原理:活性炭具有巨大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu),能夠吸附水中的有機(jī)物,包括內(nèi)素等熱源物質(zhì)。活性炭的吸附作用主要是物理吸附,其表面的微孔可以容納熱源物質(zhì)分子,從而將其從水中去除。 操作要點(diǎn):選擇合適的活性炭種類很重要,例如,椰殼活性炭具有較高的吸附性能。在使用時(shí),要保證活性炭與水有足夠的接觸時(shí)間,一般可以通過(guò)控制水流速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí),要定期更換活性炭,因?yàn)殡S著吸附的進(jìn)行,活性炭的吸附位點(diǎn)會(huì)逐漸被占據(jù),當(dāng)吸附達(dá)到飽和后,就無(wú)法有效地去除熱源物質(zhì)了。此外,要注意活性炭的質(zhì)量,避免其本身含有雜質(zhì)而引入新的熱源。去離子水中重金屬離子近乎為零,符合高純度用水要求。遼寧介紹去離子水
熱源物質(zhì)的本質(zhì)與來(lái)源 熱源物質(zhì)主要是細(xì)菌內(nèi)素,它是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的外層成分,其化學(xué)本質(zhì)是脂多糖(LPS)。內(nèi)素的產(chǎn)生與微生物密切相關(guān),當(dāng)水中存在大量微生物時(shí),在微生物生長(zhǎng)、繁殖、死亡等過(guò)程中,內(nèi)素會(huì)被釋放到水中。此外,水中的其他有機(jī)雜質(zhì)也可能作為微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)源,間接促進(jìn)微生物滋生,從而增加熱源物質(zhì)的產(chǎn)生。 TOC 與微生物生長(zhǎng)的關(guān)聯(lián) TOC 表示水中總有機(jī)碳的含量,是衡量水中有機(jī)物質(zhì)總量的指標(biāo)。水中的有機(jī)碳化合物為微生物提供了碳源,這些有機(jī)物質(zhì)包括天然有機(jī)物(如腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類等)和人為引入的有機(jī)物(如工業(yè)污染物、管道滲出物等)。微生物利用這些有機(jī)碳進(jìn)行代謝活動(dòng),從而得以生長(zhǎng)和繁殖。較高的 TOC 含量意味著更豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),有利于微生物的滋生。過(guò)濾去離子水型號(hào)離子交換樹脂的壓實(shí)程度會(huì)影響水流分布與離子交換效率。
鱟試劑法(凝膠法)原理:鱟試劑是從鱟(一種海洋節(jié)肢動(dòng)物)的血液中提取的變形細(xì)胞溶解物,它含有能與內(nèi)素(主要的熱源物質(zhì))反應(yīng)的凝固酶原和凝固蛋白原。當(dāng)鱟試劑與含有內(nèi)素的樣品接觸時(shí),內(nèi)素會(huì)反應(yīng)凝固酶原,使其轉(zhuǎn)化為凝固酶,凝固酶進(jìn)一步作用于凝固蛋白原,使溶液形成凝膠。凝膠的形成與否以及形成的程度可以用來(lái)判斷樣品中是否含有內(nèi)素以及內(nèi)素的含量。操作步驟:首先將鱟試劑復(fù)溶,一般按照試劑說(shuō)明書的要求,用無(wú)熱原的水將鱟試劑溶解。然后取適量的純水樣品,與復(fù)溶后的鱟試劑混合,通常是在小試管中進(jìn)行,輕輕混勻,避免產(chǎn)生氣泡。將混合后的試管放入恒溫箱中,一般溫度設(shè)定為 37℃,孵育一定時(shí)間,通常是 60 - 90 分鐘。觀察結(jié)果,如果溶液形成堅(jiān)實(shí)的凝膠,判定為陽(yáng)性,說(shuō)明樣品中含有內(nèi)素;如果溶液仍然為液體,則判定為陰性,表明樣品中內(nèi)素含量低于檢測(cè)限。
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(cè)序等實(shí)驗(yàn),低 TOC 含量的純水是必要的。對(duì)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(duì)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(huì)在色譜圖上產(chǎn)生額外的峰,影響目標(biāo)化合物的檢測(cè)。 法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)的考量因素 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和各國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ISO 和各國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在制定 TOC 含量標(biāo)準(zhǔn)時(shí),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(zhǎng)期飲用安全,防止水中有機(jī)污染物對(duì)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(guò)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(lái)確定合理的 TOC 含量標(biāo)準(zhǔn)。其在生物技術(shù)的細(xì)胞分化研究中,可提供穩(wěn)定的分化環(huán)境。
制藥行業(yè):對(duì)于制藥行業(yè)的純化水,TOC 含量要求更為嚴(yán)格。一般要求純化水的 TOC 含量不超過(guò) 500μg/L,注射用水的 TOC 含量不超過(guò) 500μg/L(中國(guó)藥典規(guī)定)。這是因?yàn)樵谒幤飞a(chǎn)過(guò)程中,即使微量的有機(jī)碳化合物也可能與藥物成分發(fā)生反應(yīng),影響藥品質(zhì)量和安全性,或者作為微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)源,導(dǎo)致藥品污染。 電子工業(yè)(半導(dǎo)體制造等):在電子工業(yè)中,特別是半導(dǎo)體制造,超純水的 TOC 含量通常要求低于 1 - 10μg/L。這是由于在半導(dǎo)體制造過(guò)程中,即使極微量的有機(jī)碳雜質(zhì)也可能吸附在芯片表面,影響芯片的性能和質(zhì)量,如導(dǎo)致芯片短路、光刻精度下降等問(wèn)題。 實(shí)驗(yàn)室分析(高精度實(shí)驗(yàn)):在高精度化學(xué)分析和生命科學(xué)研究等實(shí)驗(yàn)室用途中,TOC 含量一般要求低于 10 - 100μg/L。例如,在液相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用(LC - MS)等高精度分析實(shí)驗(yàn)中,低 TOC 含量的水可以避免在分析過(guò)程中產(chǎn)生額外的峰,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。其在環(huán)境科學(xué)的水樣采集與保存中,可作為空白對(duì)照水樣。遼寧介紹去離子水
在環(huán)境科學(xué)研究中,去離子水用于水樣空白對(duì)照與稀釋。遼寧介紹去離子水
無(wú)機(jī)離子 陽(yáng)離子:盡管過(guò)濾系統(tǒng)可以有效去除有機(jī)碳化合物,但對(duì)于水中的一些陽(yáng)離子,如鈣(Ca2?)、鎂(Mg2?)、鈉(Na?)、鉀(K?)等,可能去除效果不佳。例如,活性炭過(guò)濾器主要針對(duì)有機(jī)物質(zhì)吸附,對(duì)這些陽(yáng)離子基本沒有去除能力;超濾過(guò)濾器由于其截留分子量主要針對(duì)大分子有機(jī)物和膠體,也無(wú)法有效去除這些陽(yáng)離子。而這些陽(yáng)離子在水中可能會(huì)導(dǎo)致水的硬度問(wèn)題,長(zhǎng)期飲用高硬度的水可能會(huì)增加患結(jié)石的風(fēng)險(xiǎn)。 陰離子:水中的陰離子如氯離子(Cl?)、硫酸根離子(SO?2?)、碳酸根離子(CO?2?)和碳酸氫根離子(HCO??)等也可能殘留。特別是在一些地區(qū),水中的氯離子含量較高,可能來(lái)自于自然環(huán)境或水處理過(guò)程中的消毒劑殘留。高濃度的氯離子可能會(huì)對(duì)金屬管道產(chǎn)生腐蝕作用,并且在一定條件下會(huì)與水中的其他物質(zhì)反應(yīng)生成有害物質(zhì)。遼寧介紹去離子水