实验室纯水标准与制备：RO反渗透技术的应用
由于水源中含有各种大小杂质，因此，不论在生活中为了喝到干净的、健康的水，或者是实验室中需要使用纯净的水，我们会使用各种水纯化组件。而其中RO反渗透技术，在生活中和实验室中都有着广泛的应用，它的特别之处，在于它的过滤方式。
生活中的渗透现象
说反渗透技术之前，我们一定听过或者见过渗透现象。爱做饭的朋友，应当深谙渗透原理。用盐水腌萝卜，可以去除掉萝卜中的水分，让萝卜变得更脆爽。
所谓的渗透原理，其实就是两边渗透压的不同，一般情况下，浓度越高的液体，渗透压就越大，那么水分就会从浓度高的地方，流向浓度低的地方，从而让两边的渗透压逐渐达到平衡。
这也就是为什么高浓度盐水，能够渗透掉萝卜中的水分，并且盐浓度越高，渗透出的水分也越多。
反方向的水
而反渗透技术，也是通过主要半透膜两边的压力差形成的。区别在于，在反渗透技术中，溶剂的运动方向是相反的。
也就是说，当压力高于自然渗透压时，是水分子就能通过膜孔，从而达到过滤水中杂质的效果，像水中的无机物、有机物、细菌和颗粒等等，被半透膜过滤掉了。因为反渗透去除污染物的效果很强，很多家庭的净水器都使用了反渗透净水系统。
比如需要连接电源和下水口的厨下净水器，就有很大可能是反渗透净水系统。原因是需要有电动泵，为系统提供反渗透压力，并且系统会产水废水。
实验室纯水相关的分类标准
在实验室中，大部分时间我们会使用实验室标准的纯水，实验室纯水有相关的标准，根据提纯方法的不同，水的纯度分为不同级别，适用的场景也不尽相同。
按照国家标准GB/T 6682—2008《分析实验室用水规格和试验方法》规定。
实验室用水根据其含有杂质的含量从高到低，综合水的pH值范围、电导率、可氧化物质含量、吸光度、 蒸发残渣、可溶性硅（SiO2）含量6个指标，可依次分为一级超纯水、二级纯水、三级纯水。
- 一级水，一般用于有严格要求的分析试验，包括对颗粒有要求的试验，如高效液相色谱仪、电感耦合等离子发射光谱仪等精密仪器分析用水；
- 二级水，可用于痕量分析等试验，如原子吸收光谱分析用水，因为其中杂质含量略高于超纯水，为减少对实验的影响，一般实验室通常采用超纯水代替纯水进行试验，实际试验中纯水应用相对较少；
- 三级水，在日常检测中用量最大，不仅可以用于一般的化学分析试验、溶液配制等，还可用于反应器皿和仪器配件等容器的清洗。
实验室中的反渗透系统
除了家用的反渗透系统，在实验室纯水制备工艺中，反渗透也有着非常广泛的应用。几乎所有的实验室纯水系统中，都需要利用反渗透技术，对自来水进行初步纯化。这正是因为反渗透技术有异于其它纯化技术显著优势。
从下图我们可以看到，RO反渗透技术对于源水中常见的离子、有机物、颗粒物、胶体、细菌和病毒等污染物，都有比较好的去除效果，并且去除率能到到95%以上。
因此反渗透技术非常适合作为初步纯化的组件。在实验室中常见的“三级水”、“反渗透水”、“RO水”指的就都是经过RO反渗透技术过滤过的纯水啦。
纯水的应用
以常规供水应用为例，一般属于三级纯水，只需要去除大部分的各种不同类别的污染物，降低硬度，避免设备结垢、管路堵塞即可。
一般实验应用的要求，则在三级纯水之上，不仅要去除明显的污染物，还需要再去除水中含有的相关离子，以减少离子对实验的干扰。
针对关键的分析应用，对水质的要求更高，需要一级超纯水。像比较常见的HPLC等痕量分析实验，必须去除痕量离子、痕量有机物、颗粒物，以提高痕量分析精度和再现性。
而生命科学相关的关键实验，要求比一级超纯水的要求还要高，需要进一步去除所敏感的杂质，比如微生物、内毒素、核酸酶等生物负载。
总结：RO反渗透技术，能够非常容易就制备出三级纯水，也就是我们常说的RO水。而诸如二级纯水和一级超纯水，甚至是超一级水，都是在纯化设备下游增加另外的纯化组件，一步一步去除杂质后提取出来的。通过这样一项技术获得的纯水，最终杂质去除率能够高达95%~98%左右。
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