W laboratorium woda jest substancją strategiczną, która podlega licznym regulacjom prawnym. Podstawowe metody uzdatniania wody to w tym przypadku destylacja, zmiękczanie wody, techniki membranowe (głównie odwrócona osmoza) oraz elektrodejonizacja.
Spis treści:
- Woda w laboratorium – co warto wiedzieć?
- Normy wody w laboratorium
- Najważniejsze wymagania dotyczące jakości wody w laboratorium
- Metody uzdatniania wody dla laboratorium
- Uzdatnianie wody dla laboratorium – podsumowanie
Woda w laboratorium – co warto wiedzieć?
Laboratoria to placówki, w których woda powinna się charakteryzować wysoką czystością, ponieważ jej jakość ma bezpośredni wpływ na dokładność i powtarzalność wyników badań, analiz i różnych pomiarów. Najważniejsze procesy laboratoryjne, w których bierze udział woda to:
- Miareczkowanie
- Destylacja
- Analiza chromatograficzna
- Czyszczenie naczyń w laboratoryjnych zmywarkach
- Cele socjalno-bytowe
Skuteczne uzdatnianie wody dla laboratorium jest niezmiernie ważne, szczególnie w hodowli komórkowej, mikrobiologii, czy analizach medycznych. Zanieczyszczenia obecne w wodzie mogą zaburzać przebieg niektórych procesów, a także prowadzić do uszkodzenia precyzyjnego i zazwyczaj kosztownego sprzętu laboratoryjnego.
Dobór systemu uzdatniania wody dla laboratorium
Nie ma jednego uniwersalnego sposobu uzdatniania wody przeznaczonej do wykorzystania w laboratorium, dlatego już na etapie doboru systemu filtracji warto postawić na indywidualne rozwiązania optymalnie dopasowane do wymagań panujących zarówno w branży, jak i w danym obiekcie. Finalną decyzję o zastosowaniu konkretnych metod filtracji zawsze należy podejmować na podstawie wyników badania wody oraz z uwzględnieniem oczekiwanych parametrów i realnego zapotrzebowania na wodę.
Ponieważ na pierwszy rzut oka nie zawsze wiadomo jak uzdatniać wodę dla laboratorium, w tej kwestii warto poprosić o pomoc specjalistę, który na podstawie otrzymanych informacji dobierze optymalne techniki filtracji.
Normy wody w laboratorium
Podobnie jak uzdatnianie wody dla przemysłu farmaceutycznego, oczyszczanie wody na potrzeby laboratorium podlega ściśle określonym zasadom. W zależności od sektora, powinna też spełniać określone specyficzne standardy jakości.
W Polsce woda w laboratorium analitycznym musi odpowiadać wymaganiom normy PN EN ISO 3696:1999 oraz Farmakopea dla laboratoriów farmaceutycznych i często kosmetycznych.
Obowiązująca norma PN EN ISO 3696:1999 opisuje trzy stopnie czystości wody laboratoryjnej.
I stopień czystości, czyli woda ultraczysta
Woda ultraczysta jest całkowicie pozbawiona zanieczyszczeń rozpuszczonych lub koloidalnych jonowych i organicznych. Spełnia najostrzejsze wymagania analityczne, w tym wymagania analiz HPLC (chromatografia cieczowa), GC (chromatografia gazowa), hodowli komórek ssaczych i biologii molekularnej. Wodę ultraczystą można otrzymać z wody o klasie czystości 2. poddając ją dalszym procesom filtracyjnym.
II stopień czystości, czyli woda analityczna
Tego typu woda charakteryzuje się bardzo niską zawartością zanieczyszczeń organicznych, nieorganicznych i koloidalnych. Jest przeznaczona do zastosowań analitycznych o dużej czułości, takich jak absorpcyjna spektrometria atomowa (AAS) i oznaczanie śladowych ilości substancji chemicznych. Woda 2. klasy może być otrzymywana na drodze wielokrotnej destylacji bądź destylacji, którą poprzedza dejonizacja wody lub filtracja na membranie osmotycznej.
III stopień czystości, czyli woda przeznaczona do ogólnego zastosowania
Woda przeznaczona do ogólnego wykorzystania jest stosowana w większości prac laboratoryjnych, w tym do mycia, płukania szkła, a także zasilania zmywarek, autoklawów i łaźni wodnych. Jest również używana jako baza do przygotowania roztworów odczynników. Wodę 3. klasy otrzymuje się w laboratoriach zazwyczaj na drodze pojedynczej destylacji, dejonizacji lub w wyniku odwróconej osmozy.
Najważniejsze wymagania dotyczące jakości wody w laboratorium
Jakość wody w laboratorium podlega ścisłej kontroli szczególnie pod kątem takich parametrów jak przewodność, odczyn pH, obecność materii organicznej oraz czystość mikrobiologiczna.
Odczyn pH wody w laboratorium
Woda w 3. klasie czystości powinna charakteryzować się pH na poziomie od 5 do 7. Woda o wyższej czystości nie musi spełniać tego kryterium, ponieważ pomiar może być niewiarygodny.
Przewodność wody w laboratorium
Polskie normy wody pitnej wskazują maksymalną dopuszczalną wartość przewodności wody pitnej na poziomie 2500 μS/cm. Przewodność wody w laboratorium należy oznaczać zawsze dla cieczy świeżo przygotowanej (jej wartość może zmieniać się w czasie wraz ze wzrostem lub spadkiem temperatury otoczenia), przy czym maksymalne wartości tego parametru wynoszą:
- Do 0,1 µS/cm dla wód w 1. klasie czystości
- Do 1 µS/cm dla wód w 2. klasie czystości
- Do 5 µS/cm dla wód w 3. klasie czystości
Stężenie krzemionki w wodzie w laboratorium
Krzemionka bywa wykorzystywana m.in. w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, a nawet jako dodatek podczas uzdatniania wody. Z drugiej strony, jest także składnikiem kamienia krzemianowego, który powstaje w wyniku kontaktu krzemianów z jonami wapnia i magnezu obecnymi w wodzie o wysokim stopniu twardości. W przypadku wody o najwyższej czystości stężenie krzemionki nie powinno być wyższe niż 0,02 mg/l.
Odpowiedź na pytanie jak usunąć krzemionkę z wody nie jest taka prosta jak to się wydaje. Jeśli jednak krzemiany występują w postaci zdysocjowanej, można je wyeliminować na drodze wymiany jonowej. W innym przypadku najchętniej polecam system odwróconej osmozy.
Piotr Pisarski
Ogólny węgiel organiczny (OWO) w wodzie z laboratorium
Ogólny węgiel organiczny to parametr służący opisywaniu występujących w wodzie związków węgla (zanieczyszczeń organicznych). Już dla wody w 3. klasie czystości parametr ten nie powinien przekraczać 0,5 mg/l.
Metale ciężkie w wodzie w laboratorium
Stężenie metali ciężkich w wodzie przeznaczonej do wykorzystania w laboratorium nie może być wyższe niż 0,1 ppm. Jest to szczególnie istotne w przypadku wody wykorzystywanej w analizach śladowych oraz absorpcyjnej spektrometrii atomowej.
Metody uzdatniania wody dla laboratorium
Na etapie doboru optymalnych metod uzdatniania wody dla laboratorium pomocne są międzynarodowe i branżowe wytyczne, a także zalecenia producentów sprzętu laboratoryjnego. Implementacja konkretnej technologii zależy między innymi od takich kwestii jak wymagania firm farmaceutycznych, wytyczne związane z walidacją oraz konieczną dokumentacją.
Uzdatnianie wody dla laboratorium to proces wieloetapowy, który w celu osiągnięcia odpowiedniego poziomu czystości, wymaga zastosowania różnych technologii, a najbardziej typowe metody oczyszczania to:
- Filtracja mechaniczna
- Zmiękczanie wody
- Filtracja membranowa (odwrócona osmoza)
- Destylacja
- Sterylizacja promieniowaniem UV
Uzdatnianie wody dla laboratoriów z wykorzystaniem odwróconej osmozy eliminuje niemal wszystkie zanieczyszczenia, w tym również metale ciężkie i pestycydy. Warto przy tym pamiętać, że demineralizacja wody w przemyśle ma na celu usuwanie wszystkich soli mineralnych oraz obniżenie przewodności wody.
Przemysłowa odwrócona osmoza charakteryzuje bardzo wysoką skutecznością oczyszczania, nawet na poziomie 98 proc., jednak membrana osmotyczna jest bardzo czuła na wszelkie zanieczyszczenia mechaniczne oraz obecność chloru w wodzie. Przypominam zatem o konieczności stosowania wydajnych filtrów mechanicznych na wejściu wody do budynku.
Piotr Pisarski
Do wstępnego oczyszczania wody stosuje się mechaniczne filtry narurowe, które usuwają między innymi żwir, piasek, muł, czy nawet kawałki rdzy. Przed systemem odwróconej osmozy często montuje się również przemysłowe zmiękczacze wody, które redukują wysoki stopień twardości wody. Jeśli problem stanowi również mangan i żelazo w wodzie, przed odwróconą osmozą należy zastosować przemysłowe odżelaziacze wody.
Jednym z najważniejszych etapów uzdatniania wody dla laboratorium jest jej dezynfekcja. W tym przypadku największą popularnością cieszą się przemysłowe lampy bakteriobójcze wykorzystujące w działaniu promieniowanie ultrafioletowe. To doskonały sposób ochrony przed skażeniem mikrobiologicznym nie mający wpływu na parametry fizykochemiczne wody.
Uzdatnianie wody dla laboratorium – podsumowanie
Oczyszczona woda wykorzystywana w laboratorium analitycznym to podstawowy odczynnik chemiczny, a odpowiednio dobrany system jej uzdatniania powinien się znaleźć na wyposażeniu każdej tego typu placówki. Wszystko to jest bowiem podstawą sprawnego i bezproblemowego funkcjonowania laboratorium oraz gwarancją rzetelnych i prawidłowych wyników analiz.
