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纯水的应用及分类
发布时间:2012-12-07 作者: 点击量:

    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。

 

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