Классы чистоты воды. Стандарты и требования
Градация воды по классам чистоты важный параметр, позволяющий правильно выбрать тип установки для очистки воды, качество которой будет подходить для задач конкретного аналитического или лабораторного приложения.
Следющие параметры качества воды являются принципиальными:
- удельная электрическая проводимость (УЭП) (или обратная ей величина — удельное электрическое сопротивление),
- содержание общего органического углерода (TOC),
- содержание бактерий и эндотоксинов.
На сегодняшний день существует несколько нормативных документов, устанавливающих стандарты качества воды для использования в химических и аналитических лабораториях, на производстве, в медицине и т.д.. А именно:
- ASTM D1193-06(2011) ASTM D1193-06(2011) «Стандартная спецификация на воду реактивной чистоты»
- ISO 3696:1987 ISO 3696:1987 «Вода для аналитического лабораторного использования»
- ГОСТ Р 52501-2005 ГОСТ Р 52501-2005 «Вода для лабораторного анализа»
- ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
- ГОСТ Р 58144-2018 ГОСТ Р 58144-2018 «Вода дистиллированная. Технические условия». (Взамен ГОСТ 6709-72)
- CLSI (бывший NCCLS) Стандарт института клинических и лабораторных исследований CLSI
- Обобщенная классификация воды по степени чистоты
ASTM D1193-06(2011) «Стандартная спецификация на воду реактивной чистоты» определяет четыре типа воды в зависимости от содержания неорганических и органических соединений. В случае необходимости контролировать микробиологическое загрязнение могут вводиться дополнительные степени микробиологической загрязненности (A,B,C), которые применимы для каждого из четырех типов воды.
Таблица 1. Типы чистоты воды по ASTM D1193-06(2011).
|
Характеристика |
Тип I |
Тип II |
Тип III |
Тип IV |
|
Удельная электрическая проводимость при 25 °С, мкСм/см, не более |
0,0555 |
1,0 |
0,25 |
5,0 |
|
Удельное электрическое сопротивление при 25 °С, МОм-см, не менее |
18 |
1,0 |
4,0 |
0,2 |
|
рН при 25 °С |
— |
— |
— |
5,0...8,0 |
|
Содержание общего органического углерода, мкг/л, не более |
50 |
50 |
200 |
— |
|
Содержание натрия, мкг/л, не более |
1 |
5 |
10 |
50 |
|
Содержание хлоридов, мкг/л, не более |
1 |
5 |
10 |
50 |
|
Общее содержание кремния, мкг/л, не более |
3 |
3 |
500 |
— |
Дополнительные требования ASTM D1193-06(2011) по микробиологическому загрязнению представлены в таблице 2.:
Таблица 2. Требования ASTM D1193-06(2011) по микробиологическому загрязнению.
|
Характеристика |
Степень A |
Степень B |
Степень C |
|
Количество гетеротрофных бактерий, CFU/100 мл, не более |
1 |
10 |
1000 |
|
Эндотоксины EU/мл, не более |
0,03 |
0,25 |
— |
ISO 3696:1987 «Вода для аналитического лабораторного использования» описывает следующие требования к воде для использования в лаборатории. Они представлены в таблице 3.
Таблица 3. Степени чистоты воды по ISO 3696:1987.
|
Характеристика |
Степень чистоты I |
Степень чистоты II |
Степень чистоты III |
|
рН при 25 °С |
— |
— |
5,0…7,5 |
|
Удельная электрическая проводимость при 25 °С, мкСм/см, не более |
0,1 |
1 |
5 |
|
Содержание веществ, окисляемых KMnO4(O), мг/л, не более |
— |
0,08 |
0,4 |
|
Поглощение при 254 нм в кювете 10 мм, единиц оптической плотности, не более |
0,001 |
0,01 |
— |
|
Остаток после выпаривания и нагревания при 110 °С, мг/кг, не более |
— |
1 |
2 |
|
Общее содержание кремния, мг/л, не более |
0,01 |
0,02 |
— |
В целом, ISO 3696:1987 ориентируется на простые классические методы анализа при контроле показателей качества воды, в отличие от ASTM D1193, который регламентирует существенно больше таких показателей.
Анализ по каждому из таких показателей чистоты воды требует применения современных аналитических методов контроля.
Аккредитованные лаборатории должны иметь возможность периодически выполнять контроль воды по данным показателям с целью подтверждения соответствия качества воды требованиям стандарта.
ГОСТ Р 52501-2005 «Вода для лабораторного анализа» является модифицированным по отношению к ISO 3696:1987. Характеристики воды Тип I и Тип II в нем абсолютно идентичны требованиям ISO 3696:1987 (см. Таблицу 3). Основное отличие ГОСТ Р 52501-2005 заключается в исключении третьей степени чистоты воды, которая по качеству соответствует дистиллированной воде по ГОСТ 6709-72 «Вода дистиллированная. Технические условия».
При этом, в 2018 году на смену ГОСТ 6709-72 выпущен новый стандарт*:
ГОСТ Р 58144-2018 «Вода дистиллированная. Технические условия».
В нем серьезно изменен раздел, касающийся физико-химических показателей. Теперь для того, чтобы подтвердить соответствие воды требованиям ГОСТ Р 58144-2018, необходимо будет выполнить ее анализ по 14 параметрам, используя современные аналитические методы, включая фотометрию, флуориметрию, капиллярный электрофорез и атомно-абсорбционную спектрометрию.
Стандарт института клинических и лабораторных исследований CLSI
Стандарт CLSI в 2006 году сменил стандарт NCCLS. Он отошел от типичных обозначений воды Типа I, II и III, вместо этого введя требование, чтобы вода была просто «пригодна для цели», и описывает только один класс в значительных деталях: «Лабораторная вода для клинических реагентов». CLSI также кратко обрисовал в общих чертах другие марки, такие как специальная вода для реагентов (ТРО) и питательная вода для приборов.
Обобщенная классификация воды по степени чистоты
Исторически разработка стандартов на чистую воду шла параллельно с разработкой и совершенствованием новых методов очистки воды. Очевидно, что с самого начала не было задачи в создании единой классификации, поэтому в классах чистоты воды по различным стандартам наблюдаются некоторые нелогичные моменты и нет соответствия стандартов между собой.
Так, например, вода типа III по ASTM D1193-06(2011) имеет лучшие показатели по удельному сопротивлению, чем вода типа II, при этом по остальным параметрам она хуже. Вода типа III по ASTM не соответствует воде Типа III по ISO. Вода Тип III по стандарту ISO 3696:1987 по уровню TOC значительно чище дистиллированной воды, хотя последняя и приравнивается к Типу III по данному ISO.
Таким образом, мы имеем дело с несколько запутанной ситуацией.
Эти различия между стандартами приводят к неоднозначной трактовке того или иного типа чистоты воды и усложняют жизнь пользователям.
Каждый пользователь, который стоит перед выбором модели системы очистки воды для своей лаборатории не желает переплачивать за ненужные ступени очистки или лишние опции.
В такой ситуации производители систем очистки воды договорись использовать обобщенную классификацию из трех типов воды, основанную на значениях удельной электропроводности.
Классы чистоты воды (обобщенная классификация)
Говоря об определенном типе воды, обычно дают ссылку на конкретный стандарт.
Если упоминания о стандарте нет, то, как правило, имеют в виду обобщенную классификацию, принятую производителями систем очистки воды.
Ниже представлена обобщенная классификация воды по трем типам чистоты и приведены наиболее распространенные цели применения.
|
ТИП III |
ТИП II |
ТИП I |
|
обратноосмотическая |
деионизированная |
Ультрачистая |
|
< 75МкСм/см |
1-15 Мом-см |
18,2 Мом-см |
|
ПРИМЕНЕНИЕ |
||
|
Заполнение автоклавов; Питание стерилизаторов; Питание парогенераторов, Гидропонные установки; Предварительная очистка воды для заполнения устройств водоочистки |
Приготовление буферных растворов и питательных сред; Заполнение генераторов водорода; Спектрофотометрия; Итология и гистология; электрофорез белков; Подача в лабораторные посудомоечные машины |
AAS, IC, HPLC, GC, ICP-MS Электрохимия; Сверхчувствительные методы анализа; Молекулярная биология; Клеточная микробиология; ДНК секвенировние; Фармакология; Иммунология; Протеомика; Производство солнечных элементов |
Шкала Удельной электропроводности (УЭП) воды
