在（zài）當今（jīn）的（de）實（shí）驗室（shì）中，水環境作為絕大多數實驗（yàn）室的基本（běn）環境，在實驗中占的地（dì）位非常重要，水質往往決定了很（hěn）多（duō）實（shí）驗結果的真（zhēn）實性、可重複性，對多（duō）數（shù）做實驗的..來說（shuō），他們通常（cháng）要求純水（shuǐ）中的雜質（zhì）元素和化合物的（de）濃度在ppb級甚至更低。在實驗室科學（xué）研究（jiū）領域，所關（guān）心的純化起始點（diǎn）是自來水，如果實驗室中已（yǐ）經有蒸餾（liú）水、去離子水或（huò）反滲透水，那（nà）就隻注重超純化（huà）的過程。

一、實驗室（shì）純水的分級

1.Ⅲ級純水

Ⅲ級純水的物（wù）理純（chún）度（dù）一般為小於50μS/cm，單蒸水、雙（shuāng）蒸水（shuǐ）、普通去離子水和反滲透水（shuǐ）都屬於此級（jí）別。它一般由（yóu）自來（lái）水純化製備而成。Ⅲ級純（chún）水的主要用途是（shì）清（qīng）洗瓶皿，高壓消毒裝置用（yòng）水，人（rén）工環境室用（yòng）水及超純水儀進水等。

2.Ⅱ級純水

Ⅱ級純（chún）水是一個模糊的範圍，常用5～15 M—cm表示（shì）。可以將1～17 M—cm範圍均認為是Ⅱ級（jí）純水。Ⅱ級純水一般是將Ⅱ級純水再經過離子交換或電滲析而（ér）製成。它主要用於一般試劑的（de）配製，普通（tōng）化學實（shí）驗用水及給超（chāo）純水（shuǐ）儀供水。

3.Ⅰ級（jí）超純水

Ⅰ級超純水是指物理純度大於18 M-cm的水，習（xí）慣稱電（diàn）阻率為18.2M—cm是（shì）Ⅰ級超純（chún）水的指標。I級超純水一定是（shì）由（yóu）Ⅲ級或Ⅱ級（jí）純水經核子（zǐ）級離（lí）子交（jiāo）換樹脂再純化而來。

二、水（shuǐ）質的表（biǎo）征參數與國際（jì）標準（zhǔn）

1.表征參數

(1)無機物含量―電阻值/電導率。

(2)有機物含量—TOC(總有（yǒu）機碳（tàn）)。

(3)微生物含量—細菌數顆（kē）粒（lì）物含量-顆粒數(有粒徑要求，往（wǎng）往指小（xiǎo）於0.2um的顆粒剩餘數)。

2.國際標準

(1)British Standards Institute(BSI)

(2)*American Society for Testing and Materials(ASTM)

(3)*International Organisation for Standardisation(ISO)

(4)*National Committee for Clinical Laboratory Standards(CLSI)

(5)*US Pharmacopoeia(USP)

(6)*British and European Pharmacopoeia(BP&EP)

三、水（shuǐ）的純化方法及（jí）聯合應（yīng）用

實驗室純水可（kě）通（tōng）過（guò）以下方法製備，超純水要綜（zōng）合使用多種技術（shù）手段才能完（wán）全符合指標。

1.蒸餾法

蒸餾法是一種（zhǒng）傳統的（de）方法，也是常（cháng）用的將飲用水（shuǐ）製造成純水的方（fāng）法。該方法依（yī）據蒸（zhēng）餾的（de）次數（shù）分為單蒸（zhēng）、雙蒸（zhēng）和三（sān）蒸，水的純（chún）度隨蒸餾的次數增加而提高。

蒸餾（liú）法的優點是方法簡單，製備（bèi）儀（yí）器一（yī）次性（xìng）投資（zī）小;缺點是耗能比較大，產水純度（dù）有（yǒu）限（xiàn），產量（liàng）有限。

2.過濾法

該方法采用反滲（shèn）透（tòu）技術，反滲透(RO)膜通（tōng）常用於（yú）濾除直徑小於1 nm的（de）汙染物，典型的反（fǎn）滲透方式可（kě）以濾掉水中90%的（de）離子（zǐ）汙染、大（dà）部（bù）分（fèn）有機汙（wū）染物和（hé）幾乎（hū）全部微粒汙染（rǎn）物。反（fǎn）滲透對分子量小（xiǎo）於1OO道爾頓的非離子汙染（rǎn）物的去除能力較低，而隨（suí）汙染物分子量的增加，RO膜的濾（lǜ）除能（néng）力（lì）也（yě）隨之增加。理論上說，這（zhè）種（zhǒng）方式可以（yǐ）1OO%濾除大（dà）於300道爾（ěr）頓分（fèn）子量的分子和（hé）包括膠體及微（wēi）生物在（zài）內的顆粒，溶解（jiě）的氣體則無法去除。

反滲透（tòu）過程中，進水在一定壓力下（xià）(通常（cháng）為415 bar，6022Opsi)，從RO膜的進水麵（miàn）以切向流的方式被泵入。RO膜一（yī）般（bān）是很（hěn）薄（báo）的聚（jù）酰胺膜，它在較寬（kuān）的pH值（zhí）範圍內（nèi）很穩定，但（dàn）可能會被氧化劑，如市政供水（shuǐ）中的（de）氯（lǜ）所破壞。用於進水預處（chù）理的微孔（kǒng）深（shēn）層過濾（lǜ）器（qì）和活性炭過濾柱，通常用於（yú）保護RO膜不被大型顆粒（lì）、重金屬和（hé）遊離氯破壞。進（jìn）水一般有1 5%～2 5%生（shēng）成（chéng）反滲透水，截（jié）留在膜上遊的（de）是濃水（shuǐ），含有（yǒu）大部（bù）分鹽、有機物和幾（jǐ）乎全部顆粒。反滲透水（shuǐ）量和進水量的體積比叫產水率。

水純化（huà）係統中RO膜（mó）的性能通常（cháng）通（tōng）過測定離（lí）子去除率（lǜ）進行監（jiān）控，它是進（jìn）水和出（chū）水電導率的差值除以（yǐ）進水電導率所得的百（bǎi）分比（bǐ）。離子去除率和產水（shuǐ）率隨進水水（shuǐ）質、進水口壓力、水溫和（hé）RO膜的狀態而定。

由於其純化功效，反滲透是一項對去除絕大部分雜質非（fēi）常有效益的技術。不過，其產水速度相對較低，所（suǒ）以（yǐ）使用時（shí）通常配以（yǐ）儲水（shuǐ）箱暫存產（chǎn）成水已備（bèi）使用或進一步純化。反滲透（tòu）裝置保護後續係統免受（shòu）膠體和（hé）有機物的堵塞（sāi）或汙（wū）染，其後（hòu）續係（xì）統通（tōng）常配（pèi）備離子（zǐ）交（jiāo）換或（huò）電（diàn）滲析（xī）裝置。

(1)超濾(UF)。分（fèn）子截留5OOO道爾頓（dùn）的連（lián）續（xù）過濾方（fāng）式（shì）稱為超濾（lǜ）。其主（zhǔ）要用於生物（wù）大（dà）分子的純（chún）化（huà）或雜質（zhì）去除。在超純水儀中（zhōng）此手段主要是為去（qù）除超純水中（zhōng）的（de）核酸酶、內毒素等生物大分子，以滿足生物學實驗對超純水的（de）嚴（yán）格要求。

(2)微濾(MF)。孔徑在（zài）O.1μm、5μm或8μm 之間的（de）材（cái）料實施的過濾稱（chēng）為微濾。應用（yòng）此手段是為了去除（chú）純水中的顆粒和微（wēi）生物體，可以有流路在（zài）線型微濾器或出水口微濾（lǜ）器（qì）。

(3)預濾（lǜ）。孔徑在5～8μm以上的材料實施的過濾（lǜ）稱為預濾。此手段主要應用在純水（shuǐ）儀器的進水（shuǐ）端（duān）以（yǐ）去除自來水中（zhōng）的大顆（kē）粒雜質。

3.吸（xī）附法

吸（xī）附（fù）法是指應用活性炭具（jù）備的高孔隙（xì）率的特點（diǎn）吸附去除部分微生物、遊離氯等雜（zá）質。

4.光氧化法

光（guāng）氧化（huà）法利用185nm或/和254nm的紫外線對水中的微生物進（jìn）行殺滅、氧（yǎng）化分解（jiě），從（cóng）而控（kòng）製超純水（shuǐ）的總（zǒng）有機碳(TOC)水平。

5.離子交換法

隨（suí）工業生產水平的（de）不斷提高（gāo），離（lí）子交換樹脂也在更新換代，它（tā）可以與（yǔ）其他幾項技術手段結（jié）合產生出（chū）電滲（shèn）析這（zhè）種可在線再生的離子交換方（fāng）式。

(1)經典的離子交換(SDI)。

一般陰陽（yáng）離子分（fèn）別放置在不同的容器內，經過一段時間的使用後基（jī）本處於飽（bǎo）和狀態，這時可（kě）以進行脫線再（zài）生。經過此種手（shǒu）段產出（chū）的去離子水的（de）純度大約（yuē）為1M-cm。

(2)核子級樹脂的離子（zǐ）交換。

純水經過它的處理就可達到18.2 M—cm的Ⅰ級超純水。在超純水儀中，將核（hé）子級的陰陽離子交換樹脂（zhī）混（hún）合填裝在一個（gè）容器（qì）內使（shǐ）用，它是一次性的，不可以再生利（lì）用（yòng）。

(3)電滲析(EDI)。

這（zhè）是一種綜合了離子（zǐ）交換、離（lí）子選擇性通（tōng）過膜和電場作（zuò）用幾個技術而開發出來（lái）的，叫（jiào）做在電場作（zuò）用下可即時再生的離子交換方式。電滲析的（de）方法（fǎ）是離子（zǐ）交換法的升級版。

其原理如（rú）左圖所（suǒ）示（shì）。

該項（xiàng）技術的優點是（shì），理論上沒有消耗性材料;但（dàn）它的缺點是一次性投資較（jiào）大且EDI組件對進水中的重金屬等離子有較（jiào）高的純（chún）度要求，否則易中（zhōng）毒，在電（diàn）場作用下，無（wú）法再生出活（huó）性離子交換（huàn）樹脂，隻好換（huàn）EDI組件。EDI使用的意義（yì）在於對認證有強烈要求的製藥廠等企業，可以保（bǎo）證連續生（shēng）產。在實驗（yàn）室領域，采用EDI模塊（kuài）產（chǎn）水，會導致購買成本的增加（jiā），並不是（shì）有效（xiào）率的選擇。作為離子交換，水在離子交換樹脂中的（de）流程越長，交（jiāo）換（huàn）效果越好。

6.純化技術的聯合應用

實驗室純水或（huò）超純水供應商，往往采用多個手段組合以實現（xiàn）自（zì）來水向實驗（yàn）室要（yào）求的高純（chún）度水的（de）轉（zhuǎn）化。如（rú）左圖所示。

四、實驗室（shì）純水的分級

實驗（yàn）室純水分為三級（jí），如下頁圖所示（shì）。

(1)Ⅲ級純（chún）水的（de）物理純度一般為小於50μS/m，單蒸水、雙蒸水（shuǐ）、普通去（qù）離子水（shuǐ）和反滲透水（shuǐ）都屬於此級別，一般（bān）由自來水純（chún）化製備而成。Ⅲ級純水的主要用途是清（qīng）洗器皿、高壓（yā）消毒裝置（zhì）用水、人工（gōng）環境室用（yòng）水及超純水儀供水等。

(2)Ⅱ級純（chún）水常用5～15M—cm表示，也可以將1～17M—cm範圍均認（rèn）為是（shì）Ⅱ級純水，Ⅱ級（jí）純（chún）水一般是（shì）將Ⅲ級純水再經過（guò）離子（zǐ）交換（huàn）或（huò）電滲（shèn）析而（ér）製成。它主要用於一般試劑的配製，普通化學實驗用水（shuǐ）及給超純（chún）水儀供水。

(3)Ⅰ級超純水是指物理純（chún）度大於（yú）18M—c m的水，電阻（zǔ）率為（wéi）18.2M—cm是Ⅰ級超純水的指標。Ⅰ級超純水是由Ⅲ級或Ⅱ級純水經（jīng）核子級離子交換樹脂再純（chún）化而來。

五、實（shí）驗室純水的供應模式

實（shí）驗室純水供應（yīng）模（mó）式分為（wéi）中 央（yāng）純（chún）水供應（yīng）模式和分散純水供應（yīng）模式（shì）兩種。

1.中 央（yāng）純水供應模（mó）式（shì）

中 央（yāng）純（chún）水供應模式（shì）是指設置純水（shuǐ）生產裝置（zhì），實驗室（shì）用水通過供水管（guǎn）道輸送（sòng）到各個實驗室用水點，無論是單個實驗（yàn）室還是一棟（dòng）實驗樓，實現從實驗室用水點的（de）純水龍（lóng）頭直接獲取（qǔ）實驗室純水或超純（chún）水。

優點：

(1)運行成本低（dī），管理集中。

(2)集體使用，不（bú）存在機器（qì）閑置可能。

(3)產量大，用水采用管網化，同一實驗室多點（diǎn）取水。

缺點：係統保證長期（qī）運（yùn）行，否則存在斷水風險。

2.分（fèn）散純（chún）水供應模式

分散純水供應模式（shì）是指在實驗室各用水點位置設置（zhì）純水機或成（chéng）品（pǐn）水。

優點：儀器有單獨的使用權，使（shǐ）用率（lǜ）高。

缺（quē）點：

(1)運行成本高，管理（lǐ）分散，消耗成本相對較高。

(2)桌麵定點台式安裝，定點取（qǔ）水，機型（xíng）產量小，流量小，工作效率低。

(3)若每個實驗組（zǔ）單獨購買，業（yè）主在該類產品上的投資（zī）總額非（fēi）常（cháng）高，可（kě）能會因（yīn）每個實驗組工（gōng）作情況不同而導（dǎo）致空置率提高（gāo）。

隨著實驗（yàn）室裝（zhuāng）備的發（fā）展（zhǎn），實驗室供（gòng）水的管網化與集中化已成為大型（xíng）實驗樓純水供應的發展（zhǎn）方向。