原理:利用水和熱源物質(zhì)(主要是細(xì)菌內(nèi)素等)沸點(diǎn)的差異來分離。水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸點(diǎn)是 100℃,而內(nèi)素等熱源物質(zhì)通常是一些大分子有機(jī)化合物,其沸點(diǎn)相對較高,在水沸騰汽化后,蒸汽中基本不含有熱源物質(zhì),將蒸汽冷卻凝結(jié)得到的蒸餾水熱源含量就會降低。 操作要點(diǎn):需要使用高質(zhì)量的蒸餾設(shè)備,例如采用石英材質(zhì)的蒸餾容器,因?yàn)槭⒕哂辛己玫幕瘜W(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,能減少在蒸餾過程中可能引入的雜質(zhì)。同時,要控制好蒸餾速度,避免液體暴沸。可以添加一些防暴沸的材料,如沸石,并且要確保整個蒸餾系統(tǒng)的密封性,防止外界的污染源進(jìn)入。在蒸餾過程中,還可以進(jìn)行多次蒸餾來進(jìn)一步降低熱源含量,例如二次蒸餾或三次蒸餾,每一次蒸餾都能去除一部分殘留的熱源物質(zhì)。去離子水在材料性能測試中,可提供純凈的測試介質(zhì)環(huán)境。北京教學(xué)用去離子水專賣
實(shí)驗(yàn)室分析(特別是高精度分析) 在高精度化學(xué)分析和生命科學(xué)研究領(lǐng)域,如色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用分析、基因測序等實(shí)驗(yàn),低 TOC 含量的純水是必要的。對于這類實(shí)驗(yàn),TOC 含量通常要求低于 10 - 100μg/L,這樣可以避免水中有機(jī)碳對分析結(jié)果的干擾,確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。例如,在液相色譜分析中,水中的有機(jī)碳雜質(zhì)可能會在色譜圖上產(chǎn)生額外的峰,影響目標(biāo)化合物的檢測。 法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)的考量因素 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和各國國家標(biāo)準(zhǔn) ISO 和各國國家標(biāo)準(zhǔn)在制定 TOC 含量標(biāo)準(zhǔn)時,綜合考慮了多方面因素。一方面是基于健康和安全的考慮,例如飲用水的 TOC 標(biāo)準(zhǔn)主要是為了確保居民長期飲用安全,防止水中有機(jī)污染物對人體健康造成潛在危害。一般飲用水的 TOC 標(biāo)準(zhǔn)在 2 - 5mg/L 左右。另一方面是考慮到不同行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用需求,通過征求行業(yè)意見、進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究和工業(yè)驗(yàn)證,來確定合理的 TOC 含量標(biāo)準(zhǔn)。北京教學(xué)用去離子水專賣其在環(huán)境科學(xué)的廢水處理研究中,可作為對比實(shí)驗(yàn)用水。
制藥行業(yè) 在制藥行業(yè),對于注射用水和純化水,TOC 含量要求極為嚴(yán)格。因?yàn)橛袡C(jī)碳雜質(zhì)可能會影響藥品質(zhì)量和安全性。例如,在注射劑的生產(chǎn)中,水中過高的 TOC 含量可能會與藥物成分發(fā)生反應(yīng),或者作為微生物生長的營養(yǎng)源,引發(fā)藥品污染。所以,制藥行業(yè)通常要求注射用水的 TOC 含量不超過 500μg/L,純化水的 TOC 含量不超過 5mg/L。這些嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)是為了確保藥品的純度和穩(wěn)定性,符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)的要求。 電子工業(yè)(半導(dǎo)體制造等) 半導(dǎo)體制造過程對純度要求極高,水是半導(dǎo)體制造過程中清洗和蝕刻等步驟的關(guān)鍵材料。即使微量的有機(jī)碳雜質(zhì)也可能導(dǎo)致芯片缺陷。例如,在光刻過程中,水中的有機(jī)碳可能會吸附在硅片表面,影響光刻精度。因此,電子工業(yè)中使用的超純水要求 TOC 含量一般低于 1 - 10μg/L,以滿足高精度芯片制造的需要。
世界衛(wèi)生組織(WHO)和各國國家標(biāo)準(zhǔn):不同國家和組織對于飲用水的 TOC 安全標(biāo)準(zhǔn)有所差異。一般來說,世界衛(wèi)生組織推薦飲用水的 TOC 含量應(yīng)低于 5mg/L。在歐盟國家,飲用水的 TOC 標(biāo)準(zhǔn)大多也在這個水平左右。美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)規(guī)定飲用水的 TOC 沒有一個污染物水平(MCL),但有一個二級飲用水標(biāo)準(zhǔn)(非強(qiáng)制),建議 TOC 不超過 4mg/L,這主要是基于對水質(zhì)的美學(xué)和感官方面的考慮,如避免異味和變色。在中國,生活飲用水的 TOC 標(biāo)準(zhǔn)是不超過 5mg/L。這些標(biāo)準(zhǔn)是綜合考慮了水中有機(jī)碳化合物對人體健康的潛在風(fēng)險、消毒副產(chǎn)物的形成以及水的感官質(zhì)量等因素而制定的。 實(shí)際健康風(fēng)險評估:從健康風(fēng)險角度看,當(dāng) TOC 含量低于這些標(biāo)準(zhǔn)時,水中有機(jī)碳化合物所帶來的直接健康風(fēng)險(如化學(xué)毒性、微生物滋生風(fēng)險)相對較低。例如,在這個含量范圍內(nèi),水中因有機(jī)碳導(dǎo)致的消毒副產(chǎn)物形成量也在可接受范圍內(nèi),從而減少了人們接觸致畸消毒副產(chǎn)物的風(fēng)險。同時,這樣的 TOC 含量也有助于控制水中微生物的生長,因?yàn)榭杀晃⑸锢玫挠袡C(jī)營養(yǎng)源相對有限。其在生物制藥工藝中,有助于維持蛋白質(zhì)等生物分子的活性。
活性炭過濾器 原理:活性炭具有巨大的吸附表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu),可以吸附水中的有機(jī)物質(zhì),從而降低 TOC 含量。活性炭的吸附主要是物理吸附過程,其表面的微孔能夠捕獲有機(jī)分子。 操作要點(diǎn):選擇質(zhì)量可靠的活性炭過濾器,定期更換活性炭濾芯。一般來說,根據(jù)家庭用水量和水質(zhì)情況,每 3 - 6 個月更換一次濾芯較為合適。在安裝活性炭過濾器時,要按照產(chǎn)品說明書正確安裝,確保水流經(jīng)過活性炭層,以達(dá)到良好的過濾效果。 超濾過濾器 原理:超濾是一種膜分離技術(shù),超濾膜的孔徑一般在 0.001 - 0.1μm 之間,能夠截留水中的大分子有機(jī)物、膠體、細(xì)菌等雜質(zhì)。通過超濾過程,水中的有機(jī)碳化合物被阻擋在膜的一側(cè),從而降低 TOC 含量。 操作要點(diǎn):在使用超濾過濾器時,要注意正確的安裝和維護(hù)。定期對超濾膜進(jìn)行清洗,以防止膜的堵塞。可以采用定期反沖洗的方式,一般每周進(jìn)行 1 - 2 次反沖洗,每次反沖洗時間根據(jù)產(chǎn)品說明設(shè)置,以恢復(fù)超濾膜的過濾性能。離子交換樹脂的分層現(xiàn)象會影響去離子水的離子去除效果。河南實(shí)驗(yàn)室去離子水銷售公司
去離子水在食品加工的飲料調(diào)配中,可優(yōu)化飲料口感與色澤。北京教學(xué)用去離子水專賣
原理:超濾是一種加壓膜分離技術(shù),以超濾膜為過濾介質(zhì)。超濾膜的孔徑比反滲透膜大,一般在 0.001 - 0.1μm 之間,能夠截留大分子有機(jī)物、細(xì)菌和內(nèi)素等熱源物質(zhì)。水在壓力作用下通過超濾膜,而熱源物質(zhì)被截留在膜的上游側(cè),從而實(shí)現(xiàn)熱源物質(zhì)與水的分離。 操作要點(diǎn):超濾過程中,要根據(jù)需要處理的水量和水源中熱源物質(zhì)的含量合理選擇超濾膜的面積和截留分子量。對于純水中熱源的去除,一般選擇截留分子量較小(如 1 - 10 萬道爾頓)的超濾膜,以確保有效截留內(nèi)素等熱源物質(zhì)。同樣,要注意超濾膜的清洗和維護(hù),因?yàn)槟さ奈廴緯绊懫溥^濾效果。可以采用物理清洗(如反沖洗)和化學(xué)清洗相結(jié)合的方式,延長超濾膜的使用壽命。北京教學(xué)用去離子水專賣