為什么石油和天然氣實(shí)驗(yàn)需要超純水？

       石油工業(yè)包括石油產(chǎn)品的勘探、開(kāi)采、精煉、運(yùn)輸（通 常通過(guò)油輪和管道）和營(yíng)銷(xiāo)。 石油還是許多化學(xué)產(chǎn)品的原 料，包括藥品、溶劑、化肥、殺蟲(chóng)劑、合成香料和塑料。 石 油對(duì)許多行業(yè)都至關(guān)重要，在當(dāng)前社會(huì)中對(duì)維護(hù)工業(yè)文明具 有重要意義，因此是許多國(guó)家的重要關(guān)注點(diǎn)。 石油占世界能源消耗的很大一部分。 石油實(shí)驗(yàn)室測(cè)試原油、石油原料、燃料和其他石油精煉 產(chǎn)品。 對(duì)這些產(chǎn)品的分析是為了幫助客戶(hù)滿(mǎn)足質(zhì)量和監(jiān)管標(biāo) 準(zhǔn)、解決問(wèn)題并支持研發(fā)。 石油分析包括痕量分析、純度和 成份測(cè)試、質(zhì)量控制測(cè)試、碳?xì)浠衔锓治觥⑽廴咀R(shí)別等 等。 我們?nèi)绾未_定原油中不存在有害物質(zhì)？ 綜合分析通常是 用到離子色譜（IC）。 IC 可以準(zhǔn)確和快速地監(jiān)測(cè)溶液中的 離子成分。 陰離子和陽(yáng)離子都可以在每升納克 （ppt – 萬(wàn)億分之一）到毫克每升（ppm – 百萬(wàn)分之一）濃 度范圍內(nèi)被檢測(cè)到。每個(gè)石油工廠(chǎng)都有一個(gè)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，用 于與 IC 相關(guān)的分析應(yīng)用。

超純水在離子色譜中的應(yīng)用：

      在分析痕量水平的樣品時(shí)，確保所 提供數(shù)據(jù)可信的WY方法是擁有可靠的 IC 儀器、高質(zhì)量的試劑和純水。 水可 以用于IC 的多種方面，包括樣品稀釋、 樣品制備或預(yù)處理、制備空白樣和標(biāo)準(zhǔn) 樣、沖洗設(shè)備和作為洗脫液。 在無(wú)試劑 離子色譜 (RFIC) 系統(tǒng)中，WY存在的 流動(dòng)相是純水。 因此，水中存在的任何 雜質(zhì)都會(huì)以多種方式干擾分析，可靠的 未受污染水源對(duì)于重現(xiàn)結(jié)果至關(guān)重要。

超純水在原子吸收分光光度計(jì)上的應(yīng)用：

      原子吸收光譜 (AAS) 是一種廣泛 用于各種不同領(lǐng)域中痕量金屬元測(cè)定的 技術(shù)。 AAS 使用氣相中原子對(duì)光的吸 收。通常在水溶液中的樣品通過(guò)火焰 (火焰原子吸收光譜FAAS)或石墨爐 (石墨/碳爐原子吸收光譜GFAAS/CFAAS) 汽化和霧化。AAS 通常用于環(huán)境和臨床 分析 ，以及制藥和化工行業(yè)。 

超純水應(yīng)用于氣相色譜質(zhì)譜儀 (GC-MS)：

      氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）將氣相色譜與質(zhì)譜相結(jié)合，在識(shí)別 不同的物質(zhì)方面，具有非常廣泛的應(yīng)用，例如藥物檢測(cè)和環(huán)境分析。

GC-MS 是測(cè)定環(huán)境中 EDC 和 VOC 的SX技術(shù)。 由于需要 非常低的 TOC 水平，因此對(duì)水純度的要求非常嚴(yán)格。 在 GC-MS 中，流動(dòng)相通常是惰性氣體，分析的化合物與柱內(nèi)的固定相相互作 用。 樣品在色譜柱上揮發(fā)和分離。 當(dāng)質(zhì)譜儀用作檢測(cè)器時(shí)，該技術(shù) 尤其強(qiáng)大，因?yàn)榭梢灾苯訉?duì)單個(gè)組分進(jìn)行識(shí)別和表征。

雜質(zhì)問(wèn)題： 

      超純水（I 級(jí)）是市政自來(lái)水通過(guò)多級(jí)處理的產(chǎn)物。 水可以溶解不同化合物，并存在多種微生物細(xì)菌 等造成了水中的各種雜質(zhì)和污染物，例如離子、溶解的有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物、懸浮顆粒、微生物和溶解的氣 體。隨著水變得可飲用，大部分污染物被去除，同時(shí)也可能引入其他雜質(zhì)，例如增塑劑管道系統(tǒng)或油罐中 的瀝青涂料。 對(duì)于 GC-MS 應(yīng)用，氣體污染物會(huì)危及分析儀器的靈敏度和準(zhǔn)確度。 氧氣、碳?xì)浠衔锏任廴疚飼?huì)嚴(yán) 重影響 GC 分析，導(dǎo)致色譜柱和儀器損壞。

污染影響： 

      水污染的影響可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，并有可能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。 但是雜質(zhì)對(duì)這種分析的可靠性和 再現(xiàn)性究竟有什么影響呢？ 如圖 1 所示，離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌和氣體的污染影響都會(huì)在一定程度上影響靈敏度和重現(xiàn)性。 離子污染物往往具有顯著但短期的影響，產(chǎn)生化學(xué)干擾，直接降低結(jié)果并降低靈敏度。離子污染物水平的 波動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致觀察結(jié)果的更大差異。 盡管有機(jī)物、膠體和細(xì)菌也會(huì)影響背景/空白，但它們往往會(huì)通過(guò)介 質(zhì)污染和表面涂層產(chǎn)生長(zhǎng)期影響，從而影響儀器的特定組件，例如色譜柱、檢測(cè)器和內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的表 面。 此類(lèi)污垢的影響表現(xiàn)為異常基線(xiàn)偏移、基線(xiàn)上的未知峰、高噪聲等。

典型的水純度要求： 

       對(duì)于基本 IC 和 AAS 應(yīng)用，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際規(guī)范，一般實(shí)驗(yàn)室級(jí)水（II 級(jí)純水）可能就足夠了。 然而，即 使是基本應(yīng)用也應(yīng)盡可能使用符合 I 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的超純水。 在短離子交換柱上預(yù)濃縮離子含量，隨后進(jìn)行測(cè) 量，然后洗脫到洗脫液流中進(jìn)行分離和分析，使IC和AAS可以實(shí)現(xiàn)非常低的檢測(cè)限（低至ppt級(jí)）。 在這種 情況下，元素純度至關(guān)重要，需要 18.2 MΩ-cm 的電阻率水平和低 TOC。 大多數(shù)應(yīng)用的純水系統(tǒng)都需要 符合藥典、ASTM、ISO 和 CLS 制定的標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)于 GC-MS 則應(yīng)用于樣品制備。同時(shí)，也用于空白和標(biāo) 準(zhǔn)樣品制備。 

結(jié)論： 

       IC 和 GC 應(yīng)用，尤其是痕量級(jí)的應(yīng)用，對(duì)各種污染物（有機(jī)、顆粒、細(xì)菌、氣體和離子）非常敏感，很容易影響數(shù)據(jù)可靠性。