超純水是指蒸熘殘留物低千幾個微克／升或者納克／升的水， 是目前世界上電導(dǎo)率最低的水。生命科學(xué)領(lǐng)域是需要超純水的主要領(lǐng)域之一，在生命科學(xué)研究中， 必須重視除去水中的微生物、熱源物質(zhì)和無機離子等。通常超純水的制備體系包括了原料水的過濾以及活性炭吸附等前處理過程和反滲透、離子交換、精細過濾、超濾、殺菌等深層處理過程。
一、水中雜質(zhì)包括哪些？
天然水中通常含有5類雜質(zhì)：
第一類是電解質(zhì)， 包括帶電粒子。常見的陽離子有H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cu2+ 等；常見的陰離子有F-、 Cl- 、NO3-、HCO3-、HSiO3- 等。
笫二類是有機物質(zhì)， 如有機酸、農(nóng)藥、燒類、醇類和酯類等。
第三類為顆粒物。
第四類為微生物。
第五類為溶解氣體,包括N2、O2 、Cl2、H2S、CO、CO2 、CH4 等, 所謂水的純化， 就是要除掉這些雜質(zhì)。雜質(zhì)去除得越徹底， 水質(zhì)也就越純凈。
第一類是電解質(zhì)， 包括帶電粒子。常見的陽離子有H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cu2+ 等；常見的陰離子有F-、 Cl- 、NO3-、HCO3-、HSiO3- 等。
笫二類是有機物質(zhì)， 如有機酸、農(nóng)藥、燒類、醇類和酯類等。
第三類為顆粒物。
第四類為微生物。
第五類為溶解氣體,包括N2、O2 、Cl2、H2S、CO、CO2 、CH4 等, 所謂水的純化， 就是要除掉這些雜質(zhì)。雜質(zhì)去除得越徹底， 水質(zhì)也就越純凈。
二、實驗室用水標(biāo)準(zhǔn)分類
國家對分析實驗室的用水規(guī)格進行了技術(shù)規(guī)定， 將其分為三個級別。
其中一級水用于要求嚴(yán)格的分析實驗， 如液相色譜分析用水等；
二級水用于無機痕量分析， 如原子吸收光譜分析用水等；
三級水用于一般化學(xué)分析實驗。
國家對分析實驗室的用水規(guī)格進行了技術(shù)規(guī)定， 將其分為三個級別。
其中一級水用于要求嚴(yán)格的分析實驗， 如液相色譜分析用水等；
二級水用于無機痕量分析， 如原子吸收光譜分析用水等；
三級水用于一般化學(xué)分析實驗。
三、水的純化技術(shù)
（一）蒸餾
蒸餾器皿的材質(zhì)包括了玻璃整流器、石英整流器和金腐材質(zhì)蒸餾器。其中金屬材質(zhì)有銅、不銹鋼和白金等。按蒸餾的次數(shù)可將蒸餾過程分為一次、二次和多次蒸餾。此外， 為了去掉一些特殊的雜質(zhì)， 還需采取一些特殊的措施， 例如， 預(yù)先加人一些高猛酸鉀可去除易氧化物， 加人少許磷酸可去除三價鐵， 加人少許不揮發(fā)酸可制取無氨水等。
（二）離子交換
離子交換(ion exchange)是水純化中去除離子最常用的方法。采用離子交換樹脂行離子交換是通過自來水中的正離子與離子交換樹脂中的H+ 交換． 負離子與離子交換樹脂上的OH-交換， 從而達到純化水的目的。離子交換樹脂經(jīng)過一段時間的使用后，需要再生或更換。通過離子交換去除離子， 能除去幾乎所有的離子物質(zhì)， 但無法去除有機物。
（三）反滲透
反滲透(reverse osmosis, RO)是目前應(yīng)用最廣的一種脫鹽技術(shù)， 與超濾和微孔過濾同稱為膜分離技術(shù)。滲透是水通過一個半透膜從低濃度流向高濃度的一邊． 如果使用一個高壓泵對商濃度溶液提供大于滲透壓的壓力， 水分子將被迫通過半透膜到達低濃度的一邊， 這一步驟稱為反滲透。反滲透可以濾除90%~99％的絕大多數(shù)污染物．
（四）電滲析
電滲析(electronic dialysis, ED)是利用離子交換膜的選擇透過性進行工作。電滲析器主要組成部分是離子交換膜， 分為陽膜和陰膜． 陽膜只允許陽離子通過而陰離子被阻擋， 而陰膜只允許陰離子通過而陽離子被阻擋。
（五）電析去離子技術(shù)
電析去離子(electrodeionizaion, EDI) 又稱電除鹽， 是20世紀(jì)90年代國際上逐步發(fā)展起來的新型純水、超純水制備技術(shù)， 是純水生產(chǎn)技術(shù)史上的一次革命性的進步．該技術(shù)巧妙地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)相融合， 通過陰、陽離子交換膜對陰、陽離子的選擇性透過作用與離子交換樹脂對離子的交換作用， 在直流電場的作用下實現(xiàn)離子的定向遷移， 從而完成水的深度除鹽， 同時， 水電離產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對離子交換樹脂進行再生， 因此不齋酸堿化學(xué)再生而能連續(xù)制取超純水。該項技術(shù)操作簡單，且具有優(yōu)異的環(huán)保特性， 使?jié)崈羯a(chǎn)技術(shù)在電子、電力、醫(yī)藥、化工和實驗室等領(lǐng)域得到日趨廣泛的應(yīng)用.。
（六）微孔過濾
微孔過濾又稱亞微米過濾， 是采用一個0.2um孔徑的膜或者中空纖維濾膜， 濾除直徑范圍為0.02~ 10um的微粒． 微孔過濾所用的膜是對稱膜， 操作壓力為0.1~2atm, 主要用于去除細菌、微魚的懸浮顆粒及較大顆粒的膠團。
（七）消毒滅菌
通過超濾器或精密過濾器雖然可以去除水中的部分細菌， 但卻不能抑制細菌的滋生和繁殖、因此必須殺死水中的全部細葫。目前朵常用的滅菌方法有紫外線滅菌和臭氧滅菌。紫外線輻射是一種非電離輻射， 穿透力差， 表面灼燒強， 生物效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)都很敏感。一般認為紫外線殺菌是體內(nèi)核酸吸收了紫外線的能量而改變了其自身的結(jié)構(gòu)， 進而破壞了核酸的功能所致， 當(dāng)核酸吸收的能量達到致死量且又保持一定的照射時間時， 細菌便
大量死亡。254nm是核酸最大吸收波長， 可用來除去系統(tǒng)中的細菌。紫外線殺菌的特點是：速度快、效率高， 不會改變水的物理化學(xué)性質(zhì)， 對純
水不會造成附加物所帶人的污染． 無任何有害化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生， 無任何污染。紫臭氧(03)是一種強氧化劑， 用千水消稻且不產(chǎn)生二次污染， 適應(yīng)性強(pH5.5~9. 5, 水溫0~35℃都適應(yīng)），在水中能除色、除臭、直接殺菌和滅活病鋸令與水反應(yīng)后轉(zhuǎn)成溶解氧存在于水中， 使純水成為高氧水， 它是飲用水、純凈水最理想、最受歡迎的消毒劑。
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