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純水
化學(xué)純度極高的水
純水是具有一定結(jié)構(gòu)的液體，雖然它沒有剛性，但它比氣態(tài)水分子的排列有規(guī)則得多。在液態(tài)水中，水的分子并不是以單個(gè)分子形式存在，而是有若干個(gè)分子以氫鍵締合形成水分子簇( H2O)，因此水分子的取向和運(yùn)動(dòng)都將受到周圍其他水分子的明顯影響。
對(duì)于水的結(jié)構(gòu)還沒有肯定的結(jié)構(gòu)模型，目前被大多數(shù)接受的主要有3種: 混合型、填隙式和連續(xù)結(jié)構(gòu)(或均勻結(jié)構(gòu))模型。
基本信息
| 中文名 | 純水 |
| 外文名 | pure water one |
| 別名 | 去離子水 |
| 化學(xué)式 | H2O |
| 外觀 | 無色透明液體 |
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基本介紹
純水指的是不含雜質(zhì)的HO。從學(xué)術(shù)角度講，純水又名高純水，是指化學(xué)純度極高的水，其主要應(yīng)用在生物、化學(xué)化工、冶金、宇航、電力等領(lǐng)域，但其對(duì)水質(zhì)純度要求相當(dāng)高，所以一般應(yīng)用最普遍的還是電子工業(yè)。例如電力系統(tǒng)所用的純水，要求各雜質(zhì)含量低達(dá)到“微克/升”級(jí)。在純水的制作中，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)該根據(jù)電子(微電子)元器件(或材料)的生產(chǎn)工藝而定(如普遍認(rèn)為造成電路性能破壞的顆粒物質(zhì)的尺寸為其線寬的1/5-1/10)，但由于微電子技術(shù)的復(fù)雜性和影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素繁多，至今尚無一份由工藝試驗(yàn)得到的適用于某種電路生產(chǎn)的完整的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著電子級(jí)水標(biāo)準(zhǔn)的不斷修訂，而且高純水分析領(lǐng)域的許多突破和發(fā)展，新的儀器和新分析方法的不斷應(yīng)用都為制純水工藝的發(fā)展創(chuàng)造了條件。
純水也是指經(jīng)過純水機(jī)(RO機(jī)）過濾的水。
相關(guān)指標(biāo)
在我國桶裝飲用水市場上，主要有純凈水、礦泉水、泉水和天然水、礦物質(zhì)水等，由于礦泉水、泉水等受資源限制，而純凈水是利用自來水經(jīng)過一定的生產(chǎn)流程進(jìn)行生產(chǎn)，因此市場上老百姓飲用最多的還是純凈水，純凈水的質(zhì)量和老百姓的生活有著密切的關(guān)系。為此，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于1998年4月發(fā)布了GB173233－1998《瓶裝飲用純凈水》和GB17324－1998《瓶裝飲用純凈水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。在這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，共設(shè)有感觀指標(biāo)4項(xiàng)、理化指標(biāo)4項(xiàng)、衛(wèi)生指標(biāo)11項(xiàng)。
感觀指標(biāo)
感觀指標(biāo)包括色度、濁度、臭味、肉眼可見物。這幾個(gè)指標(biāo)是純凈水質(zhì)量控制中最基本的指標(biāo)，其制定的標(biāo)準(zhǔn)值參照了飲用水（即自來水）的標(biāo)準(zhǔn)，而大多廠家生產(chǎn)純凈水的水源是自來水，又經(jīng)過粗濾、精濾和去離子凈化的流程，因此，一般純凈水都能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)所要求的數(shù)值。
衛(wèi)生指標(biāo)
衛(wèi)生指標(biāo)包括金屬元素、有機(jī)物和微生物等幾類。
金屬指標(biāo)
金屬元素指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了鉛、砷、銅的含量，鉛、砷要求不得超過0.1mg/L，其主要來源于受人類活動(dòng)所影響的環(huán)境，包括土壤、河流的污染等等。鉛、砷為有毒有害元素，鉛可由呼吸道或消化道進(jìn)入人體并蓄積在人體內(nèi)，當(dāng)血液中含鉛量為0.6～0.8mg/L時(shí)就會(huì)損害內(nèi)臟，而砷的化合物會(huì)引起中毒，因此，它們的含量應(yīng)該越小越好，而銅在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定不得超過1.0mg/L，雖然銅不是有害元素，但也不是多多益善的物質(zhì)，對(duì)于純凈水來說，更是衡量其純凈程度的標(biāo)志之一。
有機(jī)物指標(biāo)
有機(jī)物指標(biāo)在國標(biāo)中主要體現(xiàn)為三氯甲烷（氯仿）（CHCl）和四氯化碳含量的規(guī)定。由于桶裝純凈水的質(zhì)量問題主要集中在微生物檢測(cè)超標(biāo)上，為了解決這一問題，不少廠家不是從生產(chǎn)工藝、質(zhì)量管理入手，而是僅僅通過加大消毒劑的量來試圖解決純凈水的微生物污染問題，常用的消毒劑多為含氯消毒劑如二氧化氯（ClO）等。桶裝純凈水由于加氯消毒可產(chǎn)生一些新的有機(jī)鹵代物，主要成分是三氯甲烷（氯仿）和四氯化碳（CCl）及少量的一氯甲烷（CHCl）、一溴二氯甲烷（CHBrCl）、二溴一氯甲烷（CHBrCl）以及溴仿（CHBr）等，統(tǒng)稱為鹵代烷。經(jīng)檢測(cè)，經(jīng)過加氯消毒的飲用水、自來水中鹵代烷含量一般高于水源水。其中以三氯甲烷和四氯化碳含量較高，對(duì)人體存在一定危害，如果長期飲用氯仿和四氯化碳超標(biāo)的純凈水，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致肝中毒甚至癌變。為了保護(hù)消費(fèi)者的身體健康，在國標(biāo)GB17324－1998中明確規(guī)定：飲用純凈水中三氯甲烷和四氯化碳的含量分別不得超過0.02mg/L、0.001mg/L。
微生物指標(biāo)
微生物指標(biāo)在國標(biāo)中規(guī)定了菌落總數(shù)、大腸菌群、致病菌和霉菌、酵母菌4項(xiàng)。從近幾年對(duì)純凈水檢測(cè)的情況看，微生物指標(biāo)是比較容易超標(biāo)的指標(biāo)之一。這是由于微生物污染體現(xiàn)在純凈水在生產(chǎn)加工、運(yùn)輸和銷售過程等各個(gè)環(huán)節(jié)上。在生產(chǎn)加工中，工人不注意個(gè)人衛(wèi)生，回收瓶的清洗、消毒不嚴(yán)格，甚至一些廠家為降低成本，回收瓶蓋再次使用，由于回收瓶蓋的變形，造成瓶口不密封都有可能引起微生物污染。微生物的超標(biāo)反映出水的污染程度。其中大腸桿菌達(dá)到一定指標(biāo)，會(huì)引起人體腹瀉。致病菌包括沙門氏菌、志賀氏菌、金黃色葡萄球菌和乙型鏈球菌。沙門氏菌、志賀氏菌污染的水會(huì)引起急性腸道傳染病，出現(xiàn)腹瀉發(fā)熱等癥狀；金黃色葡萄球菌產(chǎn)生的腸毒素會(huì)引起人體中毒，出現(xiàn)急性胃腸道癥狀，甚至危及生命；乙型鏈球菌則是造成人體化膿性炎癥的主要病原菌；霉菌和酵母菌普遍分布于自然界，在食物中生長的霉菌在繁殖過程中吸取了食品的營養(yǎng)成分使食品的營養(yǎng)價(jià)值降低，并且散發(fā)異味，影響食品的感官，尤其是霉菌生長的過程中產(chǎn)生的毒素會(huì)引起人體慢性中毒，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致癌癥。
基本標(biāo)準(zhǔn)
高純水的國家標(biāo)準(zhǔn)為：GB1146.1-89至GB1146.11-89[168]，目前我國高純水的標(biāo)準(zhǔn)將電子級(jí)水分為五個(gè)級(jí)別：Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)，該標(biāo)準(zhǔn)是參照ASTM電子級(jí)標(biāo)準(zhǔn)而制定的。
高純水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)的主要依據(jù)有：1.微電子工藝對(duì)水質(zhì)的要求；2.制水工藝的水平；3.檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀。
生產(chǎn)過程
在高純水的生產(chǎn)過程中，水中的陰、陽離子可用電滲析法、反滲透法及離子交換樹脂技術(shù)等去除；水中的顆粒一般可用超過濾、膜過濾等技術(shù)去除；水中的細(xì)菌，目前國內(nèi)多采用加藥或紫外燈照射或臭氧殺菌的方法去除；水中的TOC則一般用活性炭、反滲透處理。在高純水應(yīng)用的領(lǐng)域中，水的純度直接關(guān)系到器件的性能、可靠性、閾值電壓，導(dǎo)致低擊穿，產(chǎn)生缺陷，還影響材料的少子壽命，因此高純水要求具有相當(dāng)高的純度和精度。
天然水中溶解的氣體主要有O、CO、SO和少量的CH、氡氣、氯氣等，在高純水的生產(chǎn)過程中，還必需去除這類的氣體。為了有效的去除雜質(zhì)，在生產(chǎn)高純水的過程中，加入了一些化學(xué)殺菌劑，如甲醛、雙氧水、次氯酸鈉等。這些都是為什么高純水不能作為飲用水的原因之一。
那么什么為純凈水呢？所謂純凈水是指其水質(zhì)清純，不含任何雜質(zhì)，由HO一種單質(zhì)構(gòu)成。有效的避免了各類病菌入侵人體，其優(yōu)點(diǎn)是能有效安全地給人體補(bǔ)充水份，具有很強(qiáng)的溶解度，因此與人體細(xì)胞親合力很強(qiáng)，有促進(jìn)新陳代謝的作用。
它是采用離子交換法、反滲透法、精微過濾及其他適當(dāng)?shù)?/span>物理加工方法進(jìn)行深度處理后產(chǎn)生的水。一般情況下純凈水在生產(chǎn)過程中，源水只有50%-75%被利用，也就是說，1公斤自來水或地下水大約只能生產(chǎn)出0.4公斤左右的純凈水，而剩下的0.6公斤左右的水不能當(dāng)作飲用水，只能另作它用。
反滲透機(jī)理
反滲透機(jī)理模型
- 溶解擴(kuò)散模型：不認(rèn)為有孔。
- 干閉濕開模型，上個(gè)世紀(jì)，1993年提出了“干閉濕開”反滲透模型，統(tǒng)一了兩個(gè)最經(jīng)典的反滲透機(jī)制模型，細(xì)孔模型，溶解擴(kuò)散模型。干閉濕開模型簡述：膜干時(shí)收縮，孔閉合，電鏡下膜“致密無孔”，稱“干閉”；濕態(tài)時(shí)，膜溶脹，孔被溶劑撐開，生成動(dòng)態(tài)活膜孔，叫“濕開”。合起來稱“干閉濕開反滲透模型”。
影響意義
在我國，相關(guān)機(jī)構(gòu)專門為此制定了一系列規(guī)定條文，并于1998年分別發(fā)布了GB17323-1998《瓶裝飲用純凈水》標(biāo)準(zhǔn)和GB17324-1998《瓶裝飲用純凈水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，充分體現(xiàn)了國家對(duì)人民身體健康的重視和關(guān)心。
純凈水從凈化的角度來說它比自來水，礦泉水都干凈，但如果把他作為一種長期飲用水的話，對(duì)人體是沒有好處的。過濾純凈水的逆滲透膜雖然去除了水中的細(xì)菌雜質(zhì)，但也把水中的對(duì)人體有益的微量元素過濾掉了,.長期飲用會(huì)導(dǎo)人體的微量元素缺乏，引起少年兒童發(fā)育不良，引起老年人的各種微量元素缺乏癥.
污染因素
1 純凈水受微生物污染的因素 純凈水受微生物污染的因素是多方面的，但主要有三種因素。
1.1 企業(yè)不重視食品衛(wèi)生工作，盡管制訂了有關(guān)的操作規(guī)程和制度，但監(jiān)督的力度不夠，在生產(chǎn)過程中，各項(xiàng)規(guī)程和制度沒有得到落實(shí)和實(shí)施，我們?cè)谡{(diào)查中發(fā)現(xiàn)有的廠具有現(xiàn)代化的廠房、先進(jìn)的國外生產(chǎn)機(jī)器和完善的空氣凈化以及消毒設(shè)備，但生產(chǎn)的純凈水有時(shí)檢驗(yàn)結(jié)果菌落總數(shù)每毫升為零，有時(shí)檢出幾個(gè)甚至幾十個(gè)，通過深入調(diào)查發(fā)現(xiàn)檢出細(xì)菌的批號(hào)是停產(chǎn)兩天后又開始生產(chǎn)時(shí)不按規(guī)定嚴(yán)格消毒造成的。存在這樣的現(xiàn)象經(jīng)常造成產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。李紅等〔1〕報(bào)道，水處理終端過濾器和灌裝工人手是瓶裝礦泉水生產(chǎn)過程中微生物的關(guān)鍵污染環(huán)節(jié)。在純凈水生產(chǎn)的流程中，各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能污染微生物，關(guān)鍵取決于生產(chǎn)人員的衛(wèi)生意識(shí)和各種操作規(guī)程的嚴(yán)格執(zhí)行程度。
1.2 生產(chǎn)工藝不合理、設(shè)施不完善，也是造成微生物超標(biāo)的主要因素之一。采用水源不同，生產(chǎn)不同類型的純凈水的工藝流程不同，一般原則是在達(dá)到純化的前提下，流程越簡單越好，流程越短越容易控制產(chǎn)品的衛(wèi)生質(zhì)量。純凈水的工藝流程基本為水源→過濾→純化處理→臭氧混合消毒→灌裝→檢驗(yàn)→入庫。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是灌裝純凈水中仍余留臭氧，如果從瓶或蓋和灌裝間的空氣中帶入少量的微生物也可達(dá)到殺滅的目的，保持產(chǎn)品無菌。我們?cè)私獾接行S家設(shè)備不完善或在純凈水經(jīng)過臭氧混合消毒后不直接灌裝，而是通過貯水罐停留一定時(shí)間后再灌裝，結(jié)果通過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的存在。許榮年等〔2〕報(bào)道，水灌裝入瓶前停留0.5～2 h，臭氧大約過了2～8個(gè)衰期，水中臭氧濃度大為下降，即使處理水本身無菌，但在灌裝入瓶時(shí)無法殺死因包裝物或灌裝間空氣重新帶入的殘留細(xì)菌。從以上理論認(rèn)為，這種工藝流程，瓶和蓋及灌裝間一定要保證無菌，否則產(chǎn)品中一定有微生物存在，但在實(shí)際工作中是很難做到的。
1.3 技術(shù)水平低、對(duì)各種設(shè)備的性能似懂非懂，也是導(dǎo)致微生物污染的又一因素。我們?cè)诂F(xiàn)場調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，某些廠家的技術(shù)人員對(duì)有效殺滅微生物的臭氧發(fā)生器和控制微生物的設(shè)施了解很膚淺，盡管安裝上目前認(rèn)為純凈水消毒效果最好的臭氧發(fā)生器和空氣凈化設(shè)備，但不能應(yīng)用其有效的性能或在生產(chǎn)中發(fā)揮其最有效的作用，產(chǎn)品中經(jīng)常檢出微生物，采用臭氧處理純凈水的基本原理是臭氧與水混合，并使其最終在水中濃度達(dá)到0.5 mg/L以滿足殺菌要求，根據(jù)此參數(shù)，企業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)時(shí)實(shí)際的用量來推算臭氧發(fā)生器的應(yīng)產(chǎn)臭氧量。另外，還必須考慮實(shí)際生產(chǎn)時(shí)設(shè)備的實(shí)際可操作產(chǎn)量，如長時(shí)間使用后設(shè)備性能下降，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)，并通過有效的測(cè)定；臭氧與水混合是否完全，最終是否能達(dá)到殺菌要求的劑量以及能維持的時(shí)間等，是能否達(dá)到殺滅強(qiáng)度的最基本因素。
空氣凈化設(shè)備也是一樣，一些廠家不能正確地使用和維修以保證凈化設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和最佳的凈化效果?？傉J(rèn)為安裝上了空氣凈化設(shè)備，凈化的空氣就是無菌的，產(chǎn)品肯定會(huì)合格，也沒有定期檢測(cè)空氣凈化的程度，以上現(xiàn)象反映出技術(shù)人員的技術(shù)水平直接影響產(chǎn)品的衛(wèi)生質(zhì)量。2 控制微生物污染的措施 純凈水是一種特殊的產(chǎn)品，一旦受到少數(shù)微生物污染，就可能超標(biāo)，甚至出現(xiàn)絮狀沉淀等后果。因此，控制微生物污染是生產(chǎn)企業(yè)一項(xiàng)非常重要的工作。以上分析表明，控制純凈水微生物污染的措施應(yīng)該是綜合性的，不能過分強(qiáng)調(diào)某一方面，而忽視了其他方面，因?yàn)樯a(chǎn)過程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)受到污染，都會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
2.1 加強(qiáng)自身衛(wèi)生管理，強(qiáng)化食品衛(wèi)生質(zhì)量意識(shí)，指定一名領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)衛(wèi)生工作，設(shè)立專職衛(wèi)生檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)水源、包裝物、灌裝間空氣和產(chǎn)品檢測(cè)，制訂從水源管理、殺菌、灌裝、包裝到個(gè)人衛(wèi)生各環(huán)節(jié)的衛(wèi)生管理制度，并指定專人監(jiān)督實(shí)施，加強(qiáng)食品衛(wèi)生知識(shí)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，重點(diǎn)掌握消毒方法和明確微生物容易污染關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
2.2 根據(jù)水源的特點(diǎn)，合理、科學(xué)地設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，配備必要的水處理和生產(chǎn)設(shè)備，選擇符合水消毒的滅菌系統(tǒng)。我國礦泉水和純凈水多使用紫外線、超濾和臭氧作為除菌和消毒殺菌設(shè)施。但多年的經(jīng)驗(yàn)證明前兩種可靠性差，是造成產(chǎn)品不合格的主要因素，而采用臭氧殺菌被認(rèn)為是目前最好的方法。
2.3 定期加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)全程的管道，容器和過濾器等有關(guān)設(shè)施的清理和消毒，做好瓶、蓋和灌裝間的消毒工作。據(jù)了解多數(shù)廠家的管道和包裝物的消毒采用二氧化氯(ClO)，該藥物具有很強(qiáng)的氧化和消毒作用，但要加強(qiáng)對(duì)消毒藥物的質(zhì)量監(jiān)控，保證其消毒效果。
生產(chǎn)設(shè)備
臭氧發(fā)生器
臭氧發(fā)生器
參考資料
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1元、2元和5元區(qū)別有多大？各種水的真相，這次一口氣說個(gè)清楚2018-07-02T15:54:57+08:00[引用日期2022-05-26 10:39:40]
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gb17324-1998《瓶裝飲用純凈水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》_綜合監(jiān)督_專題欄目_瀘州市衛(wèi)生健康委員會(huì)2008-03-02T13:40:00+08:00[引用日期2022-05-26 10:42:34]
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