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。具体技术参数详见表 1。

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。