水，對一般人而言可能只是日常所需，但在科學實驗與高科技產業中，水的純淨程度直接關係到實驗結果的準確性與產品品質。國際上常用美國ASTM D1193標準或CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) 來界定實驗用水的純度，分為 Type I、Type II、Type III 和 Type IV。本文將為您詳細介紹這些水質等級的定義、製程與應用差異，並說明它們如何從最原始的自來水一步步淨化至超純水。

一、自來水：原始水源的起點

自來水（Tap Water）是城市給水系統供應的水，經過消毒處理以去除大部分細菌與懸浮固體，適合人類飲用，但對實驗室來說仍含有大量雜質，包括：

• 無機離子（如鈉、鈣、鎂、氯等）

• 有機物（天然有機物或污染物）

• 微生物與內毒素（特別在靜置管線中易滋生）

• 懸浮固體與顆粒

因此，自來水僅能作為實驗用水製程的進水源頭，必須經過多重純化處理，才能符合不同實驗需求。

二、Type IV 級水：初階純水（通常為RO水）

Type IV 級水是實驗室純水系統的第一級產物，通常經過"逆滲透（RO）"製成，能有效去除：

• 90~99% 的無機離子

• 95~99% 的有機物

• 99% 的細菌與懸浮固體

水質指標：

• 電阻率：> 1 MΩ·cm（兆歐）

• TOC（總有機碳）：< 200 ppb

• 微粒與微生物：尚未完全去除

應用領域：

• 洗滌實驗器材

• 製程用水的預處理

• 一般分析用水（非精密分析）

三、Type III 級水：次純水（常作為Type I的前段處理）

Type III 水一般是在RO水基礎上，再經過活性碳、軟化或UV燈進一步處理，其水質優於Type IV，但仍無法達到超純標準。

水質指標：

• 電阻率：> 4 MΩ·cm

• TOC：< 200 ppb

• 可去除更多有機物與微粒

應用領域：

• 緩衝液與培養基製備

• pH 測試與色層分析

• 可作為Type I 系統的進水

四、Type II 級水：高純水（臨床或實驗用）

Type II 水多透過去離子（DI）樹脂、活性碳與UV系統製得，其水質已非常純淨，適用於大多數實驗用途。

水質指標：

• 電阻率：> 10 MΩ·cm

• TOC：< 50 ppb

• 微粒與菌數控制較佳

應用領域：

• 線上自動分析儀

• 培養細胞用水

• 一般分光光度法或比色分析

五、Type I 級水：超純水（Ultra-Pure Water, UPW）

Type I 水是目前實驗室可製得的最高等級純水，通常在Type II水基礎上，再經：

• 混床去離子交換樹脂

• 紫外線殺菌與TOC氧化

• 0.2 μm 終端過濾器

可去除幾乎所有離子、有機碳、微粒、細菌與內毒素。

水質指標：

• 電阻率：18.2 MΩ·cm（理論極限）

• TOC：< 10 ppb（甚至可達 < 5 ppb）

• 微粒：< 1/mL（> 0.2 μm）

• 細菌數：< 1 CFU/mL

• 熱源/內毒素：< 0.03 EU/mL（部分應用）

應用領域：

• 高效能液相層析（HPLC）

• 分子生物學（如PCR）

• 痕量元素分析（ICP-MS、AAS）

• 製藥與半導體製程

六、各等級水比較表

結語

在實驗室或工業應用中，選擇正確水質等級至關重要。不當使用不純的水，會導致儀器污染、數據偏差，甚至整個實驗失敗。從最初的自來水到終極的Type I超純水，每一層級的設計皆有其必要性與價值。若您正在規劃實驗室用水系統，建議依據用途需求，選擇適合的水處理設備與過濾等級。如需建置完整實驗室純水系統，歡迎洽詢我們，提供專業規劃與設備建置建議。

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