Urenheter i råvann (springvann)
Ioner, grunnstoffer/sporelementer, partikler, gasser, bakterier, RNase, DNase, endotoksiner, flyktige organiske forbindelser, kolloider, ftalater og hormonfortyrrende stoffer er alle eksempler på urenheter som forekommer råvann i større eller mindre grad.
Å ha tilgang til vannkvaliteter som dekker laboratoriets ulike bruksområder er essensielt for å kunne levere pålitelige resultater, unngå interferenser fra urenheter i vannet, kontaminering av analyseinstrumenter og annet labutstyr.
Vannkvaliteter til laboratoriearbeid
I laboratoriesammenheng blir begrepene Type III, Type II og Type I gjerne brukt for å differensiere og beskrive kvaliteten på renset vann.
Type III vann
Type III vann er vannkvaliteten med lavest renhet. Den egner seg til rensing av glassutstyr, i vannbad og autoklaver, for bruk i fuktesystemene i klimaskap og vekstkamre, samt som basis for tillaging av desinfeksjonsvann. Vannrensesystemer som produserer type III vann blir også brukt til å forsyne såkalte poleringsenheter (vannrensesystemer) som produserer ultrarent vann, Type I (+).
Resistiviteten er gjerne > 0,05 MΩ-cm,
TOC < 200 ppb og bakterier <200 CFU/ml.
Type II vann
Type II vann egner seg for generelt laboratoriearbeid. Typiske bruksområder er tillaging av bakteriologiske medier, pH-løsninger og buffere, samt enkelte kliniske analyseinstrumenter. Type II vann blir også brukt som fødevann til poleringsenheter for produksjon av Type I vann.
Resistiviteten ligger typisk på 1 til>10 MΩ.cm og bakterieinnholdet er <5 CFU/ml.
Type II + vann
Type II + vann blir brukt til generelle laboratorieapplikasjoner hvor lavt innhold av både uorganiske komponenter og bakterier er essensielt. I type II+ vann ligger resistiviteten fra 10 til >15 MΩ.cm og ved bruk av PoU-filter (Point of Use) er bakterieinnholdet < 0,001 CFU/ml.
Type I vann
Type I-vann blir ofte referert til som ultrarent vann. Denne vannkvaliteten er helt nødvendig for de mest sensitive analyseteknikkene, f.eks. som mobilfase i HPLC, Ionekromatografi, prøvefortynning og prøveopparbeiding i forbindelse med gasskromatografi (GC), atomabsorbsjon spektroskopi (AAS) og induktivt koblet plasma massespektrometri (ICP-MS).
Også innen molekylærbiologi, celledyrkning og IVF er Type I-vann den mest brukte vannkvaliteten, her kan enkelte applikasjoner også kreve RNAse og DNase-fritt vann.
Resistivitet er > 18.0, TOC <10ppb, endotoksiner <0,03EU/ml og bakterier < 1 CFU/ml.
Type I + Vann
Type I + vann overgår renhetskravene til Type I vann og blir brukt i analyser hvor man jobber på helt nede mot deteksjonsgrensene. Vannet har ekstremt lave nivåer av urenheter, det ligger på ppt eller sub-ppt nivå.
Ultrarent vann, Type I og I+, vil benytte enhver mulighet til å la seg forurense, f.eks. ved eksponering for luft og under tapping, men også av eventuelle urenheter i glass- og plastutstyr. Her har du å gjøre med en ferskvare som egner seg dårlig lagring. Laboratorier har gjerne etablert særskilte rutiner for hvordan ultrarent vann skal behandles.
|
Hvordan blir vannkvalitet vurdert og definert
For å implementere et enhetlig klassifiseringssystem blir det benyttet flere nøkkelfaktorer for å beskrive ulike egenskaper for vann.
Konduktivitet - ledningsevne
Denne egenskapen blir målt i mikroSiemens per centimeter (µS/cm) ved 25 °C, hvor resistivitet er den resiproke verdien. Konduktivitet er et mål for en væskes evne til å lede elektrisk strøm. Samtidig er konduktivitet en uspesifikk, men viktig, indikasjon på nivået av ioner i vannet. Konduktivitet eller ledningsevne blir gjerne brukt ved måling av råvann og drikkevann.
Tabellen viser sammenhengen mellom konduktivitet og resistivitet
| Konduktivitet µS/cm |
Resistivitet MΩ-cm |
| 0,01 |
100* |
| 0,055 |
18 |
| 0.1 |
10 |
*) Teoretisk predikert verdi
Resistivitet
Resistivitet blir oppgitt i enheten Mega -Ohms per centimeter (MΩ-cm), og er relatert til konduktivitet: høy resistivitet = lav konduktivitet. Den er et uspesifikt mål for vannets innhold av ioner. Begrepet resistivitet blir gjerne brukt for å beskrive ultrarent vann. Ionebyttere er den primære renseteknikken for å fjerne ioner i forbindelse med produksjon av labvann.
Organiske forbindelser
Organiske forbindelser kan forekomme i vann i et utall av former, og i denne sammenheng er det upraktisk å måle hver enkelt av dem. I stedet blir Total Organic Carbon (TOC) brukt som en god indikator for å angi innholdet av organiske forbindelser i vann. Måling av TOC foregår ved at det organiske materialet gjennomgår en oksidasjonsprosess, og det oksiderte materialet blir så kvantifisert. I dag er TOC det nærmeste vi kommer en universal indikator for organiske urenheter i vann. Alternativet er å benytte kromatografiske teknikker for å bestemme hver komponent spesifikt, men i praksis vil dette være lite hensiktsmessig i et vannrenseanlegg, siden det vil bli både for kostbart og tidkrevende.
Biologisk kontaminering
Biologiske kontaminanter i form av bakterier og andre mikroorganismer er vanlig og velkjent i ubehandlet vann. Bakterieinnholdet blir oppgitt som Colony Forming Units per milliliter (CFU/ml). For på holde bakterieinnholdet i springvann på et lavt nivå blir teknikker som filtrering, UV-behandling, klorbehandling og andre desinfeksjonsmidler brukt. Ved å dyrke bakterier på egnede vekstmedier kan man finne både totalt antall bakterier og spesifikke species.
Testing for bakterier skjer også ved bruk av teknikker basert på epifuorescens. Her foreligger svaret raskt, og det skilles mellom levende eller døde organismer.
I tillegg til bakterier er endotoksiner en mulig kontaminant. Dette er kjemiske stoffer gram-negative bakterier produserer i celleveggen og skiller ut. Innholdet blir oppgitt som EU/ml, og 1 EU/ml tilsvarer ca. 0,1 ng/ML.
I vannrensesystemer blir UV-lys brukt for å bryte ned mikroorganismer, i tillegg vil ulike type filtre sørge for å fjerne både mikroorganismer og nedbrytningsproduktene.
Kolloidalt materiale
Suspenderte partikler kan være opphavet til turbiditet i vann, og blir angitt i måleenheten er NTU (Nephelometric Turbidty Unit). I produksjon av labvann blir det brukt filter for å fjerne mest mulig av suspenderte partikler. Kolloidalt materiale er definert til å ha en størrelse < 0,5 µm, og det kan inneholde jern, silika, aluminium og organiske forbindelser. Fouling Index (FI) blir ofte brukt for å estimere vannets potensial til å blokkere et filter, f.eks. en omvendt osmose membran.