لا تستخدم نتائج الملوثات دائمًا نفس الوحدات. مقارنة التقارير عندما تظهر النتائج في جزء في المليون ، ملغ / م3 أو ppmv يمكن أن يكون تحديا. لكن التحويل بين هذه الوحدات لا يتطلب سوى بضع خطوات وقليل من المعرفة الأساسية.
تحديد المصطلح: PPM
اختصارجزء في المليونيعني أجزاء في المليون. جزء واحد في المليون يعني جسيمًا واحدًا من مادة من بين مليون جسيم إجمالي. يشير عدد الأجزاء في المليون إلى عدد الجزيئات في السائل ، سواء كان السائل غازًا أو سائلًا. يجب أن يكون الاختصار الكاملجزء في المليون، أو أجزاء في المليون حسب الحجم ، لكن التقارير كثيرًا ما تسقط v للتغيير من جزء في المليون إلى جزء في المليون.
في التربة ، الجزء في المليون يعني أجزاء في المليون بالكتلة ، مختصرةجزء في المليمترأو جزء في المليونم. في الغازات ، الأجزاء لكل مليون تساوي عدد مولات المادة (مول واحد من مادة يساوي 6.022x1023 وحدات من المادة). عندما يبلغ مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي 409 جزء في المليون ، يحتوي الغلاف الجوي على 409 مول من ثاني أكسيد الكربون في مليون مول من الهواء.
التحويل العكسي ، من المولات إلى الأجزاء في المليون (المول إلى جزء في المليون) ، يعني أن عدد المولات لكل مليون مول من المادة يساوي الأجزاء في المليون.
تصف الأجزاء في المليون ، وهي كمية وقياس بلا أبعاد ، تركيزات صغيرة جدًا من مادة في الهواء أو السوائل. قد يتم الإبلاغ عن الكميات الأصغر كأجزاء لكل مليار (جزء في البليون). يمكن استخدام الاختصار ppt لكنجزء لكل تريليونيمكن أن تعني أجزاء لكل ألف أو أجزاء لكل تريليون.
تحديد المصطلح: ضغط البخار
ضغط البخاريشير إلى ضغط البخار (الغاز) فوق مرحلته السائلة أو الصلبة عندما يكون الاثنان في حالة توازن في حاوية مغلقة. يحدث التوازن عندما يساوي عدد الذرات أو الجزيئات المتبخرة عدد الذرات أو الجزيئات التي تتكثف مرة أخرى إلى السائل أو الصلب.
يتغير ضغط البخار بشكل مباشر مع درجة الحرارة. عندما تزداد درجة الحرارة ، يزداد ضغط البخار وعندما تنخفض درجة الحرارة ، ينخفض ضغط البخار. يقاس ضغط البخار باستخدام مقياس ضغط الزئبق.
عندما يكون كلا جانبي مقياس الضغط مفتوحين ، فإن عمودًا من الزئبق في أنبوب المانومتر على شكل حرف U سيكون له ارتفاع متساوٍ في كل قسم منتصب من الأنبوب. يتم إرفاق حاوية مغلقة تحتوي على المادة قيد الاختبار على جانب واحد من الأنبوب. مع زيادة ضغط البخار في الحاوية المغلقة ، يدفع ضغط البخار عمود الزئبق الذي يرتفع بعد ذلك على الجانب المفتوح من الأنبوب.
عندما يستقر ضغط البخار ، يُظهر الفرق في مستويات الزئبق على جانبي مقياس الضغط ضغط البخار ، المُبلغ عنه بمليمترات من الزئبق (مم زئبق أو سيل).
ضغط جزئي
يتم قياس ضغط البخار عند وجود نوع واحد فقط من الغاز. الضغط الجزئي يعني ضغط غاز واحد في خليط الغازات. على سبيل المثال ، عندما يقوم شخص بتفجير بالون ، يحتوي البالون على عدة غازات مختلفة بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون والأكسجين والنيتروجين والأرجون وبخار الماء. يطبق كل من هذه الغازات ضغطًا جزئيًا على البالون. تعمل الضغوط الجزئية المجمعة على إبقاء البالون منتفخًا.
وحدات التقارير النموذجية
يستخدم إعداد التقارير البيئية وحدات مختلفة بناءً على المواد التي تم أخذ عينات منها. تقرير اختبارات التربة عن الاختبار كمليجرام (مجم) لكل كيلوغرام (كجم) أو أجزاء في المليون بناءً على الكتلة (جزء في المليمتر ، مكتوب أيضًا جزء في المليونم). تشير نتائج المياه إلى ملليغرام (مجم) لكل لتر (لتر أو لتر) ، بناءً على كتلة الملوثات في حجم من الماء. قد يتم الإبلاغ عن تلوث المياه أيضًاحيوانات الخلد(مكتوب أيضًا في صورة مول) من الملوثات لكل لتر في حجم من الماء ، يمثله M. تشير نتائج الهواء إلى نتائج الاختبار على شكل ملليغرام لكل متر مكعب أو أجزاء في المليون بناءً على الحجم (جزء في المليون ، يُكتب أيضًا في صورة جزء في المليونالخامس).
حساب تركيز الغاز: مم زئبق إلى جزء في المليون
للتحويل من ملليمترات من الزئبق إلى أجزاء في المليون (مم زئبق إلى جزء في المليون) ، استخدم صيغة أجزاء في المليون (جزء في المليون) تساوي ضغط البخار يقاس بالملليمترات من الزئبق (VP في mmHg) مقسومًا على الضغط الجوي بالملليمترات من الزئبق (PA في mmHg) ، ثم يضرب في واحد مليون (106).
رياضيا ، المعادلة
ppm = \ frac {VP} {PA} \ مرات 10 ^ 6
على سبيل المثال ، إذا تم قياس مستوى ثاني أكسيد الكربون الحالي في الغلاف الجوي على أنه 0.311 مم زئبق ، تصبح الأجزاء لكل مليون عملية حسابية
ppm = \ frac {0.311} {760} \ times 10 ^ 6 = 409 \ text {ppm}
لتحويل جزء في المليون إلى ضغط جزئي ، أعد ترتيب المعادلة بحيث يساوي ضغط البخار بالمليمتر الزئبقي جزء في المليون (جزء في المليون) مضروبًا في الضغط الجوي (PA) ، بحيث يكون الناتج مقسومًا على مليون (106). على سبيل المثال ، كان مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قبل الثورة الصناعية حوالي 280 جزء في المليون. يمكن حساب ضغط البخار في ذلك الوقت على أنه
VP = \ frac {ppm \ times PA} {10 ^ 6} = \ frac {280 \ times 760} {10 ^ 6} = 0.213 \ text {mmHg}
تفترض هذه الأمثلة الضغط القياسي (760 مم زئبق).
حساب تركيز الغاز: جزء في المليون إلى mg / m3
يمكن الإبلاغ عن تركيزات الغاز بالملليغرام لكل متر مكعب (ملغ / م 3) بدلاً من أجزاء في المليون أو ملليمتر من الزئبق. استخدم الصيغة الجزئية لكل مليون تساوي 24.45 ضعف القياس بالملليغرام لكل متر مكعب ، ثم اقسم على الوزن الجزيئي بالجرام للمادة. استخدم الجدول الدوري لمعرفة الوزن الجزيئي بالجرام (انظر الموارد).
على سبيل المثال ، يحتوي ثاني أكسيد الكربون على وزن جزيئي جرام من ذرة كربون واحدة ، 12 ، بالإضافة إلى ذرتين من الأكسجين ، 16x2 = 32 ، لإجمالي وزن جزيئي بالجرام 44 (12 + 32) إذا تم قياس ثاني أكسيد الكربون في الفصل عند 2500 مجم / م3 وثاني أكسيد الكربون المقبول 1100 جزء في المليون أو أقل ، هل الفصل آمن للأطفال؟ باستخدام الصيغة ،
ppm = \ frac {24.45 \ times 2500} {44 = 1،389 \ text {ppm}
1389 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون ، يُظهر أن مستوى ثاني أكسيد الكربون غير آمن.
الرقم 24.45 في المعادلة هو الحجم (لتر) للمول (الوزن الجزيئي بالجرام) للغاز أو البخار عندما يكون الضغط في جو واحد (760 تور أو 760 ملم زئبق) و 25 درجة مئوية. للحساب بناءً على ضغط و / أو درجة حرارة مختلفة ، أدخل حجم عامل التحويل يساوي ثابتًا للغاز مضروبًا في درجة الحرارة في كلفن (درجة حرارة مئوية زائد 273).