Резултатите от замърсителите не винаги използват едни и същи единици. Сравняване на докладите, когато резултатите са показани в ppm, mg / m3 или ppmv може да бъде предизвикателство. Но конвертирането между тези единици изисква само няколко стъпки и малко основни познания.
Определяне на термина: PPM
Съкращениетоppmозначава части на милион. Една част на милион означава една частица от веществото измежду милион общо частици. Части на милион се отнасят до броя на частиците в течността, независимо дали течността е газ или течност. Пълният акроним трябва да бъдеppmv, или части на милион по обем, но отчетите често изпускат v, за да се променят от ppmv на ppm.
В почвите, части на милион означава части на милион по маса, съкратеноppmmили ppmм. В газовете части на милион са равни на броя на моловете на материала (един мол на веществото е равен на 6.022x1023 единици от веществото). Когато нивото на въглероден диоксид в атмосферата се отчете като 409 ppm, атмосферата съдържа 409 мола въглероден диоксид в милион мола въздух.
Обратното преобразуване, от молове в части на милион (мол в ppm), означава, че броят на моловете на милион мола вещество е равен на части на милион.
Части на милион, безразмерно количество и измерване, описват много малки концентрации на материал във въздуха или течностите. Дори по-малки количества могат да бъдат отчетени като части на милиард (ppb). Може да се използва съкращението ppt, ноpptможе да означава части на хиляда или части на трилион.
Определяне на термина: Налягане на парите
Налягане на паритесе отнася до налягането на пара (газ) над неговата течна или твърда фаза, когато двете са в равновесие в затворен съд. Равновесието настъпва, когато броят на атомите или молекулите, които се изпаряват, е равен на броя на атомите или молекулите, кондензиращи се обратно към течността или твърдото вещество.
Налягането на парите се променя директно с температурата. Когато температурата се повиши, налягането на парите се увеличава и когато температурата намалява, налягането на парите намалява. Налягането на парите се измерва с помощта на живачен манометър.
Когато двете страни на манометъра са отворени, колона живак в U-образната манометрова тръба ще има еднаква височина във всяка изправена част на тръбата. Затворен контейнер, съдържащ тествания материал, е прикрепен към едната страна на тръбата. Тъй като налягането на парите в затворения съд се увеличава, налягането от парите изтласква живачния стълб, който след това се издига от отворената страна на тръбата.
Когато налягането на парите се стабилизира, разликата в нивата на живак от двете страни на манометъра показва налягането на парите, отчетено в милиметри живак (mmHg или torr).
Частично налягане
Налягането на парите се измерва, когато присъства само един вид газ. Парциално налягане означава налягането на един газ в смес от газове. Например, когато човек взриви балон, балонът съдържа няколко различни газове, включително въглероден диоксид, кислород, азот, аргон и водни пари. Всеки от тези газове прилага частичен натиск върху балона. Комбинираните парциални налягания поддържат балона напомпан.
Типични единици за отчитане
Докладването за околната среда използва различни единици въз основа на взетия материал. Тестовете на почвата отчитат изпитването като милиграми (mg) на килограм (kg) или части на милион на база маса (ppmm, също записани ppm)м). Резултатите от водите се отчитат като милиграми (mg) на литър (L или l), базирани на масата на замърсителя в обем вода. Замърсяването на водата също може да се отчете катобенки(изписва се също като mol) замърсител на литър в обем вода, представен от М. Резултатите от въздуха отчитат резултатите от изпитването като милиграми на кубичен метър или части на милион на база обем (ppmv, също записан като ppmv).
Изчисляване на концентрацията на газ: mmHg до ppm
За да конвертирате от милиметри живак в части на милион (mmHg в ppm), използвайте формулата части на милион (ppm) е равно на налягането на парите измерено в милиметри живак (VP в mmHg), разделено на атмосферното налягане в милиметри живак (PA в mmHg), след това умножено по едно милион (106).
Математически уравнението е
ppm = \ frac {VP} {PA} \ по 10 ^ 6
Например, ако текущото ниво на въглероден двуокис в атмосферата се измерва като 0,311 mmHg, изчислението на части на милион става
ppm = \ frac {0.311} {760} \ по 10 ^ 6 = 409 \ text {ppm}
За да превърнете ppm в парциално налягане, пренаредете уравнението, така че налягането на парите в милиметри живак да бъде равно части на милион (ppm), умножени по атмосферното налягане (PA), като продуктът е разделен на един милион (106). Например, атмосферното ниво на въглероден диоксид преди Индустриалната революция е около 280 ppm. Налягането на парите по това време може да се изчисли като
VP = \ frac {ppm \ пъти PA} {10 ^ 6} = \ frac {280 \ пъти 760} {10 ^ 6} = 0,213 \ text {mmHg}
Тези примери предполагат стандартно налягане (760 mmHg).
Изчисляване на концентрацията на газ: ppm до mg / m3
Концентрациите на газ могат да се отчитат в милиграми на кубичен метър (mg / m3), а не части на милион или милиметри живак. Използвайте формулата части на милион, равна на 24,45 пъти измерението в милиграми на кубичен метър, след което разделете на грам молекулно тегло на веществото. Използвайте периодичната таблица, за да намерите грам молекулно тегло (вж. Ресурси).
Например, въглеродният диоксид има грам молекулно тегло от един въглероден атом, 12, плюс два кислородни атома, 16x2 = 32, за общо грамово молекулно тегло 44 (12 + 32). Ако въглеродният диоксид в класната стая се измерва на 2500 mg / m3 а приемливият въглероден диоксид е 1100 ppm или по-малко, безопасна ли е класната стая за деца? Използвайки формулата,
ppm = \ frac {24.45 \ пъти 2500} {44 = 1389 \ text {ppm}
1,389 ppm въглероден диоксид, показва, че нивото на въглероден диоксид не е безопасно.
Числото 24.45 в уравнението е обемът (литри) на мол (грам молекулно тегло) на газ или пара, когато налягането е една атмосфера (760 torr или 760 mm Hg) и 25 ° C. За да изчислите въз основа на различно налягане и / или температура, вмъкнете обемния коефициент на преобразуване, равен на идеалния газ, постоянен по температура в Келвин (температура на Целзий плюс 273).