实验室如何制取超纯水？超纯水适和作为饮用水吗？
实验室如何制取超纯水？超纯水适和作为饮用水吗？
在追求健康生活的过程中，我们经常会被问到各种关于饮用水质量的问题，比如"超纯水能直接饮用吗？"这种问题。直接寻找答案当然简单直接，但若能深入探索超纯水的本质，了解其精确的制备流程和科学原理，不仅能满足我们的好奇心，也能让我们对这个问题有一个更全面和深入的理解。这种方法不仅增长了见识，还能让我们更准确地判断超纯水是否适合日常饮用。
什么是超纯水
超纯水更多的是与实验室是密切相关，区别于我们生活中常见的地下水、地表水、自来水等成分复杂的水源，超纯水成分单一，是实验室分析类试验中的主要试剂。
超纯水（Ultrapure water）又称UP水，是指电阻率达到18 MΩ*cm（25℃）的水。这种水中除了水分子外，几乎没有什么杂质，本质上更接近理论上的水—H2O。
水作为实验试剂，通常需要达到较高的纯度标准。这是因为普通水含有大量的无机物、有机物和溶解性气体等杂质，这些杂质可能对实验结果产生显著影响。此外，这些杂质也可能影响精密实验室设备和分析仪器的安全和稳定运行。因此，实验室使用的水几乎都是经过从普通水纯化处理后的。
以痕量分析为例，这种在各行各业广泛应用的分析方法，通过定性和定量的手段，覆盖从低灵敏度到超高灵敏度的测量范围。为了精准进行定量和定性分析，除了需要仪器检出限符合分析要求外，控制前处理污染和试剂空白至关重要。
在这一过程中，除了消除有机物基体的干扰之外，使用的实验用水必须是超纯水，目的在于尽可能降低空白背景值。这种对于成分分析实验的要求同样适用，凸显了超纯水在减少潜在污染中的关键作用。
超纯水相关的分类标准
经过提纯的水不一定都符合超纯水的标准，也并不是所有类型的提纯水都适合在实验中使用。纯水有明确的质量标准，根据不同的提纯方法，水的纯度被划分为不同的级别，每个级别的水适用于不同的实验场景。
根据国家标准GB/T 6682—2008《分析实验室用水规格和试验方法》规定，实验室用水按照杂质含量由高到低分为三个级别，即一级水、二级水、三级水。这一分级综合考量了水的pH值范围、电导率、可氧化物质含量、吸光度、蒸发残渣和可溶性硅（SiO2）含量等六个关键指标。
超纯水的制备方法
那这些纯水一般都是怎么来的呢，实验室用水纯化的方式有很多种，像蒸馏法、离子交换法、反渗透法及电渗析法都可以制备纯水。
①蒸馏法：基于水的形态变化，将水从液态转变为气态再转变为液态，从而实现水的提纯和杂质滤除；
②离子交换法：以交换树脂作为离子的传输媒介，利用水环境中氢离子和氢氧根离子的交换过程实现水中离子交换的目的。通过各电荷密度之间的竞争关系，让树脂媒介内部的交换点被离子占据，并将过滤膜置于离子交换发生前，以此提升水质的纯净度；
③反渗透法：利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将盐水与纯水分隔开的。这种方法需要高压设备， 原水利用率不高，只有75%~80%，而且净化能力有限，一般只能获得三级用水；
④电渗析法：利用离子通透膜和离子交换树脂，通过一级直流电将水中的离子提纯，控制离子杂质在释放和再生等过程中的幅度和数量，进而保障纯水的制取速度和纯净度。
实验室如何制取超纯水
对于二级水和三级水，常规方法足以满足其制备需求。然而，当涉及到超纯水的制备时，单一的处理方法往往难以达到所需的高纯度标准。
二级水和三级水的水质要求相对较低，其在储存后的水质变化对实验结果和仪器的影响较小，因此可以通过实验室自制或外部采购的方式获得。与之不同，超纯水较难储存，通常需要即时制备使用。鉴于分析实验中对水量和水质的高要求，为了节省时间和提高效率，许多实验室倾向于使用高效的纯水系统设备来直接制备所需的超纯水。
在痕量分析中，随着分析仪器灵敏度的提高，对实验用水的纯度要求也随之增加，通常需要使用超纯水。大规模采购超纯水的成本相对较高。
采用传统制水方法，需先对原水进行预处理，然后通过反渗透技术去除离子、总有机碳（TOC）、颗粒和溶解气体等常见杂质，最终利用离子交换等技术进一步提纯。这一过程不仅步骤复杂、耗时，而且原水的利用效率低，难以满足实验室对稳定且快速的纯水供给的需求。
所以也就不难理解为什么目前绝大多数实验室在纯水的供给上，都选择了纯水系统。
经过上述讨论，可以看出对超纯水的定义、使用场景以及制备过程已有一定的了解，同时也清楚了解到超纯水主要应用于实验室环境。回到最初的问题——超纯水是否适宜饮用？
考虑到人体长期摄入的饮用水需求，超纯水的制备初衷并非用于饮用。它主要被视为实验室用水，因此在实验室纯水系统的材料选择和日常维护中，通常不会依据饮用水的标准来执行。