水的纯度对实验的影响应该不用特别强调了,这是每一个身为实验室工作者都了解的,今天咱们就讲一讲那些你不知道的实验室用水知识。
表示水的纯度的常用参数
100 ℃则为1.3MΩ.cm。在25 ℃附近,当温度上升1 ℃,其电阻值将下降0.84MΩ.cm。因此,多使用补偿至25 ℃的电阻率值来做衡量标准。
二、总有机碳含量(TOC)
三、内毒素(Endotoxin)
革兰氏阴性细菌的脂多糖细胞壁碎片,又称之为“热原”,单位cuf/ml。
通用的纯水标准
几个比较通用的国际标准:
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国际标准化组织(ISO);
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美国临床病理学会(CAP)试药级用水标准;
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美国测试和材料实验社团组织(ASTM);
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临床试验标准国际委员会(NCCLS);
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美国药学会(USP)等。
我国也有相应的纯水标准:
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中国国家电子级超纯水规格GB/T11446-1997;
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中国国家实验室用水规格GB6682-92。
纯水的分级标准 水中存在的杂质 水的纯化技术 1、微孔深层过滤 超纯水保持最佳水质的方法
2.排掉前端初期水
3.取水时避免产生气泡
•可溶性有机物:木质素、单宁、腐植酸、内毒素、RNA分解酶、农药、三氯甲烷、环境荷尔蒙物质、界面活性剂、有机溶剂
•微粒子:铁锈、胶体、悬浮物、固体颗粒
•微生物:细菌类、藻类
•大部分活性碳是由椰壳或煤在有水蒸气和CO2的条件下,经800-1000℃煅烧而形成具活性的木炭,经过酸洗去掉残余氧化物和其他溶解物质。用于水处理的活性碳通常孔径范围在500-1000nm之间,每克比表面积大约1000m2,通常是颗粒状压缩成型的,并装填于纯化柱中以防止产生太过微细颗粒污染下游。
•活性碳的巨大表面和海量微孔以及吸附的物质,成为微生物的繁殖地。微生物的生长可以通过添加非溶解性生物杀灭剂到碳中,如银,得到部分抑制。活性碳柱需要定期更换以保持最少的细菌含量。
•由于其出色的纯化功效,反渗透是一项对去除绝大部分杂质非常具成本效益的技术。不过,其产水速度相对较低,所以使用时通常配以储水箱暂存产成水以备使用或进一步纯化。反渗透装置保护后续系统免收胶体和有机物的堵塞或污染,其后续系统通常配备离子交换或电渗析装置。
•离子交换树脂床放在小型滤柱或大型滤筒中使用,一般使用一段时间后就要更换,此时阴阳离子交换基团已经替换了树脂中大部分H+和OH-的活性点。通过将RO膜设置在离子交换之前的方式,可得到更纯的水质并延长填料的使用寿命,该方法经常用于生产高纯度超纯水的实验室纯水系统中。这种方法也可避免离子交换树脂表面被大的有机物分子堵塞,从而降低其交换能力。
•水通过一个或多个在阳离子或阴离子选择膜之间填满离子交换树脂的管腔,在电场的作用下,离子在离子交换树脂间向管腔的两侧移动并进入另外的管腔,这个过程中也会电解产生维持树脂处于再生状态所需的H+和OH-。流向两侧独立管腔的离子被水冲刷掉。
•通常,EDI的产成水电阻率可达到5-17MΩ-cm(在25℃时),总有机碳含量(TOC)低于20ppb。由于系统内化学和电环境的作用抑制微生物生长,使细菌水平达到最小化。一般来说,EDI不能产生电阻率18.2MΩ-cm的超纯水。必须在EDI之后放置离子交换柱才可生产18.2MΩ-cm的超纯水,并且因为水中只有极少数量的离子存在,所以延长了离子交换柱的使用寿命。
•像RO一样,蒸馏法生产纯水的速度较慢,所以蒸馏水必须先储存起来以备日后使用。
•蒸馏水器非常耗电——每生产1升纯水通常耗费1KW电力。依据蒸馏水器的不同设计,蒸馏水的电阻率大约能达到1MΩ-cm,因为空气中的CO2会溶入蒸馏水中迅速降低其电导率。新鲜蒸馏水是无菌的,但如果保存不当,一段时间后就不再是无菌的了。
•所截留的颗粒物包括微生物或其代谢物和可溶性物质,可能再次从滤器中沥滤出来,所以对微滤器的适当维护(定期消毒和周期性更换)是必要的,使其性能保持在理想水平。新安装的滤器通常要求在使用前冲洗以去除可能含有的可萃取污染物。
•对于保障超纯水在颗粒、细菌和热源含量等各项指标上保持稳定的高质量,超滤法是一项出色的技术。国际上通行的用于超纯水仪的超滤膜截留分子量是5000道尔顿。
•254nm波长的射线具备最强的杀菌能力,能破坏DNA和RNA聚合酶,只需低量就可有效阻止细菌的复制,较高剂量时有杀菌作用。UV灯组件和UV灯本身的设计应提供足够的UV剂量以避免活菌的滋生并抑制微生物生长。
•先进的超纯水系统都会使用这种双波长的紫外灯组件。
凯得菲(KDF)是高纯度的铜/锌合金颗粒,它通过微电化学氧化-还原反应(Redox)进行水处理工作,在与水接触时,合金中的两种金属在亚微观尺度上构成无数小的原电池系统,这种材料在水中具有强大的反应能力和极快的反应速度,可以清除水中高达99%的氯和水中溶解的铅、汞、镍、铬等金属离子和化合物。对抑制细菌、真菌、污垢、水藻的滋生效果卓著。被用于预处理、主处理与废水处理设备。凯得菲(KDF)完善或取代现有技术,可大辐度延长了系统寿命,减少重金属、微生物、污垢,降低了总费用,减化系统维护。
(1) 去除强氧化剂(余氯)
凯得菲(KDF)具有强大的还原能力,能去除水中的各种强氧化剂,对余氯特别有效。
(2)去除重金属
凯得菲(KDF)处理介质可以去除水中的多种重金属离子,如铅、汞、铜、镍、镉、砷、锑、铝和其他许多可溶性重金属离子,它们的去除是通过置换反应和物理和化学吸附反应来完成的。凯得菲(KDF)去除重金属离子的机理如下:金属离子吸附于凯得菲(KDF)处理介质的表面并与凯得菲(KDF)中的锌发生置换反应,生成的金属或吸附在凯得菲(KDF)表面,或进入凯得菲(KDF)晶格中,从而使有毒重金属污染物结合在凯得菲(KDF)上。例如,水中溶解的铅离子还原成不溶性的铅原子,并吸附于凯得菲(KDF)介质的表面,汞离子与凯得菲(KDF)也发生类似的反应,X射线衍射研究发现汞的去除是形成了铜-汞合金。
在应用膜法进行水处理时,如果选用地下水作水源,水中可能存在硫化氢,硫化氢如被氧化成硫磺就会污染滤膜表面,凯得菲(KDF)过滤介质有去除硫化氢的功能,生成的硫化铜不溶于水,可在凯得菲(KDF)介质反冲洗时去除
(4)减少悬浮固体
凯得菲(KDF)处理介质的颗粒平均尺寸大约为60目,最小的颗粒约110目,也能起到物理过滤去除悬浮物质的作用,通常凯得菲(KDF)过滤介质能够有效地去除直径小于至50μm的颗粒。
(5)减少矿物质结垢
(6)抑制微生物繁殖
凯得菲(KDF)处理介质不是通过一种机理、而是几种机理控制微生物的生长繁殖,通过每一种的单独作用或协同作用来达到抑制微生物的作用。主要机理包括:氧化还原电位的变化,氢氧根离子和过氧化氢的形成,介质中锌的溶出等。在一般情况下,凯得菲(KDF)处理介质作为反渗透膜的预处理手段时,能够抑制细菌、藻类等微生物的繁殖,从而防止了微生物对膜的破坏。
•在配置高纯度的化学试剂时,尽量不要使用长时间储桶中存放的超纯水,因为储桶经长时间使用后,会因杂质、微生物的污染而造成水质的劣化,像这种水,在使用时已经不再是超纯水。
•纯水储桶最好安装空气过滤器,防止环境因素造成的污染。
•储水桶请勿放置在日光直射处,水温上升,容易造成微生物繁殖。特别是半透明储水桶,也会因为日光通透而造成藻类繁殖。
•超纯水取水时一定要将初期的出水放掉,以获得稳定的水质。
•取水时让超纯水顺着容器侧壁流入,尽量不要让气泡产生,可降低空气污染。
•长时间不用纯水时,应将压力储水桶中的RO水全部放掉以防止污染。
•超纯水机若长时间不使用,再次使用时应把初期纯水充分放掉以确保水质。
•原则上,纯水机应至少每7—10天通水一次,以防止微生物污染。