純水，也被稱為純化水或實驗室級水，是指經過過濾或多種純化方式以去除水總雜質，而達到的純度較高水，為了讓其適合在實驗室環境中使用。
純水通常分為三級-------I級、II級和III級，每一級都有自己的純度規格，根據不同的實驗需求應用不同級別的水。I級通常稱為超純水，是最為純凈的，用于較為精密或對雜質較為敏感的應用。在實驗室使用時，每種級別的水都要通過儀器儀表進行監控，使其滿足實驗標準或者行業標準。
本指南將概述不同級別的純水、它們的規格要求以及它們在哪些應用中使用。
為什么我們需要純水？
純水已經在商業和工業實驗室中使用了幾十年，并普遍用于制藥和醫療行業。在這些實驗環境中，為了確保實驗的重復性和可靠性消除可能產生的干擾準確性和精確度的污染物，純水是非常重要的。
另外，純水可以確保一些精密實驗室設備和分析儀器的安全和穩定的運行，減少因維護和修理而導致的實驗停機時間，有助于降低成本。
除了保持持續監測外，還應該正確的使用不同級別的水，以防止造成污染，得到不準確的結果。水的純化費用相對昂貴，因此不合理的大量使用I級超純水用于任何實驗，會產生昂貴的費用。因此，識別水的純度和使用正確的不同類型的水是很重要的。
不同級別的純水
實驗室用水主要分為三個級別。III級純水級別最低，一般用于沖洗玻璃器皿等；I級超純水級別最高，一般用于精密儀器和對雜質較為敏感的實驗，這一級的水一般用于商業、工業和科研實驗室，如科學實驗、診斷測試和分析儀器，在這些實驗中需要高純度的水來減少和消除污染物，保持結果的正確性、準確性和重復性。
純水的分類
純水有很多不同的要求和參數，根據這些要求和參數可以將水分為三個級別，I級超純水是純度最高的。這種分級方式區分了在實驗室不同需求分別應用哪一種級別的水。
為了區分不同級別的水，需要對水的各種成份和可能的污染物進行評估和檢測，這些檢測包括以下內容：
電導率
這涉及到測量水中的離子含量和無機雜質，以微西門子/厘米為單位進行測量 (µS/cm)。電導率通常在評估從 "原水 "到 "純水"的水時使用。電導率提供了一個水中大多數離子總含量的水平。
電阻率
電阻率的測量單位是歐姆（Ω·cm）。它與電導率成反比，可用于測量水中大多數離子的總含量。通過使用專用的設備，如電阻率儀，可以測量水對電流的抵抗程度
有機化合物
通常用于I類水，你可以使用TOC（總有機化合物）來幫助定義純度水平。這可以提供一個有機雜質的含量水平。通常儀器是通過先氧化有機化合物，再量化氧化產物而達到檢測總有機化合物的目的。
不同級別的水采用不同的方法生產，用于不同的應用，在實驗室內發揮不同的作用，因此確定實驗所需的純水級別是非常重要的。
以下是對三種級的水及其在實驗室中的具體功能和用途的詳細介紹：
| III級水 III級純水也被稱為初級水，與另兩個級別的水相比，其純度最低。由于這個原因，III級純水通常用于一般非關鍵的實驗，也可以作為I級和II級水純化設備的進水。這種級別的水是通過介質過濾器，碳過濾器和反滲透模塊產生的，這是一個粗純化過程，可以去除大約90~99%的污染物。 III型水通常用于實驗室基本應用，也適合一些清洗工作，例如玻璃器皿、加熱浴和其它非關鍵應用。此外，III類水可以用作為高壓滅菌器的進水和I類超純水生產設備的進水。 為了滿足III級水的要求，通常電阻率應大于4MΩ·cm，電導率應小于0.25μS/cm。此外，總有機碳含量應低于200ppb。 | II級水 II級水也被稱為實驗室級水，有較高的純度，經常用于實驗室標準應用、測試等。 這種類型的水可以通過反滲透模塊和離子交換模塊生產。這個過程中包括合成樹脂成份，由氫離子或羥基離子取代原水中的離子。II級水也可以通過反滲透或電滲析結合連續電去離子技術（CEDI）生產。 在實驗室環境中，II型水可用于一般的實驗，如緩沖液的制備、樣品的稀釋、微生物的分析、PH電極的校準和電化學實驗。此外，II型水也可以為洗瓶機、高壓滅菌器和臨床分析儀提供進水，防止管路和設備內部結垢。 II級水通常電阻率應大于1 MΩ·cm，電導率小于1µS/cm。總的有機碳含量低于50 ppb。 |
| I級水 I級水是純度最高的水，通常被稱為超純水。這種級別的水用于關鍵應用和精密設備；一般應滿足分析實驗室的用水要求。 生產超純水通常要經過拋光模塊，一般這種模塊是安裝在超純水機內的。 I級水是極易受污染的，當超純水遠離其生產過程后極短的時間就會被容器或周圍大氣污染，因此不應將其存在罐或桶中，應該隨用隨取。 由于I型具有高的純度水平，它可以廣泛用于分析設備等各種設備和實驗，包括氣相色譜、流式細胞儀、液相色譜儀、原子吸收光譜儀和分子生物學實驗、聚合酶鏈式反應、TOC分析、細胞和組織培養。此外，I級水還可用于分子生物學的樣品稀釋和試劑制備。 要達到I級水的標準，通常電阻率應大于18 MΩ·cm，電導率應小于0.056µS/cm，總有機碳含量應低于50ppb。 | |
純化方法
自然界的水中含有各種可溶解的污染物，如溶解的氣體、細菌、有機化合物、顆粒和膠體。這些污染物即使是含量很小，也會影響測試結果和測試的準確性。
為了獲得純水，通常使用以下幾種方法：
蒸餾 蒸餾是一種常見的純化方法，可以去除水中大部分的雜質和污染物，如細菌、有機化合物和重金屬。首先需要煮沸液體，使其蒸發成蒸汽，最后冷卻蒸汽后形成蒸餾物。蒸發過程通常會分離雜質，然后可以分離出純水。 反滲透 反滲透是在高壓下將水推過反滲透膜來進行去離子處理。這種半透膜可以阻止污染物通過，如離子、細菌、顆粒和膠體。 | 去離子模塊 去離子模塊也被稱為DI模塊或離子交換模塊。去除的離子可以認為是水中的雜質，例如在城市水中常見的離子包括鎂、鈣和氯。去離子模塊的原理通常是用氫離子和羥基離子和水中雜質離子進行離子交換，重新結合產生純水。這種去離子的方法通常用于生產II級水。 |
參考標準：
為了幫助定義和確定水的純度水平，許多人參考了美國材料與試驗協會（ASTM International）制定的標準。然而，也有其他部門為針對不用的具體應用確定了自己的參數和標準。
| ASTM International ASTM是一個全球性組織，為各種產品和服務做開發并提供技術標準。關于超純水，ASTM用水中一些關鍵參數來定義不同的純度得水，如電導率，電阻率和總有機化合物等。除了這三級的水之外，ASTM還標定了IV級水，這種水是通過反滲透產生的，通常被用作I級或II級制水設備的進水。 ISO ISO是國際標準化組織，負責制定相關的國際標準。與ASTM不同，ISO將純水分為三個不同的等級，I級是純度最高的。ISO的水質參數包括ph值、電導率、吸光度和硅含量等。 | CLSI CLSI全名臨床和實驗室標準協會，是一個開發全球實驗室標準的組織，前身為NCCLS。CLSI沒有將水劃分為不同的類型或等級，而是主要關注臨床實驗室試劑水，這是他們認為在實驗室使用時應滿足的標準。臨床實驗室試劑水的參數包括電阻率達到10 MΩ·cm以上，細菌小于10cfu/ml，有機化合物小于500ppb，終端帶有一個0.22μm的過濾器。 |
定義和了解正確的水分級，對于在實驗室內保持高標準和獲得準確測試結果是至關重要的。盡管高純度水有各種各樣的參數、標準，有一定的復雜性，但專業的水純化設備和專業的設備服務商可以幫助簡化這一問題。
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