環(huán)境監(jiān)測分析用水的質(zhì)量要求及純化分析

陳福高

（清遠(yuǎn)市清新區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 廣東清遠(yuǎn) 511800）

引言

在環(huán)境監(jiān)測實驗室分析中，水是重要因素，無論是配制溶液、儀器洗滌還是冷卻等場合下都需要應(yīng)用到水。水，也是實驗室分析中應(yīng)用量最大的試劑。應(yīng)用水的純度是監(jiān)測分析數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要保證。水中的細(xì)菌、藻類以及原生物等雜質(zhì)會影響環(huán)境監(jiān)測分析準(zhǔn)確性。因此，在制備分析用水時還需對其作純化處理。

1 環(huán)境監(jiān)測實驗室用水質(zhì)量要求

1.1 純度

環(huán)境監(jiān)測分析受到用水純度的影響。若水中存在污染物對監(jiān)測分析產(chǎn)生影響，應(yīng)去除這些物質(zhì)。此外，為確保監(jiān)測分析取得良好再現(xiàn)性結(jié)果，應(yīng)保持水質(zhì)純水的穩(wěn)定。隨著環(huán)境監(jiān)測分析系統(tǒng)靈敏度的不斷增強(qiáng)，對用水純度的要求也越來越高。水的電阻率是判斷水質(zhì)純度的常用參數(shù)。去除水中離子，便會升高電阻率值（極限值為18.248MΩ·cm，25℃）。此外，用水水溫的變化會影響電離常數(shù)變化，也會影響電阻率值。

1.2 等級及應(yīng)用

環(huán)境監(jiān)測實驗室用水包括純水、去離子水、實驗室Ⅱ級純水及超純水四個等級。實驗室用純水應(yīng)在專門的制水間制備。（1）純水。屬于實驗室用水純化最低級別，純水常用于器皿清洗，或高壓滅菌器、清洗機(jī)等用水。電導(dǎo)率范圍通常為1-50us/cm。純水制備常由單一弱堿性陰離子交換樹脂或反滲透、單次蒸餾即可獲得。（2）去離子水。去離子水有相對較高的細(xì)菌污染及有機(jī)物水平，常用于制備試劑、制備標(biāo)準(zhǔn)樣或稀釋樣品。去離子水電導(dǎo)率范圍通常為1.0-0.1us/cm。去離子水通常采用含較強(qiáng)陰離子交換樹脂的混床離子交換獲得。（3）實驗室Ⅱ級純水。實驗室Ⅱ級純水能夠滿足多用途需求，如溶液稀釋、細(xì)胞培養(yǎng)活微生物研究。其電導(dǎo)率常＜1.0us/cm，TOC＜50ppb，CUU/mL＜1?？赏ㄟ^雙蒸餾獲取，或整合RO與離子交換、EDI等制取。（4）超純水。超純水的顆粒、細(xì)菌含量、電阻率等為達(dá)到理論純度極限。其電阻率可達(dá)18.2MΩ·cm，總有機(jī)碳＜10ppb，濾除0.1um或更小，細(xì)菌含量＜1CFU/mL。主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測中的離子色譜、高效液相色譜等精密分析。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)及儲存

實驗室用水標(biāo)準(zhǔn)主要有：ISO、美國臨床病理學(xué)會試藥用水標(biāo)準(zhǔn)，以及我國的《中國國家實驗室分析用水標(biāo)準(zhǔn)》、《中國國家電子超級純水規(guī)格》等。其中，《中國國家實驗室分析用水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：（1）一級標(biāo)準(zhǔn)：pH(25℃)：—；電導(dǎo)率：≤0.1us/cm；比電阻：≥10MΩ·cm；可氧化物質(zhì)：—；吸光度：≤0.001cm，蒸發(fā)殘渣：—；可溶性硅＜0.01mg/L。一級水需現(xiàn)配現(xiàn)用，并進(jìn)行衛(wèi)生隔離；（2）二級標(biāo)準(zhǔn)：pH(25℃)：—；電導(dǎo)率：≤1.0us/cm；比電阻：≥1MΩ·cm；可氧化物質(zhì)：＜0.08；吸光度：≤0.01cm，蒸發(fā)殘渣：≤1.0；可溶性硅＜0.02mg/L。二級水應(yīng)用干凈容器裝取，短期適量儲存；（3）三級標(biāo)準(zhǔn)：pH(25℃)：5.0-7.5；電導(dǎo)率：≤5.0us/cm；比電阻：≥0.2MΩ·cm；可氧化物質(zhì)：＜0.40；吸光度：—，蒸發(fā)殘渣：≤2.0；可溶性硅：—。三級水事先準(zhǔn)備適量，并存儲于預(yù)先用同級別水沖洗侯的容器。

2 環(huán)境監(jiān)測實驗室用水純化措施

實驗室用水純化是保證實驗室分析的必要條件，以達(dá)到實驗室分析監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。目前，實驗室用水提純的方法主要有蒸餾法、離子交換法、反滲透法、電滲析法等。

2.1 蒸餾法

將水的形態(tài)從“液態(tài)—氣態(tài)—液態(tài)”，實現(xiàn)污染物與水分離的目的。該法耗電量較大，產(chǎn)1L水的耗電達(dá)1KW電力。理論上，蒸餾法可去除水中各種污染物，但提純產(chǎn)生效率較慢，故，常先儲存再備用。

2.2 離子交換法

離子交換樹脂通過與氫離子及氫氧根離子交換，去除水中離子的效果。通常，水中離子根據(jù)其相對電荷密度競爭離子交換樹脂的交換點而被樹脂吸附。把RO膜設(shè)置于離子交換前，提升水質(zhì)純度，且填料使用壽命更長。離子交換法常用于超純水制備。

2.3 反滲透法

該法提純實驗室用水是用于小于1nm濾除直徑污染物。常用的反滲透方式可濾除水中90%以上粒子污染物中達(dá)幾乎全部微粒及大部分有機(jī)物等污染物。反滲透法的純化功效顯著，但產(chǎn)水效率較低，常用作儲水箱暫存產(chǎn)成水備用。

2.4 電滲析法

結(jié)合離子選擇性通透膜與離子交換樹脂，一級直流電去除水中離子化雜質(zhì)的提純技術(shù)。電滲析法解決了離子交換樹脂諸多局限，如，當(dāng)離子交換柱耗竭時離子雜質(zhì)釋放、重填、再生離子交換柱等事項。電滲析法產(chǎn)生的電阻率可達(dá)5-17MΩ·cm（25℃），TOC＜20ppb。

結(jié)語

環(huán)境監(jiān)測實驗室分析用水用于稀釋、溶解以及制備溶液，因此，對水質(zhì)要求較高，需要經(jīng)過凈化，并根據(jù)不同分析要求和標(biāo)準(zhǔn)，做好水質(zhì)提純，以確保實驗室分析結(jié)果的真實、準(zhǔn)確。