一提到ppm,很多人會認為它是體積濃度單位。實則不然,它既不是單位符號,也不特指體積濃度。它只是表示數(shù)量份額的英文名詞縮寫。ppm與百分率(%)所表示的內(nèi)容一樣,只是它的比例數(shù)比百分率大而已。
ppm(partpermillion)即百萬分之一,是一個無量綱量,它既可以表示體積比,也可以表示質(zhì)量比或重量比。
類似的還有ppb和ppt,ppb(partperbillion)即十億分之一;ppt(partpertrillion)即萬億分之一。
1ppm=1000ppb,1ppb=1000ppt
不同應(yīng)用場景下的換算關(guān)系
對于溶液而言,溶液濃度可分為質(zhì)量濃度(如質(zhì)量百分濃度)和體積濃度(如摩爾濃度、當量濃度)和質(zhì)量-體積濃度三類。例如在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域,通常用毫克/升(mg/L)或微克/升(μg/L)作為水樣的TOC(總有機碳,即溶液中的有機碳的總量)濃度單位。1mg/L是質(zhì)量-體積濃度,如果溶液的密度是1000g/L,則1mg/L相當于1ppm。
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在農(nóng)藥應(yīng)用中以往常用ppm表示噴灑液的濃度,即一百萬份噴灑液中含農(nóng)藥有效成分的份數(shù)?,F(xiàn)根據(jù)國際規(guī)定百萬分率已不再使用ppm來表示,而統(tǒng)一用毫克/升(mg/L)或毫克/立方分米(mg/dm3)來表示。
◆對于環(huán)境大氣中的污染物而言,常用體積濃度和質(zhì)量-體積濃度來表示其在環(huán)境大氣中的含量。
①體積濃度是用每立方米大氣中含有污染物的體積數(shù)來表示(如cm3/m3、mL/m3),換算關(guān)系是:
1ppm=1cm3/m3=10??m3/m3
1ppb=1mm3/m3=10??m3/m3
1ppt=10?3mm3/m3=10?12m3/m3
②質(zhì)量-體積濃度是用每立方米大氣中污染物的質(zhì)量數(shù)來表示(如mg/m3、g/m3),質(zhì)量-體積濃度的數(shù)值會隨著溫度和氣壓(壓力)等環(huán)境條件的變化而改變,在實際使用過程中需要同時測定溫度和壓力。換算關(guān)系是:C=(22.4×X/M)×(T/273.15)×(1/P),式中:X為污染物以mg/m3表示的濃度值,C為污染物以ppm表示的濃度值,M為污染物的分子量(g/mol),T為環(huán)境溫度(K),P為環(huán)境大氣壓力(atm)。22.4是0℃標況下的摩爾體積(22.4L/mol)。(儀表入門知識|常用的3種溫標及換算關(guān)系)
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濃度單位是mg/m3的優(yōu)勢是可以方便計算出污染物的真正量。mg/m3換算為ppm是職業(yè)衛(wèi)生標準對作業(yè)人員健康的要求,需要考慮溫度壓力的影響,設(shè)置合理的報警值才能保障作業(yè)人員身體健康。(有毒氣體報警值該如何計算?)
◆在檢測二氧化碳(CO?)、氧氣(O?)、氮氣(N?)等氣體的體積比濃度時常采用%VOL表示,描述氣體體積混合比例的百分比,換算關(guān)系是:
1%VOL=10000ppm
◆在土壤、動植物、固體廢棄物中“ppm、ppb、ppt”與質(zhì)量含量的換算關(guān)系為:
1ppm=1mg/kg=1000μg/kg
1ppb=1μg/kg=10?3mg/kg
1ppt=1ng/kg=10??mg/kg
◆在化學和生物化學領(lǐng)域中,用于描述分子或離子的濃度時常用到μmol/mol,稱為微摩爾/摩爾,它是物質(zhì)的量的濃度單位,表示每mol物質(zhì)中所含多少μmol某物質(zhì),是固定物質(zhì)的量在總量中的占比。同溫同壓下,體積比等于物質(zhì)的量之比。換算關(guān)系為:
1ppm=1μmol/mol=10??mol/mol
需要注意的是,在實際應(yīng)用中,由于體積受到溫度和壓力的影響,以上關(guān)于體積濃度和物質(zhì)的量濃度,在不同溫度壓力下也是不同的。因此需要進行標準狀況下的溫壓補償。
總結(jié):對ppm不需要糾結(jié),因為每個專業(yè)的用法確實存在一定差異。百萬分之一是確定的,但需要具體到是什么量綱比,就看具體應(yīng)用場合,不同場合用法不同,遵從各自的習慣用法就好。
k(千,103)、h(百,102)、da(十,10)、d(分,10-1)、c(厘,10-2)、m(毫,10-3)、μ(微10-6)、n(納,10-9)、p(皮,10-12)、f(飛,10-15)、a(阿,10-18)、z(仄,10-21)、y(幺,10-24),M(兆,106)、G(吉,109)、T(太,1012)、P(拍,1015)、E(艾,1018)、Z(澤,1021)、Y(堯,1024)
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◆一文弄懂ppm、ppb、ppt的關(guān)系