环境监测分析用水的质量要求及纯化分析

陈福高

（清远市清新区环境监测站 广东清远 511800）

引言

在环境监测实验室分析中，水是重要因素，无论是配制溶液、仪器洗涤还是冷却等场合下都需要应用到水。水，也是实验室分析中应用量最大的试剂。应用水的纯度是监测分析数据质量的重要保证。水中的细菌、藻类以及原生物等杂质会影响环境监测分析准确性。因此，在制备分析用水时还需对其作纯化处理。

1 环境监测实验室用水质量要求

1.1 纯度

环境监测分析受到用水纯度的影响。若水中存在污染物对监测分析产生影响，应去除这些物质。此外，为确保监测分析取得良好再现性结果，应保持水质纯水的稳定。随着环境监测分析系统灵敏度的不断增强，对用水纯度的要求也越来越高。水的电阻率是判断水质纯度的常用参数。去除水中离子，便会升高电阻率值（极限值为18.248MΩ·cm，25℃）。此外，用水水温的变化会影响电离常数变化，也会影响电阻率值。

1.2 等级及应用

环境监测实验室用水包括纯水、去离子水、实验室Ⅱ级纯水及超纯水四个等级。实验室用纯水应在专门的制水间制备。（1）纯水。属于实验室用水纯化最低级别，纯水常用于器皿清洗，或高压灭菌器、清洗机等用水。电导率范围通常为1-50us/cm。纯水制备常由单一弱碱性阴离子交换树脂或反渗透、单次蒸馏即可获得。（2）去离子水。去离子水有相对较高的细菌污染及有机物水平，常用于制备试剂、制备标准样或稀释样品。去离子水电导率范围通常为1.0-0.1us/cm。去离子水通常采用含较强阴离子交换树脂的混床离子交换获得。（3）实验室Ⅱ级纯水。实验室Ⅱ级纯水能够满足多用途需求，如溶液稀释、细胞培养活微生物研究。其电导率常＜1.0us/cm，TOC＜50ppb，CUU/mL＜1。可通过双蒸馏获取，或整合RO与离子交换、EDI等制取。（4）超纯水。超纯水的颗粒、细菌含量、电阻率等为达到理论纯度极限。其电阻率可达18.2MΩ·cm，总有机碳＜10ppb，滤除0.1um或更小，细菌含量＜1CFU/mL。主要应用于环境监测中的离子色谱、高效液相色谱等精密分析。

1.3 标准及储存

实验室用水标准主要有：ISO、美国临床病理学会试药用水标准，以及我国的《中国国家实验室分析用水标准》、《中国国家电子超级纯水规格》等。其中，《中国国家实验室分析用水标准》规定：（1）一级标准：pH(25℃)：—；电导率：≤0.1us/cm；比电阻：≥10MΩ·cm；可氧化物质：—；吸光度：≤0.001cm，蒸发残渣：—；可溶性硅＜0.01mg/L。一级水需现配现用，并进行卫生隔离；（2）二级标准：pH(25℃)：—；电导率：≤1.0us/cm；比电阻：≥1MΩ·cm；可氧化物质：＜0.08；吸光度：≤0.01cm，蒸发残渣：≤1.0；可溶性硅＜0.02mg/L。二级水应用干净容器装取，短期适量储存；（3）三级标准：pH(25℃)：5.0-7.5；电导率：≤5.0us/cm；比电阻：≥0.2MΩ·cm；可氧化物质：＜0.40；吸光度：—，蒸发残渣：≤2.0；可溶性硅：—。三级水事先准备适量，并存储于预先用同级别水冲洗侯的容器。

2 环境监测实验室用水纯化措施

实验室用水纯化是保证实验室分析的必要条件，以达到实验室分析监测标准。目前，实验室用水提纯的方法主要有蒸馏法、离子交换法、反渗透法、电渗析法等。

2.1 蒸馏法

将水的形态从“液态—气态—液态”，实现污染物与水分离的目的。该法耗电量较大，产1L水的耗电达1KW电力。理论上，蒸馏法可去除水中各种污染物，但提纯产生效率较慢，故，常先储存再备用。

2.2 离子交换法

离子交换树脂通过与氢离子及氢氧根离子交换，去除水中离子的效果。通常，水中离子根据其相对电荷密度竞争离子交换树脂的交换点而被树脂吸附。把RO膜设置于离子交换前，提升水质纯度，且填料使用寿命更长。离子交换法常用于超纯水制备。

2.3 反渗透法

该法提纯实验室用水是用于小于1nm滤除直径污染物。常用的反渗透方式可滤除水中90%以上粒子污染物中达几乎全部微粒及大部分有机物等污染物。反渗透法的纯化功效显著，但产水效率较低，常用作储水箱暂存产成水备用。

2.4 电渗析法

结合离子选择性通透膜与离子交换树脂，一级直流电去除水中离子化杂质的提纯技术。电渗析法解决了离子交换树脂诸多局限，如，当离子交换柱耗竭时离子杂质释放、重填、再生离子交换柱等事项。电渗析法产生的电阻率可达5-17MΩ·cm（25℃），TOC＜20ppb。

结语

环境监测实验室分析用水用于稀释、溶解以及制备溶液，因此，对水质要求较高，需要经过净化，并根据不同分析要求和标准，做好水质提纯，以确保实验室分析结果的真实、准确。