在化学分析实验室中，纯水是使用最广泛、最重要的溶剂和试剂之一。其纯度直接影响实验结果的准确性、灵敏度和重现性。因此，化学检验员必须掌握分析用纯水的制备原理与方法，确保所用水质符合实验要求。

一、纯水的定义与重要性

纯水是指去除杂质（如无机离子、有机物、微生物、颗粒物、溶解气体等）后的水。在分析实验中，即使是微量杂质也可能干扰检测结果，尤其是在痕量分析、仪器分析和标准溶液配制中。

不同实验对水质要求不同，需根据国家标准（如GB/T 6682-2008）选择相应等级的水：

一级水（超纯水）：用于高精度分析（如HPLC、ICP-MS）

二级水（纯水）：用于常规定量分析

三级水（普通纯水）：用于器皿清洗或非关键实验

二、纯水的制备流程

现代实验室通常采用多级联用技术，通过多种纯化手段组合，逐步去除不同类型杂质。典型的纯水制备系统包括以下几个阶段：

1. 预处理（Pre-treatment）

目的：去除自来水中的大颗粒、余氯、有机物和部分微生物。

多介质过滤：去除泥沙、铁锈等悬浮物。

活性炭吸附：去除余氯、臭味、部分有机物和农药残留。

软化处理：用离子交换树脂去除钙、镁离子，防止后续反渗透膜结垢。

此阶段主要保护核心纯化单元，延长设备寿命。

2. 反渗透（Reverse Osmosis, RO）

原理：在压力作用下，使水分子通过半透膜，而绝大多数离子、有机物、细菌和颗粒物被截留。

可去除约95%～99%的无机盐、80%以上的有机物和微生物。

产出水接近二级水标准。

是纯水系统的核心环节之一。

RO水可用于日常实验、器皿冲洗和作为进一步纯化的水源。

3. 去离子（Deionization, DI）

原理：利用阴阳离子交换树脂吸附水中的阳离子（如Na⁺、Ca²⁺）和阴离子（如Cl⁻、SO₄²⁻），释放出H⁺和OH⁻，结合生成水。

可将电阻率提升至10～18 MΩ·cm。

与RO联用可制得高纯水。

树脂饱和后需再生或更换。

常见形式：混床树脂（阴阳树脂混合），纯化效率更高。

4. 超滤（Ultrafiltration, UF）

目的：去除分子量大于一定范围的大分子有机物、热原（内毒素）和微生物。

使用孔径0.01～0.1 μm的滤膜。

特别适用于生物、医药和细胞培养用水。

5. 紫外氧化（UV Photolysis）

目的：分解水中微量有机物，并杀灭细菌。

使用185 nm和254 nm双波长紫外灯：

185 nm：将H₂O和O₂生成臭氧和自由基，氧化有机物为CO₂和H₂O；

254 nm：破坏微生物DNA，实现杀菌。

显著降低总有机碳（TOC）含量。

6. 终端过滤（Final Filtration）

目的：去除最后残留的颗粒物和微生物。

使用0.22 μm或0.1 μm的微孔滤膜（通常为聚醚砜或PTFE材质）。

确保水质无菌、无颗粒。

此步骤后产出的水可达**一级水（超纯水）**标准。

三、纯水制备系统的类型

四、纯水制备的注意事项

水源质量：

自来水水质波动会影响系统性能，应定期监测进水TDS（总溶解固体）。

设备维护：

定期更换滤芯、活性炭、树脂和反渗透膜；

定期对系统进行化学清洗或巴氏消毒，防止微生物滋生。

运行监控：

实时显示电阻率、电导率、TOC、流速等参数；

记录水质数据，建立可追溯档案。

避免二次污染：

出水口保持清洁；

使用洁净容器取水，避免用手接触瓶口；

不得将使用过的水倒回贮水瓶。

现制现用：

超纯水暴露在空气中会吸收CO₂，导致pH下降、电阻率降低；

建议一级水即产即用，贮存不超过12小时。

五、常见问题及处理

六、总结

化学检验员应充分认识到纯水在分析工作中的关键作用，掌握纯水的制备原理与工艺流程。通过合理选择和维护纯水设备，严格按照操作规程运行，确保所用水质满足实验要求。

核心要点：

理解各级水的标准；

熟悉纯化技术的功能（RO、DI、UV、UF等）；

注重系统维护与水质监控；

坚持“按需取水、即产即用、防止污染”的原则。

只有高质量的纯水，才能保障高质量的分析结果。