什么是純水

　　超純水是美國(guó)科技界為了研制超純材料（半導(dǎo)體原件材料、納米精細(xì)陶瓷材料等）應(yīng)用蒸餾、去離子化、反滲透技術(shù)或其它適當(dāng)?shù)某R界精細(xì)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的水，這種水中除了水分子（H20）外，幾乎沒(méi)有什么雜質(zhì)，更沒(méi)有細(xì)菌、病毒、含氯二惡英等有機(jī)物，當(dāng)然也沒(méi)有人體所需的礦物質(zhì)微量元素，超純水無(wú)硬度，口感較甜，又常稱為軟水，可直接飲用，也可煮沸飲用。美國(guó)、西歐和日本等國(guó)從來(lái)沒(méi)有把超純水納入到飲用水范圍內(nèi)，而我國(guó)卻已有上萬(wàn)家企業(yè)生產(chǎn)這種超純水，原因即在于超純水的生產(chǎn)技術(shù)比較成熟，生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)設(shè)備較為簡(jiǎn)單，對(duì)水源要求也不十分嚴(yán)格，可以是自來(lái)水、河水、湖水、江水、地表水等，zui容易直接滿足人們飲用無(wú)污染物的干凈水的迫切需求，充分迎合了我國(guó)居民水越純凈越健康的心理，超純水甚至被某些廠商說(shuō)成是飲水的zui高境界，造成超純水即是*健康水的印象，有意無(wú)意混淆飲水干凈、飲水衛(wèi)生與飲水健康概念，在前幾年的確有不少消費(fèi)者誤以為只要水純凈就萬(wàn)事大吉，另外，超純水口味較甜，易入口，所以超純水也就很容易打開(kāi)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，加之生產(chǎn)成本不高，尤其是水資源與運(yùn)輸成本極低，利益巨大，一時(shí)間眾多廠商各顯神通，超純水名目繁多，花樣層出不窮，到了令人眼花繚亂、目不暇接的程度。

　

　　近年來(lái)隨著對(duì)超純水的種種談?wù)摰纳钊牒退a(chǎn)生的一些后果逐步被人們所認(rèn)識(shí)，超純水市場(chǎng)開(kāi)始出現(xiàn)萎縮，價(jià)格不斷走低，5加侖桶裝水竟然賣(mài)到了1．5元／桶，看來(lái)市場(chǎng)末日已為期不遠(yuǎn)。這種水與人類(lèi)傳統(tǒng)飲用水有原則性差別，它zui終對(duì)人類(lèi)引起什么樣的生態(tài)效應(yīng)還有待進(jìn)一步觀察，但有一點(diǎn)值得特別注意，這種水分子的極度串聯(lián)和線團(tuán)化結(jié)構(gòu)，即所謂凝聚狀態(tài)結(jié)構(gòu)，核磁共振測(cè)得圖譜顯得很寬，中科院有關(guān)單位用氫譜測(cè)得結(jié)果是：純凈水26.9Hz，蒸餾水36.8Hz，而天然水為8.8Hz，即純凈水呈大分子團(tuán)狀態(tài)，水的分子團(tuán)越大，從水處理學(xué)角度看水的生命活力越弱，越不易通過(guò)細(xì)胞膜，人體細(xì)胞很難吸收，并使細(xì)胞膜兩側(cè)引起嚴(yán)重的濃差電位，膜內(nèi)不通過(guò)膜壁的那些細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的電離型離子逆向滲透到細(xì)胞膜外側(cè)的純凈水線團(tuán)中，致使身體內(nèi)有益的生命相關(guān)元素向體外流失，減弱人體免疫力，易引發(fā)某些疾病。有些敏感的人感覺(jué)越喝越不解渴，越想喝，長(zhǎng)久下來(lái)感覺(jué)無(wú)力，正在成長(zhǎng)的小孩有比較突出的副作用，現(xiàn)在越來(lái)越多的地方教委開(kāi)始意識(shí)到這一問(wèn)題。1997年3月上海市科委第078號(hào)文中強(qiáng)調(diào)指出，“從營(yíng)養(yǎng)角度講，飲水是提供人體必需的礦物質(zhì)和微量元素的重要途徑之一”， “中小學(xué)生正處于生長(zhǎng)和智力發(fā)育階段加上好動(dòng)而損耗許多礦物質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽，如果長(zhǎng)期飲用純凈水，對(duì)中小學(xué)生的健康成長(zhǎng)造成影響”。

 

　　另外，純凈水PH值為5～7，下限值甚至低于酸雨污染的指標(biāo)5.6，而人體血液PH值范圍為7.3～7.45，呈微堿性，人類(lèi)幾千幾萬(wàn)年來(lái)均是飲微堿性的自然水而生存，體內(nèi)環(huán)境體內(nèi)腸道微生態(tài)區(qū)系統(tǒng)均適應(yīng)微堿性水，喝叫值接近或略高于人體體液微堿性的水比較有利于人體健康。因此，客觀的講，超純水，只能稱為“干凈水”或“衛(wèi)生水”，并不是理想的飲用水，超純水離人類(lèi)營(yíng)養(yǎng)、健康的要求相距甚遠(yuǎn)。聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署專(zhuān)家指出，純凈水從科學(xué)觀念和技術(shù)上犯了哲學(xué)家黑格爾早就指出的“嬰兒和洗澡水一起拋掉”的哲學(xué)錯(cuò)誤在實(shí)驗(yàn)室中，自來(lái)水不能滿足實(shí)驗(yàn)操作，如：生命科學(xué)研究過(guò)程中，對(duì)水中的多種污染物十分敏感，尤其重金屬和可溶性有機(jī)物；HPLC中要求的超純水等。鑒于此，幾個(gè)專(zhuān)業(yè)研究組織建立了水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這些組織是：美國(guó)化學(xué)社團(tuán)組織（ACS），美國(guó)測(cè)試和材料實(shí)驗(yàn)社團(tuán)組織（ASTM）,臨床試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（NCCLS）,美國(guó)藥學(xué)會(huì)（USP）。我們主要依NCCLS標(biāo)準(zhǔn)，將水質(zhì)分為，TypeⅠ、Ⅱ、Ⅲ和特殊用水。

 

Ⅰ級(jí)水；測(cè)試用時(shí)要求zui小的干擾物和zui大的純度和精度，如原子吸收、痕量元素分析等。

 

Ⅱ級(jí)水：測(cè)試用時(shí)有可容忍的細(xì)菌存在，例如，不用保存的一般試劑的制備等。

 

Ⅲ級(jí)水：一般洗刷用水，制備高純度純水用水，配制微生物培養(yǎng)基用水等。

 

特殊用水：操作過(guò)程中要求除去特殊的污染物，例如組織/細(xì)胞培養(yǎng)中除去熱源，HPLC中除去痕量有機(jī)物等。

 

　　自來(lái)水中的污染物：

　　1. 粒子：包括沙礫，水泵中的殘片等。這些粒子會(huì)堵塞閥、濾膜、管道及反滲透膜等。一般用過(guò)濾，顯微鏡方法可檢測(cè)出。

　　2. 可溶無(wú)機(jī)物：指使水變硬的Ca、Mg、Si等物質(zhì)。CO2、N、P等物質(zhì)。測(cè)試方法一般用電阻率和電導(dǎo)系數(shù)。

　　3. 可溶有機(jī)物：如，除草劑、殺蟲(chóng)劑、氣溶膠、動(dòng)植物組織腐蝕物。

　　4. 微生物：水的表面有各種各樣的微生物，包括細(xì)菌、原生物、藻類(lèi)等。

純化水技術(shù)：

　　

　　通常的水純化系統(tǒng)，主要采用以下的純化水技術(shù)：

　　1. 去離子 ：實(shí)驗(yàn)室中生產(chǎn)純水zui常用的方法。去離子過(guò)程即是，自來(lái)水中的正離子與離子交換樹(shù)脂中的H+ 離子交換。自來(lái)水中的負(fù)離子與離子交換樹(shù)脂上的OH-離子交換，從而達(dá)到純化水的目的。因此，離子交換樹(shù)脂經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，都要再生或更換。通過(guò)離子交換去除離子。能除去幾乎所有的離子物質(zhì)。在25oC時(shí)，電阻率達(dá)到18.2MΩ。如果只用去離子化手段，不能生產(chǎn)出超純水。因?yàn)殡x子交換樹(shù)脂的微小碎片會(huì)在操作中被沖刷掉而殘留；柱內(nèi)不流動(dòng)的水也會(huì)增加額外的細(xì)菌滋生的可能；zui后去離子也不能除去水中溶解的有機(jī)物。

 

　　2. 反滲透 ：滲透是水通過(guò)一個(gè)半透膜從低濃度流向高濃度的一邊。如果使用一個(gè)高壓泵對(duì)高濃度溶液提供比滲透壓差大的壓力，水分子將被迫通過(guò)半透膜到低濃度的一邊，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。因?yàn)樗霰姷募兓?，反滲透是水純化系統(tǒng)的一個(gè)非常有效的技術(shù)。因?yàn)榉礉B透能去除大部分的污物，所以它經(jīng)常被用做為預(yù)處理手段，能顯著地延長(zhǎng)去離子柱的使用時(shí)間。經(jīng)反滲透處理的水是高品質(zhì)的預(yù)純水，適合許多實(shí)驗(yàn)室常規(guī)使用。

 

　　3. 活性碳過(guò)濾：化學(xué)吸附去除氯，有機(jī)吸附除去可溶性有機(jī)物。因?yàn)榉礉B透膜對(duì)氯和可溶性有機(jī)物比較敏感，所以碳柱常放在RO膜前去除這些物質(zhì)。

　　

　　4. 微孔過(guò)濾：或稱亞微米過(guò)濾。用一個(gè)0.2微米孔徑的膜或者中空纖維濾膜，濾除大于0.2微米的污染物。微濾過(guò)濾掉來(lái)自碳柱的碳微粒。離子樹(shù)脂的碎片和任何可能進(jìn)入純化水系統(tǒng)的細(xì)菌。

 

　　5. 超濾：超濾被用來(lái)除去純化水中所有直徑大于0.01微米的微粒、熱源、微生物

　　

　　6. 紫外氧化或光氧化：采用254 nm的紫外光除去系統(tǒng)中的細(xì)菌。采用185nm斷裂或離子化有機(jī)物長(zhǎng)鏈，為后續(xù)的去離子和有機(jī)吸收做準(zhǔn)備。