1、水的基本性質(zhì)

1個(gè)水分子(H2O)是由1個(gè)氧原子和2個(gè)氫原子彎曲鍵結(jié)而成。由于正、負(fù)電荷的中心不一致，因此屬于性分子。當(dāng)2個(gè)水分子同時(shí)存在時(shí)，二者會(huì)由靜電交互作用與氫鍵結(jié)合，互相吸引并保持一定的距離。而1個(gè)水分子可以同時(shí)與4個(gè)水分子結(jié)合，形成晶體般的整齊結(jié)構(gòu)。

水分子聚合體中，由于氫鍵鍵結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會(huì)部分?jǐn)嗔?，而形成逐次移?dòng)變化的狀態(tài)，因此水在整體上呈現(xiàn)液態(tài)，而此結(jié)構(gòu)變化每秒可達(dá)1012次。

一般而言，水若含有適量的鈉、鉀離子及硅酸鹽等礦物質(zhì)，就會(huì)覺(jué)得好喝，若含有大量殘留的鹽類(lèi)，如鎂、鈣等非酸堿中性鹽類(lèi)，就會(huì)覺(jué)得難喝。也就是說(shuō)，所謂的水除了H2O外，還含有許多其它的成分，而這些成分的種類(lèi)和含量決定了水的味道。

水易溶解鹽類(lèi)，即使陰陽(yáng)離子經(jīng)由靜電的交互作用，很強(qiáng)的結(jié)合在一起，在水中也很容易電解。這是因?yàn)?，水分子可以和離子結(jié)合產(chǎn)生“水合離子”。離子的半徑很小，電荷大的離子會(huì)與水分子強(qiáng)力的交互作用，由水分子在離子的周?chē)o密排列。這時(shí)候，陽(yáng)離子會(huì)與帶負(fù)矩的氧原子相互作用，而陰離子則形成相反的結(jié)構(gòu)。

2、水中存在的雜質(zhì)

源水雜質(zhì)（共5類(lèi)） A. 電解質(zhì) B. 有機(jī)物 C. 顆粒物質(zhì) D. 微生物 E. 溶解氣體

A.電解質(zhì)：水中的電解質(zhì)包括可溶性無(wú)機(jī)物，有機(jī)物，以及帶電的膠體粒子。影響水的電導(dǎo)率。通常水的雜質(zhì)越多，水的電導(dǎo)率就會(huì)高。我們知道，雜質(zhì)多的水，對(duì)我們的化學(xué)分析會(huì)產(chǎn)生很不利的影響。電解質(zhì)中尤以陰陽(yáng)離子為主。一般可以通過(guò)用離子色譜法或原子吸收光譜法對(duì)其進(jìn)行含量測(cè)定。也可聯(lián)用質(zhì)譜法分析，對(duì)其中的位未知組分初步鑒定。

B.有機(jī)物：水中所含的有機(jī)物通常指有機(jī)酸和有機(jī)金屬化合物，測(cè)定方法通常為測(cè)定其化學(xué)耗氧量。

C.顆粒物質(zhì)：泥沙、塵埃、有機(jī)物、微生物等。可以用專(zhuān)門(mén)的顆粒測(cè)定器測(cè)定

D.微生物：細(xì)菌，浮游生物，藻類(lèi)等

E.溶解氣體：N2 、O2、CL2 、CO 、CO2等，可以用氣相色譜法測(cè)定其含量

3、實(shí)驗(yàn)用水所要求的純度

所謂實(shí)驗(yàn)，是指對(duì)現(xiàn)象所推測(cè)的假設(shè)加以驗(yàn)證的動(dòng)作。假設(shè)能否被證明為真理，與假設(shè)能否具有再現(xiàn)性的結(jié)果至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)性除了要有良好的技巧，還受到所用化學(xué)試劑的純度和分析儀器的精密度的影響。實(shí)驗(yàn)中用來(lái)配置溶液的化學(xué)試劑，及所使用的水的純度也非常重要。假設(shè)水中污染物對(duì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)會(huì)造成影響，就必須去除這些物質(zhì)。此外，為了取得良好的再現(xiàn)性結(jié)果，使用能保持穩(wěn)定水質(zhì)的純水是必要的。

隨著實(shí)驗(yàn)用的分析系統(tǒng)靈敏度的提高，對(duì)水的純度有了更高的要求。 1ppm=1mg/L 1ppb=1μg/L 1ppt=1ng/L=1μg/ml

4、水的純度的表示方法

在水中，將距離1cm的兩片表面積為1cm2大小的電加以通電，來(lái)監(jiān)測(cè)兩間的導(dǎo)電率，通過(guò)所加電壓和測(cè)得的電流能夠獲知兩間的電阻值，這個(gè)數(shù)值在水質(zhì)分析中通常被稱(chēng)為電阻率或比電阻，其單位用MΩ.cm(mega ohm-centimeter)來(lái)表示。

電阻率的倒數(shù)稱(chēng)為導(dǎo)電率或電導(dǎo)率，用μs/cm(micro Siemens per centimeter)來(lái)表示。

這兩個(gè)參數(shù)是表示水的純度的常用參數(shù)。

將自來(lái)水中的離子去除，會(huì)使得電阻率值升高（導(dǎo)電率降低），但并非無(wú)限制的增加，這是因?yàn)椴糠炙肿訒?huì)電離為氫離子和氫氧根離子，其電阻率值限值18.248MΩ.cm(25℃)。此外，電阻率值會(huì)隨著水的電離常數(shù)而改變，因而會(huì)受到水溫的影響。例如，25℃的超純水，其電阻值為18.2MΩ.cm,但在0℃則為84.2MΩ.cm, 100 ℃則為1.3MΩ.cm。在25 ℃附近，當(dāng)溫度上升1 ℃，其電阻值將下降0.84MΩ.cm。因此，多使用補(bǔ)償至25 ℃的電阻率值來(lái)做衡量標(biāo)準(zhǔn)。

此外像總有機(jī)碳含量（TOC），熱源內(nèi)毒素含量，細(xì)菌含量，顆粒含量，微生物含量，總?cè)芙夤腆w含量（TDS）等也常常被用作補(bǔ)充說(shuō)明水質(zhì)的重要參數(shù)。因此，水的純度標(biāo)準(zhǔn)通常由以上這些參數(shù)的一項(xiàng)或幾項(xiàng)來(lái)綜合說(shuō)明、分級(jí)。

5、純水的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)驗(yàn)室純水可分為4個(gè)常規(guī)等級(jí)：純水、去離子水、實(shí)驗(yàn)室Ⅱ級(jí)純水和超純水

純水：純化水平低，通常電導(dǎo)率在1－50μs/cm之間。它可經(jīng)由單一弱堿性陰離子交換樹(shù)脂、反滲透或單次蒸餾制成。典型的應(yīng)用包括玻璃器皿的清洗、高壓滅菌器、恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)箱和清洗機(jī)用水。

去離子水：電導(dǎo)率通常在1.0-0.1μs/cm之間。通過(guò)采用含強(qiáng)陰離子交換樹(shù)脂的混床離子交換制成，但它有相對(duì)較高的有機(jī)物和細(xì)菌污染水平，能滿足多種需求，如清洗、制備分析標(biāo)準(zhǔn)樣、制備試劑和稀釋樣品等。

實(shí)驗(yàn)室Ⅱ級(jí)純水：電導(dǎo)率＜1.0μs/cm，總有機(jī)碳（TOC）含量小于50ppb以及細(xì)菌含量低于1CFU/ml。其水質(zhì)可適用于多種需求，從試劑制備和溶液稀釋?zhuān)綖榧?xì)胞培養(yǎng)配備營(yíng)養(yǎng)液和微生物研究。這種純水可雙蒸而成，或整合RO和離子交換/EDI多種技術(shù)制成，也可以再結(jié)合吸附介質(zhì)和UV燈。

超純水：這種級(jí)別的純水在電阻率、有機(jī)物含量、顆粒和細(xì)菌含量方面接近理論上的純度限，通過(guò)離子交換、RO膜或蒸餾手段預(yù)純化，再經(jīng)過(guò)核子級(jí)離子交換精純化得到超純水。通常超純水的電阻率可達(dá)18.2MΩ-cm ，TOC<10ppb，濾除0.1μm甚至更小的顆粒，細(xì)菌含量低于1CFU/ml。超純水適合多種精密分析實(shí)驗(yàn)的需求，如液相色譜（HPLC），離子色譜（IC）和離子捕獲－質(zhì)譜。少熱源超純水適用于像真核細(xì)胞培養(yǎng)等生物應(yīng)用，超濾技術(shù)通常用于去除大分子生物活性物質(zhì)，如熱源（結(jié)果為<0.005IU/ml）以及無(wú)法檢測(cè)到的核酸酶和蛋白酶。

目前世界上比較通用的純水標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾個(gè)：

化組織，臨床病理學(xué)會(huì)（CAP）試藥級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試和材料實(shí)驗(yàn)社團(tuán)組織（ASTM），臨床試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（NCCLS），藥學(xué)會(huì)（USP）等。同時(shí)，我國(guó)也有相應(yīng)的純水標(biāo)準(zhǔn)：中國(guó)國(guó)家電子級(jí)超純水規(guī)格GB/T11446-1997和中國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格GB6682-92等。因此市面上絕大多數(shù)的純水系統(tǒng)，無(wú)論是進(jìn)口的還是國(guó)產(chǎn)的，都是依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)流程的。

6、純水的應(yīng)用

目前純水主要應(yīng)用在兩大領(lǐng)域：

一、生命科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域二、分析和常規(guī)應(yīng)用領(lǐng)域

生命科學(xué)應(yīng)用方面，主要有：細(xì)菌細(xì)胞培養(yǎng)，臨床生物化學(xué)，電泳，電生理學(xué)，酶聯(lián)免疫吸附分析，內(nèi)毒素分析，組織學(xué)，水栽培，細(xì)胞免疫化學(xué)，哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，介質(zhì)制備，微生物分析，分子生物學(xué)，單克隆抗體研究，植物組織培養(yǎng)，放射性免疫分析等等。

分析和常規(guī)應(yīng)用方面，主要有：蒸餾水器供水，蒸汽發(fā)生器，玻璃器皿清洗，樣本稀釋和試劑制備，超純水系統(tǒng)供水，固相萃取，普通化學(xué)，電化學(xué)，分光光度計(jì)，TOC分析，水質(zhì)分析，離子色譜，火焰法原子吸收，石墨爐原子吸收，液相色譜，液質(zhì)聯(lián)用（HPLC-MS），電耦合等離子光譜儀，等離子質(zhì)譜，痕量金屬檢測(cè)，氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）等等.

對(duì)水的純度要求高的幾個(gè)主要應(yīng)用：

電泳：電泳用水重要的要求是生物活性物質(zhì)諸如內(nèi)毒素（通常小于0.05EU/ml），核糖核酸酶和蛋白酶（不可測(cè)定）的去除。好用電阻率18.2 MΩ-cm，TOC<10ppb，0.1μm或更小孔徑的微濾以及細(xì)菌含量低于1CFU/ml的超純水作為供水。

內(nèi)毒素分析：從分離到細(xì)胞培養(yǎng)的各種應(yīng)用領(lǐng)域用水都要求規(guī)定內(nèi)毒素指標(biāo)，內(nèi)毒素大指標(biāo)范圍從0.25IU/ml到0.03IU/ml。對(duì)內(nèi)毒素分析，適用少內(nèi)毒素的超純水，通常是0.05IU/ml或更小。超濾是制造少內(nèi)毒素超純水的必須手段（上通常使用MWCO為5000道爾頓的超濾膜），而且可以結(jié)合UV等進(jìn)行光氧化。

石磨爐原子吸收光譜：石墨爐原子吸收與其他原子吸收光譜測(cè)定的不同之處是，其火焰爐被電子發(fā)熱石墨管或棒替代，能在元素分析中達(dá)到很高的靈敏度。石墨爐原子吸收要求*純水系統(tǒng)，提供ppt級(jí)的雜質(zhì)水平，18.2 MΩ-cm的電阻率和低TOC水平。內(nèi)置監(jiān)測(cè)儀提供純度保證，終的水質(zhì)指標(biāo)是由良好的預(yù)處理系統(tǒng)，加上連續(xù)循環(huán)流路和純水的超純化而實(shí)現(xiàn)。

電感耦合等離子光譜儀：在電耦合等離子光譜儀應(yīng)用中，對(duì)不同元素的靈敏度明顯不同，但金屬、過(guò)渡金屬、磷和硫檢測(cè)下限都在ppb范圍內(nèi)。電耦合等離子光譜儀對(duì)水的純度要求相當(dāng)嚴(yán)格，電阻率大于18 MΩ-cm的超純水是必須的，TOC的要求一般不太重要，前處理要求反滲透或離子交換。

等離子質(zhì)譜：等離子質(zhì)譜可被用于測(cè)定在ppt水平的元素。對(duì)這種靈敏的等離子質(zhì)譜分析工作，水的純度要求非常嚴(yán)格，要求水中雜質(zhì)在ppt水平，電阻率18.2 MΩ-cm和較低的TOC。終的水質(zhì)指標(biāo)是由良好的預(yù)處理系統(tǒng)，加上連續(xù)循環(huán)流路和純水的超純化而實(shí)現(xiàn)。

質(zhì)譜分析：質(zhì)譜能對(duì)混合物進(jìn)行痕量分析，由于其高靈敏度，要求高純度的用水。所有的樣本制備和前處理，例如固相萃取都需要超純水。要求水中雜質(zhì)在ppt水平，進(jìn)行有機(jī)物分析時(shí)要求電阻率18.2 MΩ-cm，非常低的TOC，一般指標(biāo)小于3ppb。

痕量金屬檢測(cè)：先進(jìn)的現(xiàn)代分析儀器不斷提升分析的靈敏度。痕量元素現(xiàn)在通過(guò)使用諸如等離子質(zhì)譜技術(shù)，可測(cè)定在ppt和亞ppt水平的物質(zhì)。痕量分析工作需要不含可測(cè)定成分的純水，并且水質(zhì)要求適用于嚴(yán)格靈敏的等離子質(zhì)譜工作。因此，試劑，標(biāo)準(zhǔn)樣稀釋和樣本制備均需要純度高的超純水，甚至需要在無(wú)塵室中操作。

隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的應(yīng)用開(kāi)始要求使用純度高的超純水。

7、超純水保持佳水質(zhì)的方法

超純水取水后很容易遭到環(huán)境污染，所以使用前取水（即取即用）方式時(shí)合適的。只有把超純水與環(huán)境接觸的時(shí)間縮到短，才能夠獲得純度高的超純水。

在配置高純度的化學(xué)試劑時(shí)，盡量不要使用長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)桶中存放的超純水，因?yàn)閮?chǔ)桶經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后，會(huì)因雜質(zhì)、微生物的污染而造成水質(zhì)的劣化，像這種水，在使用時(shí)已經(jīng)不再是超純水。純水儲(chǔ)桶好安裝空氣過(guò)濾器，防止環(huán)境因素造成的污染。

儲(chǔ)水桶請(qǐng)勿放置在日光直射處，水溫上升，容易造成微生物繁殖。特別是半透明儲(chǔ)水桶，也會(huì)因?yàn)槿展馔ㄍ付斐稍孱?lèi)繁殖。

超純水取水時(shí)一定要將初期的出水放掉，以獲得穩(wěn)定的水質(zhì)。

取水時(shí)讓超純水順著容器側(cè)壁流入，盡量不要讓氣泡產(chǎn)生，可降低空氣污染。

請(qǐng)不要在終端濾器后再連接軟管，使用直接取水的方式才能獲得純度高的超純水。

長(zhǎng)時(shí)間不用純水時(shí)，應(yīng)將壓力儲(chǔ)水桶中的RO水全部放掉以防止污染。

超純水機(jī)若長(zhǎng)時(shí)間不使用，再次使用時(shí)應(yīng)把初期純水充分放掉以確保水質(zhì)。

原則上，純水機(jī)應(yīng)至少每7—10天通水一次，以防止微生物污染。

超純水使用要點(diǎn)：

1.即取即用

2.排掉前端初期水

3.取水時(shí)避免產(chǎn)生氣泡