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实验室纯水及超纯水制备技术

[导读]主要从水中污染物的分类、纯水的一般性定义、水质纯化方法和超纯水制备几方面做 了简单的阐述, 目的是方便实验室人员根据实验项目及用水要求来选择不同的水质纯化方法, 以及 了解如何加强对纯水机的日常维护

目前, 纯水技术已广泛应用于工业、食品、医 药、化学、卫生、环保等领域, 作者仅就从事化学分 析及仪器应用、组织培养和分子生物学等实验室使 用纯水技术概述如下。 

1 水中污染物的分类及检测 通常我们所使用的自来水中含有一些杂质, 主 要包括以下 5 种。 

1.1 电解质 电解质是指水中呈离子状态存在的物质, 包括 可溶性的无机物, 有机物及带电的胶体离子等, 其 中阳离子有 H+、Na+、 K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+等; 阴离子有 Cl-、NO3-、HCO3- 、HSiO3-等; 带电的胶体粒子有铁、 硅、铝的化合物及有机胶体化合物等; 另外, 还有有 机酸离子。由于电解质具有导电性, 所以可以用测 量水的电阻率(MΩ.cm)或电导率(μs/cm)的方法来反 映此类杂质的相对含量, 电阻率和电导率互为倒数

关系。 

1.2 有机物 水中有机物主要指天然来源及人工合成的有 机物质, 如有机酸、有机金属化合物等。这类物质体 积庞大, 常以阴性或中性状态存在, 通常用总有机 碳测定仪来检测此类物质的含量。 

1.3 颗粒物质 水中的颗粒物质包括泥沙、尘埃、有机物、微生 物及胶体的颗粒等, 这些物质都是非可溶性的, 一 般通过 SDI(Silt Density Index)仪来检测。 1.4 细菌、微生物 水中的细菌及微生物包括细菌、藻类和真菌 等, 可用培养法或膜过滤法测定其含量。 

1.5 溶解气体 水中的溶解气体包括 N2、 O2、 Cl2、 H2O、CO、CO2、 CH4 等, 可用气相色谱及液相色谱和化学法测定其含量。 由于原水中存在以上污染物, 会直接影响我们 进行化学分析、分子生物学实验及仪器测试的准确 性, 所以实验中应使用纯水。 

2 实验室纯水的一般性定义 通常我们将实验室用纯水分为三级,I 级水为 试剂级超纯水,II 级水为分析级用水,III 级水为普 通实验用水。不同的实验项目要求使用不同级别的纯水, 如 开展分子生物学实验、组织培养、化学分析及仪器 测试用水为 I 级,II 级水一般用于微生物培养基配 制、缓冲液配制、溶解实验、生化试剂配制等,III 级 水通常作为蒸汽灭菌等设备的进水, 也可清洗实验 用的玻璃器皿等。不同级别的纯水需要不同的纯化 技术手段来实现。 

3 水质纯化方法 水质的纯化方法有多种, 通常采用的有蒸馏 法、离子交换法、连续去离子技术(EDI)、反渗透、超 滤、膜过滤、活性碳过滤、 UV 光照射法等, 我们可根 据实验项目及用水要求采用一种或多种纯化方法。



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