纯水的应用及分类

在实验室中，自来水不能满足实验操作，如：生命科学研究过程中，对水中的多种污染物十分敏感，尤其重金属和可溶性有机物；HPLC中要求的超纯水系统等。鉴于此，几个专业研究组织建立了水的质量标准。这些组织是：美国化学社团组织（ACS），美国测试和材料实验社团组织（ASTM）,临床试验标准国际委员会（NCCLS）,美国药学会（USP）。我们主要依NCCLS标准，将水质分为，TypeⅠ、Ⅱ、Ⅲ和特殊用水。

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。
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。
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。
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。

自来水中的污染物：

1. 粒子：包括沙砾，水泵中的残片等。这些粒子会堵塞阀、滤膜、管道及反渗透膜等。一般用过滤，显微镜方法可检测出。

2. 可溶无机物：指使水变硬的Ca、Mg、Si等物质。CO2、N、P等物质。测试方法一般用电阻率和电导系数。

3. 可溶有机物：如，除草剂、杀虫剂、气溶胶、动植物组织腐蚀物。

4. 微生物：水的表面有各种各样的微生物，包括细菌、原生物、藻类等。

纯化水技术：

通常的水纯化系统，主要采用以下的纯化水技术：

1. 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。

2. 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。

3.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。

4.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。

5. 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。

6. 紫外氧化或光氧化：采用254nm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。
纯水的应用及分类：

在实验室中，自来水不能满足实验操作，如：生命科学研究过程中，对水中的多种污染物十分敏感，尤其重金属和可溶性有机物；HPLC中要求的超纯水等。鉴于此，几个专业研究组织建立了水的质量标准。这些组织是：美国化学社团组织（ACS），美国测试和材料实验社团组织（ASTM）,临床试验标准国际委员会（NCCLS）,美国药学会（USP）。我们主要依NCCLS标准，将水质分为，TypeⅠ、Ⅱ、Ⅲ和特殊用水。

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。
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。
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。
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。

自来水中的污染物：

1. 粒子：包括沙砾，水泵中的残片等。这些粒子会堵塞阀、滤膜、管道及反渗透膜等。一般用过滤，显微镜方法可检测出。

2. 可溶无机物：指使水变硬的Ca、Mg、Si等物质。CO2、N、P等物质。测试方法一般用电阻率和电导系数。

3. 可溶有机物：如，除草剂、杀虫剂、气溶胶、动植物组织腐蚀物。

4. 微生物：水的表面有各种各样的微生物，包括细菌、原生物、藻类等。

纯化水技术：

通常的水纯化系统，主要采用以下的纯化水技术：

1. 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。

2. 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。

3.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。

4.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。

5. 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。

6. 紫外氧化或光氧化：采用254nm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。