实验室用水制备怎么办

实验室用水制备怎么办

哈斯满

四川省马尔康市疾控中心  624099

实验室用水是进行化验分析中用量最大的试剂，它在实验室的各项分析试验过程中扮演着不可或缺的角色，实验室用水的使用量大且频繁，其运输和储存都不太方便，为实验室的日常工作开展带来了较大的困扰。为应对该问题，许多疾控中心实验室纷纷采购了制水设备，以现场制备实验室所需的用水，本文将对实验室用水制备展开分析。

一、实验室用水类型

常见的实验室用水类型包括超纯水、双蒸水、三蒸水、去离子水、蒸馏水和RO水等。超纯水，也称为高纯水或UPW，具有较高的纯化程度，基本能够满足大部分实验用水需求。通常使用超纯水机或超纯水仪等设备来进行制备。这类水适用于高灵敏度的ICP/MS质谱分析、同位素分析，以及疾控中心、药检所、质检所、环监站、高校和科研机构等实验室以及各种高端精密仪器的用水需求。三蒸水主要用于注射用水，而双蒸水则是通过去除热源得到的超纯水，可以用作注射水，去离子水主要用于生物实验室中配制生物试剂的实验需求，RO水则是通过离子交换树脂和反渗透技术处理制造的纯水。

二、给水及纯水供应

针对实验楼水管网水压高于城市给水网的情况，建议给水系统添加设置变频恒压的供水装置，可有效控制水压，确保供水稳定。对于纯水供应应提前预埋管道，并采用集中式供水的方式。通过供水管道将纯水输送到各个实验室的用水处，该方式适用于一般实验室的需求。然而，对于理化类型的实验室，其对纯水的要求非常高。在这种情况下，建议采用分散供应的方式，以满足实验室对高纯水的特殊需求，具体做法可以根据疾控中心实验室的情况进行调整。

三、废水的排放以及处理

疾控中心排放的废水通常包含放射性物质、致病微生物、有机溶剂等各种混合有害物质。因此，实验室的排水管道必须单独设计，废水需要经过无害化处理后才能排放。同时，根据实验室的实验性质选择适合的排水管材。例如，如果实验室废水中含有酸碱性物质，则应选择PVC管材；而若含有有机溶剂废水，则选择陶瓷管或水泥管。对于实验室废水处理，有多种方法可供选择，包括生物法、化学法和物理法等。然而，由于疾控中心排放的废水成分复杂，建议进行综合处理后再排放。在设计排水系统的图纸完成后，需要向环保部门提交审核，并获得批复后方可实施，此类步骤和程序旨在确保实验室废水排放符合环保要求，并减少对环境造成的不良影响。

四、实验室用水制备

传统的制备方法包括蒸馏法、离子交换法和反渗透法，这些方法在实验室用水制备中被广泛采用。

第一，蒸馏法：蒸馏法是获取纯净水最常用、最简单也是最原始的方法，也是目前应用最广泛的制水方法。主要利用原水中各种物质具有不同的沸点来实现水质的纯化，蒸馏法可以分为一次蒸馏和多次蒸馏，一次蒸馏将不挥发会残留在容器中的物质除去，挥发的物质则进入蒸馏水的初始馏分中。由于馏分的前后部分纯度较低，在蒸馏过程中通常只收集中间的馏分，以提高三级水的纯度。为获得更纯净的三级水，可在蒸馏水中添加高锰酸钾溶液来去除有机物，或者加入非挥发性酸来将氨转化为不挥发的铵盐提高水质，选择合适的冷凝器也会影响制水的质量。

第二，离子交换法：离子交换法制备的纯水称为离子交换水，在分离和提纯方面有广泛的应用。当水经过阳离子交换树脂时，树脂会吸附水中的阳离子杂质，同时释放出置换出来的离子。然后，被置换出来的离子与阴离子交换树脂相互作用生成水，从而将原水中的杂质除去。离子交换法制备的分析实验室用水质量直接取决于过滤柱的质量。在选择过滤柱时，应充分考虑试验的需求，对于一些带有杂质或可能释放分解产物的过滤柱，应及时更换或丢弃，以确保用水的质量。

第三，离子交换法制水原理：离子交换法具有操作简单、设备简便、出水量大和成本相对低的优点，同时其工艺已经非常成熟。离子交换法可以有效去除原水中的大部分盐、碱和游离酸，但无法完全去除有机物和非电解质。为提高实验室用水的水质，通过串联一个阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的“混合交换柱”来实现。如此可以进一步去除水中的杂质，得到更为纯净的试验用水。值得注意的是，离子交换法制备的实验室用水通常可以满足一般试验的需求。但对于一些对水质要求较高的试验，可能需要采用其他更高级的纯化方法，如超纯水系统或其他更复杂的处理工艺，选择适当的水质纯化方法应根据实验室的具体需求和实验要求进行评估和决定。

第四，反渗透法：反渗透法是另一种常见的制备实验室用水的方法。该方法利用半透膜，只允许水通过，而不允许溶质通过。通过施加高于溶液渗透压的外部压力，原水中的溶质被阻止通过半透膜，从而使纯水从溶液中逆向渗透，实现水质的纯化。反渗透法具有节能的优点，其能耗仅为电渗析法和蒸馏法的一小部分。相对于其他水处理方法，反渗透法具有常温操作、设备简单、占地面积小、操作方便、能耗低以及出水质量好等优点。该方法能有效去除水中的无机盐、有机物、悬浮物和部分微生物等杂质。然而，反渗透法需要使用高压设备，且原水利用率较低，半透膜需要定期清洗，净化能力有限，一般只能获得二级用水。