.cm的水称之为超纯水，理论上超纯水电阻率是18.25MΩ.cm国产和进口超纯水器超纯水水质都能够接近理论值达到18MΩ.cm以上。用户在选择超纯水出水水质是不必一味追求18MΩ.cm，而是根据自己的实验用途和水质要求选择适宜型号的超纯水器即可。目前国内和进口超纯水器都提供从超纯水出水水质在5-18MΩ.cm不等的超纯水器。 　　RO出水水质 　　以自来水为水源的超纯水器可同时产两种水质的水，RO纯水和超纯水;RO出水水质指反渗透单元将自来水转化为RO纯水的水质，一般用电导率来表示，范围在2-10 μs/cm之间，接近于国标实验室三级用水标准与一次蒸馏水，故冲洗器皿等一般实验室分析用水可以用RO纯水。 　　出水流速 　　制水量并不等于从机器中每小时流出的水量，因为以自来水为水源的超纯水器都备有15-80升不等的水箱，水箱可以将水先储存满，出水流速一般在1.5-2升/分钟。 　　制水量 　　以自来水为水源的超纯水器RO部分每小时稳定的产水总量，一般有5-100升/小时;客户可根据 高峰期日用水总量÷5小时 来确定所需的超纯水器的制水量; 　　进水水源 　　目前超纯水器的进水水源分为两种：以自来水进水和以蒸馏水进水 ①以自来水进水: 即超纯水器直接与自来水相接，全自动向超纯水器供水的方式;通常要求使用地自来水的TDS200ppm;TDS200ppm时，可考虑配置双级反渗透装置，国产超纯水器厂家更有优势提供高TDS水源条件下以自来水进水的产品; ②以蒸馏水进水: 通常来讲，以蒸馏水为水源包括了以 蒸馏水、去离子水、RO反渗透纯水三种水为水源，要求客户要自己购买或制备超纯水器的进水水源，比较自来水为水源的机器相对来说要麻烦一些。目前国内大多数以蒸馏水进水的超纯水器都是进口超纯水器。进水要求为：电阻率大于 0.1 MΩ·cm ，TOC 50 ppb. 　　紫外氧化或光氧化 　　采用254 nm的紫外光除去系统中的细菌。采用185nm断裂或离子化有机物长链，为后续的去离子和有机吸收做准备。 　　超滤 　　超滤被用来除去纯化水中所有直径大于0.01微米的微粒、热源、微生物。 　　微孔过滤 　　或称亚微米过滤。用一个0.2微米孔径的膜或者中空纤维滤膜，滤除大于0.2微米的污染物。微滤过滤掉来自碳柱的碳微粒。离子树脂的碎片和任何可能进入纯化水系统的细菌。 　　·活性碳过滤 　　化学吸附去除氯，有机吸附除去可溶性有机物。因为反渗透膜对氯和可溶性有机物比较敏感，所以碳柱常放在RO膜前去除这些物质。 　　反渗透 　　渗透是水通过一个半透膜从低浓度流向高浓度的一边。如果使用一个高压泵对高浓度 溶液提供比渗透压差大的压力，水分子将被迫通过半透膜到低浓度的一边，这一步骤称为反渗透。反渗透可以滤除90%-99%的绝大多数污染物。因为它出众的纯化效率，反渗透是水纯化系统的一个非常有效的技术。因为反渗透能去除大部分的污物，所以它经常被用做为预处理手段，能显著地延长去离子柱的使用时间。经反渗透处理的水是高品质的预纯水，适合许多实验室常规使用。 　　去离子 　　实验室中生产纯水最常用的方法。去离子过程即是，自来水中的正离子与离子交换树脂中的H+ 离子交换。自来水中的负离子与离子交换树脂上的OH-离子交换，从而达到纯化水的目的。因此，离子交换树脂经过一段时间的使用后，都要再生或更换。通过离子交换去除离子。能除去几乎所有的离子物质。在25oC时，电阻率达到18.2MΩ。如果只用去离子化手段，不能生产出超纯水。因为离子交换树脂的微小碎片会在操作中被冲刷掉而残留;柱内不流动的水也会增加额外的细菌滋生的可能;最后去离子也不能除去水中溶解的有机物。 　　特殊用水 　　操作过程中要求除去特殊的污染物，例如组织/细胞培养中除去热源，HPLC中除去痕量有机物等。 　　Ⅲ级水 　　一般洗刷用水，制备高纯度纯水用水，配制微生物培养基用水等。 　　Ⅱ级水 　　测试用时有可容忍的细菌存在，例如，不用保存的一般试剂的制备等。 　　Ⅰ级水 　　测试用时要求最小的干扰物和最大的纯度和精度，如原子吸收、痕量元素分析等。

超纯水器作为通用仪器，几乎涵盖所有用水的实验室。选择超纯水器一般从以下三个方面考察：1.水源用户水源是自来水还是纯水（单位的纯水系统或者购买的桶装饮用水）。2.水质用户实验所需的水质。一般分析仪器例如[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url]、液相、质谱等对水纯度要求比较高。会选择1级水。也就是超纯水器说列出的18.2的水。另外其他对水的要求指标，例如对热源、菌落总数、颗粒物、TOC等的要求，也决定了纯水器的配置不同，当然价格也就不同。3.水量每小时需要多少升的水量，也就是纯水器的产水能力了。一般够用就可，不要盲目追求产水量太大的纯水器。因为之后的维护成本也会增加。以上三条决定了纯水器的配置。不同配置的耗材数量和使用周期也不同。用户选购仪器时同时也要考察每年的耗材费用有多少。