生命之源丨史上最全的【水】知识解读!

2019-09-03 10:31:36 admin 2

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水,乃生命之源,变化无常又化生万物。在医疗机构中,种类繁多,感控人常听到:“软水、硬水、蒸馏水、纯水、灭菌用水、注射用水、透析用水”等诸多不同名称的水。

 

他们之间有什么不同?跟着这篇文章,我们层层深入,更进一步了解。

 

 

 

 

水为什么常是液态?

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1个水分子(H2O)是由1个氧原子和2个氢原子以共价键结合而成。由于正、负电荷的中心不一致,因此属于极性分子。当2个水分子同时存在时,二者会由静电交互作用与氢键结合,互相吸引并保持一定的距离。而1个水分子可以同时与4个水分子结合,形成晶体般的整齐结构(这是我国科学家在国际上首次拍摄到的水分子内部结构)。

 

水分子聚合体中,由于氢键结合的网状结构会部分断裂,而形成逐次移动变化的状态,因此水在整体上呈现液态,而此结构变化每秒可达1012次。

 

 

 

水的味道?

 

 

一般而言,水若含有适量的钠、钾离子及硅酸盐等矿物质,就会觉得好喝,若含有大量残留的盐类,如镁、钙等非酸碱中性盐类,就会觉得难喝。也就是说,所谓的水除了H2O外,还含有许多其它的成分,而这些成分的种类和含量决定了水的味道。

 

 

 

水中杂质知多少?

 

 

可溶性无机物:无机盐类、溶解气体、重金属、硬度成分(钙、镁等)

可溶性有机物:木质素、单宁、腐植酸、内毒素、RNA分解酶、农药、三氯甲烷、环境荷尔蒙物质、表面活性剂、有机溶剂

微粒子:铁锈、胶体、悬浮物、固体颗粒

微生物:细菌类、藻类

 

 

 

评价水质的常用指标是啥?

 

 

1、电阻率(electrical resistivity):

在水中,将距离1cm的两片表面积为1cm2大小的电极加以通电,来监测两极间的导电率,通过所加电压和测得的电流能够获知两极间的电阻值,这个数值在水质分析中通常被称为电阻率或比电阻,其单位用MΩcm(兆欧姆厘米)来表示。电阻率的倒数称为电导率,用μS/cm(微西门子每厘米)来表示。这两个参数是表示水纯度的最常用参数。

 

将自来水中的离子去除,会使得电阻率值升高(导电率降低),但并非无限制的增加,这是因为部分水分子会电离为氢离子和氢氧根离子,其电阻率的极限值18.248MΩcm(25℃)。此外,电阻率值会随着水的电离常数而改变,因而会受到水温的影响。例如,25℃的超纯水,其电阻值为18.2MΩcm,但在0℃则为84.2MΩcm,100℃则为1.3MΩcm。在25℃附近,当温度上升1℃,其电阻值将下降0.84MΩcm。因此,一般常用25℃的电阻率值作为衡量标准。

 

2、总有机碳(Total Organic Carbon,TOC):

指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。水中有机物的种类很多,通常作为评价水体有机物污染程度的重要依据。单位为ppm或ppb。

 

3、内毒素(Endotoxin):

革兰阴性细菌的脂多糖细胞壁碎片,由菌体裂解后释出的毒素,又称之为“热原”。单位EU/ml。

 

 

 

医之水解读

 

 

1、原水

指未经过处理的水。从广义上来说,对于进入水处理工序前的水也称为该水处理工序的原水。那么医疗机构用水的原水就是城市自来水。

 

2、蒸馏水(Distilled Water,dH2O)

利用液体混合物中各组分挥发度的差别,使H2O汽化并随之使蒸气部分冷凝分离而得的水,能去除自来水内大部分的污染物,但挥发性的杂质无法去除,如二氧化碳、氨、二氧化硅以及一些有机物。要注意:新鲜的蒸馏水是无菌的,但储存后细菌易繁殖;此外,储存的容器也很讲究,若是非惰性的物质,离子和容器的塑形物质会析出造成二次污染。

 

双蒸水(Distillation-distillation Water,ddH2O)

经过2次蒸馏而得的水,水中的无机盐、有机物、微生物、可溶解气体和挥发性杂质含量极低,且除去了热源,一般可以用于注射用水。

 

3、纯水(RO水)

通过反渗透膜(Reverse Osmosis)过滤后的水,能够去除95%以上的离子态杂质。纯水又称纯净水,是指以符合生活饮用水卫生标准的水为原水,通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法,制得的密封于容器内,且不含任何添加物,无色透明,可直接饮用的水。市场上出售的太空水、纯净水均属纯水,但纯水还是少喝为好,因为里面并没有太多人体需要的矿物质。

 

4、去离子水(Deionized Water)

把水里的阴阳离子都除掉的水。主要通过RO膜和混床树脂来把水中的离子除掉。应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子,但水中仍然存在可溶性的有机物,可以污染离子交换柱从而降低其功效,去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。从自来水到去离子水一般要经过几步处理:先通过石英砂过滤颗粒较粗的杂质,再分别依次通过阴阳离子交换柱去除离子,然后加压通过反渗透膜,最后一般还要经过一步紫外杀菌以去除水中的微生物。假如此时电阻率还没有达到要求的话,可以再进行一次离子交换和反渗透过程。

 

去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为:“去离子水完全或不完全地去除离子物质,主要指采用离子交换树脂处理方法。”

 

5、超纯水(Ultrapure water,UP水)

既将水中的导电介质几乎完全去除,又将水中不解离的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水。电阻率大于18MΩcm或接近18.3MΩcm极限值。通常实验室中常用NANOpure或Milli-Q制备。

 

各位老师,如果您所在医院是一所科研水平较高的医院,那么贵院一定就少不了Milli-Q超纯水仪这款神器,它喝的水(制备水源)只能是去离子水或者RO水,而且必须是现用现制。超纯水作为所有的实验用水都可以,特别是高灵敏度ICP/MS(质谱仪)、HPLC(高效液相色谱)、同位素分析、疾控中心、药检所、质检所、环监站、高校科研等标准实验室及各种高端精密仪器用水。

 

6、灭菌用水

通常是通过高温蒸汽法、UHT法(Ultra High Temperature treated,超高温瞬时灭菌)、化学法、臭氧法和物理过滤法将水中微生物杀死或过滤掉而得到的水。水中的无机盐一般来说不会减少。

 

 

 

最后说说“软水”和“硬水”

 

 

在日常生活中,我们经常见到水壶用久后,内壁会有水垢生成。这是什么原因呢?

 

原来在我们取用的水中含有不少无机盐类物质,如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现,一旦它们加温煮沸,便有不少钙、镁盐以碳酸盐形成沉淀出来,它们紧贴壶壁就形成水垢。

 

通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水,高于17度的称为硬水,介于8~17度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水,泉水、深井水、海水都是硬水。

 

水的硬度分类

(1)暂时硬性:由碳酸氢钙和碳酸氢镁引起的硬性叫做暂时硬性。因为这两种物质在水中的溶解度较大,但是不稳定,受热分解,因此在烧开水的过程中就会分解,变成沉淀,这就是开水壶中的水垢。

 

(2)永久硬性:是由氯化钙、氯化镁、硫酸钙、硫酸镁等物质引起的硬性,这些物质比较稳定,在加热时不发生分解,一般烧开水时不产生水垢,但是这些物质溶解度不大,有的是微溶,所以蒸发大量的水时也会结垢。

 

有些钙、镁离子含量很高的水却不见有水垢生成,这是因为这些钙、镁离子以氯化盐形式存在,它们是可溶的,所以在加热时并不能沉淀出来。

 

水的硬度对日常生活影响是很大的,常喝软水(纯净水)容易得心脑血管疾病,而常喝硬水(矿泉水)容易得肾结石,旅居异地因饮水的硬度不适应可出现水土不服的症状,壶内结水垢会使壶的导热性下降,工业锅炉的水垢可引起爆炸事故。所以,适当控制水的硬度至关重要。

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