Водоподготовка для лабораторий

Основные требования, предъявляемые к воде в лаборатории

В Российской Федерации применяется два основных нормативных документа для регламентирования качества лабораторной воды: ГОСТ Р 58144-2018 «Вода дистиллированная» и ГОСТ Р 52501-2005 «Вода для лабораторного анализа».

В ГОСТ Р 58144-2018 «Вода дистиллированная» также представлены требования по содержанию некоторых катионов и анионов, с которыми можно ознакомиться в самом стандарте.

В различной отраслевой литературе, а также в иностранных источниках и в инструкциях по эксплуатации к лабораторному оборудованию можно встретить упоминание различных типов воды по международными стандартами. Наиболее популярные из них: ISO 3696:1987 «Вода для использования в аналитических лабораториях» и ASTM - D1193-06 «Стандартная спецификация для реагентной воды».

Для сравнения различных стандартов воспользуемся параметрами, которые применяют лаборатории для экспресса мониторинга качества воды: удельная электропроводность, рН и содержание общего органического углерода.

Как видно из таблицы требования различных стандартов довольно схожи между собой. Вода 1 типа считается максимально чистой. В некоторых статьях её называют водой «реагентного» класса, т.к. такая вода часто проявляет свойства реагента и активно взаимодействует с воздухом, и с материалами сосудов, в которые её набирают, а не только с реактивами, растворяемыми в ней. В связи с такими свойствами воды 1 типа она не может храниться. Это вода, которую необходимо после получения максимально быстро использовать. Лучше всего храниться вода с удельной электропроводностью 5 мкСм/см. Это вода дистиллированная, тип3 по ISO 3696:1987 и тип 4 по ASTM - D1193-06. И только для данного качества воды можно контролировать параметр рН. К водам 1 и 2 типов параметр рН не применим, т.к. к ним не применима кондуктометрия. Чтобы корректно измерить рН, в воде должны присутствовать катионы и анионы в достаточном количестве, а в ультрачистой воде они практически отсутствуют.

Методы получения воды в лаборатории:

Дистилляция

Самым распространённым способом очистки воды является дистилляция: нагрев воды до температуры кипения с последующим сбором и охлаждением чистого пара. Этот метод очистки воды применяется уже не одно столетие. Несмотря на аппаратурную простоту реализации, данный метод очистки воды имеет ряд ограничений: высокие затраты энергии на нагрев и воды для охлаждения паров, отсутствие встроенного контроля качества воды, невозможность надёжного удаления всех органических веществ (ТОС), содержащихся в исходной воде, необходимо время на охлаждение полученной воды. В связи с этим наиболее эффективно использовать современным методы очистки, представленные ниже.

Обратный осмос

Используется для частичной деминерализации воды посредством её фильтрации на молекулярном уровне. Это один из наиболее эффективных методов, позволяющий удалять до 99% растворенных солей и органических веществ. И всё же данный метод также имеет ограничения: чистота воды зависит от качества исходной воды, степени загрязнения мембран, пропорции разделения фильтрата и концентрата на мембране.

Ионный обмен

Ионообменные смолы позволяют получить деминерализованную воду, замещая катионы на Н+, а анионы на ОН-. Ионный обмен – быстрый процесс, который позволяет практически мгновенно получать высоко чистую воду. После исчерпания обменной ёмкости смолы смешанного действия необходимо заменять.

Микрофильтрация

Микрофильтрация эффективно удаляет частицы размером более размера пор самой микро-мембраны. В лабораторных системах очистки воды микрофильтрация применяется на финальных стадиях, для чего используют мембраны с пористостью 0,45, 0,2 или 0,1 мкм. Фильтры с размером пор 0,2 (0,22) мкм и 0,1 мкм позволяют задержать и частицы, и бактерии.

Ультрафильтрация

Ультрафильтрационные мембраны позволяют удалять более мелкие частицы и коллоиды, обеспечивая более высокую степень очистки от частиц по сравнению с микрофильтрацией. Часто ультрафильтрационные мембраны применяются для получения эндотоксин чистой воды в биофармацевтических лабораториях разработки и для генетических исследований.

Ультрафиолетовое излучение

Использование ультрафиолета в лабораторных системах очистки воды можно разделить на две функциональные части: предотвращение микробиологического обрастания и снижение в воде общего органического углерода (ТОС). В первом случае достаточно использования ультрафиолетового облучения с длиной волны 254 нм. Во втором случае первостепенную роль играет излучение с длиной волны 185 нм. Данный спектр излучения катализирует образование в воде озона, перекиси водорода, гидроксильного радикала, которые являются сильными окислителями, вступающими в реакцию с органическими молекулами, окисляя их до углекислого газа и воды.

Для производства воды различных типов применяют разнообразные комбинации приведённых выше методов. Экономически эффективно для получения воды более высокой степени чистоты в качестве исходной использовать воду более низкого типа. Так, например, для получения воды 1 типа исходной служит вода 2 или 3 типа по ISO 3696:1987.

Как выбрать систему водоподготовки для лаборатории

При выборе системы водоподготовки следует учитывать несколько ключевых критериев:

• Требуемое качество воды: уточните, какие параметры должны быть соблюдены для вашей специфики работы. В этом вам могут помочь приведённые выше стандарты качества воды для лабораторий. Например, реактивы с маркировкой ч.д.а. (чистый для анализа) необходимо готовить на воде 2 типа, а в некоторых случаях даже на воде 1 типа. Таким образом, чем более чистые реактивы, тем чище воду для их разведения необходимо использовать.
• Объем потребления: определите, сколько воды потребуется для ваших исследований и для питания общелабораторного оборудования. От этого зависит производительность системы водоподготовки.
• Место для установки: системы для получения воды 1 типа необходимо устанавливать максимально близко к месту использования воды. Для систем, производящих воду 2 и 3 типов возможно использование одной высокопроизводительной системы с разведением воды по рабочим местам. Здесь организация петли рециркуляции воды будет преимуществом, т.к. вода не будет застаиваться, а также можно сэкономить на эксплуатационных расходах (по сравнению с использованием нескольких систем).

Важно провести тщательный анализ потребностей вашей лаборатории, а также проконсультироваться с экспертами, чтобы выбрать наиболее подходящую систему, соответствующую вашим требованиям.

Системы водоподготовки для лабораторий Россион

Компания ООО «Россион» обладает широкой экспертизой в области водоподготовки. Наши специалисты помогут подобрать вам систему для решения ваших задач. Являясь производственной компанией, мы имеем возможности доработки систем под индивидуальные потребности лабораторий, например, установка поверенных приборов контроля качества воды, что в разы облегчает взаимодействие с контролирующими организациями для наших пользователей.

Качественная водоподготовка — это основа для успешной работы любой лаборатории. Она обеспечивает надежность и точность результатов, а это критически важно для научных исследований и разработки новых продуктов и технологий. Вода, удовлетворяющая требованиям методик, — это залог успешных исследований. Обращение к профессионалам в этой области может значительно упростить вашу задачу.