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純水連環話① | 有趣的反滲透
由于水源中含有各種大小雜質，因此，不論在生活中為了喝到干凈的、健康的水，或者是實驗室中需要使用純凈的水，我們會使用各種水純化組件。而其中RO反滲透技術，在生活中和實驗室中都有著廣泛的應用，它的特別之處，在于它的過濾方式。
生活中的滲透現象
愛做飯的朋友，應當深諳滲透原理。用鹽水腌蘿卜，可以去除掉蘿卜中的水分，讓蘿卜變得更脆爽。
所謂的滲透原理，其實就是兩邊滲透壓的不同，一般情況下，濃度越高的液體，滲透壓就越大，那么水分就會從濃度高的地方，流向濃度低的地方，從而讓兩邊的滲透壓逐漸達到平衡。
這也就是為什么高濃度鹽水，能夠滲透掉蘿卜中的水分，并且鹽濃度越高，滲透出的水分也越多。
反方向的水
而反滲透技術，也是通過主要半透膜兩邊的壓力差形成的。區別在于，在反滲透技術中，溶劑的運動方向是相反的。
也就是說，當壓力高于自然滲透壓時，是水分子就能通過膜孔，從而達到過濾水中雜質的效果，像水中的無機物、有機物、細菌和顆粒等等，被半透膜過濾掉了。因為反滲透去除污染物的效果很強，很多家庭的凈水器都使用了反滲透凈水系統。
比如需要連接電源和下水口的廚下凈水器，就有很大可能是反滲透凈水系統。原因是需要有電動泵，為系統提供反滲透壓力，并且系統會產水廢水。
實驗室中的反滲透系統
除了家用的反滲透系統，在實驗室純水制備工藝中，反滲透也有著非常廣泛的應用。幾乎所有的實驗室純水系統中，都需要利用反滲透技術，對自來水進行初步純化。這正是因為反滲透技術有異于其它純化技術顯著優勢。
從下圖我們可以看到，RO反滲透技術對于源水中常見的離子、有機物、顆粒物、膠體、細菌和病毒等污染物，都有比較好的去除效果，并且去除率能到到95%以上。
因此反滲透技術非常適合作為初步純化的組件。在實驗室中常見的“三級水"、“反滲透水"、“RO水"指的就都是經過RO反滲透技術過濾過的純水啦。
純水的應用
以常規供水應用為例，一般屬于三級純水，只需要去除大部分的各種不同類別的污染物，降低硬度，避免設備結垢、管路堵塞即可。
一般實驗應用的要求，則在三級純水之上，不僅要去除明顯的污染物，還需要再去除水中含有的相關離子，以減少離子對實驗的干擾。
針對關鍵的分析應用，對水質的要求更高，需要一級超純水。像比較常見的HPLC等痕量分析實驗，必須去除痕量離子、痕量有機物、顆粒物，以提高痕量分析精度和再現性。
而生命科學相關的關鍵實驗，要求比一級超純水的要求還要高，需要進一步去除所敏感的雜質，比如微生物、內毒素、核酸酶等生物負載。
總結
RO反滲透技術，能夠非常容易就制備出三級純水，也就是我們常說的RO水。而諸如二級純水和一級超純水，甚至是超一級水，都是在純化設備下游增加另外的純化組件，一步一步去除雜質后提取出來的。通過這樣一項技術獲得的純水，最終雜質去除率能夠高達95%~98%左右。