環境監測分析用水的質量要求及純化分析

陳福高

（清遠市清新區環境監測站 廣東清遠 511800）

引言

在環境監測實驗室分析中，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用到水。水，也是實驗室分析中應用量最大的試劑。應用水的純度是監測分析數據質量的重要保證。水中的細菌、藻類以及原生物等雜質會影響環境監測分析準確性。因此，在制備分析用水時還需對其作純化處理。

1 環境監測實驗室用水質量要求

1.1 純度

環境監測分析受到用水純度的影響。若水中存在污染物對監測分析產生影響，應去除這些物質。此外，為確保監測分析取得良好再現性結果，應保持水質純水的穩定。隨著環境監測分析系統靈敏度的不斷增強，對用水純度的要求也越來越高。水的電阻率是判斷水質純度的常用參數。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變化，也會影響電阻率值。

1.2 等級及應用

環境監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、清洗機等用水。電導率范圍通常為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菌污染及有機物水平，常用于制備試劑、制備標準樣或稀釋樣品。去離子水電導率范圍通常為1.0-0.1us/cm。去離子水通常采用含較強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、細胞培養活微生物研究。其電導率常＜1.0us/cm，TOC＜50ppb，CUU/mL＜1。可通過雙蒸餾獲取，或整合RO與離子交換、EDI等制取。（4）超純水。超純水的顆粒、細菌含量、電阻率等為達到理論純度極限。其電阻率可達18.2MΩ·cm，總有機碳＜10ppb，濾除0.1um或更小，細菌含量＜1CFU/mL。主要應用于環境監測中的離子色譜、高效液相色譜等精密分析。

1.3 標準及儲存

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

2 環境監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，以達到實驗室分析監測標準。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

將水的形態從“液態—氣態—液態”，實現污染物與水分離的目的。該法耗電量較大，產1L水的耗電達1KW電力。理論上，蒸餾法可去除水中各種污染物，但提純產生效率較慢，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膜設置于離子交換前，提升水質純度，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幾乎全部微粒及大部分有機物等污染物。反滲透法的純化功效顯著，但產水效率較低，常用作儲水箱暫存產成水備用。

2.4 電滲析法

結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的提純技術。電滲析法解決了離子交換樹脂諸多局限，如，當離子交換柱耗竭時離子雜質釋放、重填、再生離子交換柱等事項。電滲析法產生的電阻率可達5-17MΩ·cm（25℃），TOC＜20ppb。

結語

環境監測實驗室分析用水用于稀釋、溶解以及制備溶液，因此，對水質要求較高，需要經過凈化，并根據不同分析要求和標準，做好水質提純，以確保實驗室分析結果的真實、準確。