Epäpuhtaustulokset eivät aina käytä samoja yksiköitä. Raporttien vertaaminen, kun tulokset esitetään ppm: nä, mg / m3 tai ppmv voi olla haastavaa. Mutta muuntaminen näiden yksiköiden välillä vaatii vain muutaman askeleen ja vähän taustatietoa.
Termin määrittely: PPM
Lyhenneppmtarkoittaa miljoonasosia. Yksi miljoonasosa tarkoittaa yhtä aineen partikkelia miljoonan kokonaishiukkasten joukossa. Miljoonaa osaa viittaa nesteessä olevien hiukkasten lukumäärään riippumatta siitä, onko neste kaasua vai nestettä. Koko lyhenteen tulisi ollappmvtai miljoonasosaa tilavuudesta, mutta raportit pudottavat usein arvon v muuttamaan ppmv: stä ppm: ksi.
Maaperässä miljoonasosat tarkoittavat miljoonasosia, lyhennettynäppmmtai ppmm. Kaasuissa miljoonasosat vastaavat materiaalimoolien lukumäärää (yksi aineen mooli on 6,022x1023 aineen yksikköä). Kun ilmakehän hiilidioksiditasoksi ilmoitetaan 409 ppm, ilmakehässä on 409 moolia hiilidioksidia miljoonassa moolissa ilmaa.
Käänteinen muuntaminen moolista miljoonasosiksi (mol ppm) tarkoittaa, että moolien määrä miljoonaa moolia ainetta kohden on yhtä suuri kuin miljoonasosaa.
Miljoonaa osaa, mitaton määrä ja mitta, kuvaa hyvin pieniä materiaalipitoisuuksia ilmassa tai nesteissä. Jopa pienemmät määrät voidaan ilmoittaa miljardiosina (PPB). Lyhennettä ppt voidaan käyttää, muttapptvoi tarkoittaa tuhatta osaa tai biljoonaa.
Termin määrittely: höyrynpaine
Höyrynpaine"höyryn (kaasun) paine sen nestemäisen tai kiinteän faasin yläpuolella, kun nämä kaksi ovat tasapainossa suljetussa astiassa. Tasapaino syntyy, kun haihtuvien atomien tai molekyylien määrä on yhtä suuri kuin nesteeksi tai kiinteäksi aineeksi kondensoituvien atomien tai molekyylien lukumäärä.
Höyrynpaine muuttuu suoraan lämpötilan mukaan. Kun lämpötila nousee, höyrynpaine nousee ja kun lämpötila laskee, höyrynpaine laskee. Höyrynpaine mitataan elohopeapainemittarilla.
Kun painemittarin molemmat puolet ovat auki, U-muotoisen painemittarin putken elohopeapylväällä on sama korkeus putken jokaisessa pystysuorassa osassa. Suljettu astia, joka sisältää testattavan materiaalin, on kiinnitetty putken toiselle puolelle. Kun suljetun astian höyrynpaine kasvaa, höyryn paine työntää elohopeapylvästä, joka sitten nousee putken avoimelle puolelle.
Kun höyrynpaine vakiintuu, elohopeapitoisuuksien ero manometrin molemmilla puolilla osoittaa höyrynpaineen millimetreinä elohopeaa (mmHg tai torr).
Osittainen paine
Höyrynpaine mitataan, kun vain yhtä kaasutyyppiä on läsnä. Osapaineella tarkoitetaan yhden kaasun painetta kaasuseoksessa. Esimerkiksi kun henkilö räjäyttää ilmapallon, se sisältää useita erilaisia kaasuja, mukaan lukien hiilidioksidi, happi, typpi, argon ja vesihöyry. Kukin näistä kaasuista kohdistaa osapainetta ilmapalloa vasten. Yhdistetyt osapaineet pitävät ilmapallon paisutettuna.
Tyypilliset raportointiyksiköt
Ympäristöraportoinnissa käytetään eri yksiköitä otokseen valitun materiaalin perusteella. Maaperäkokeet ilmoittavat testin milligrammoina (mg) / kg (kg) tai miljoonasosina massan perusteella (ppmm, myös kirjoitetut ppmm). Veden tulokset ilmoitetaan milligrammoina (mg) / l (L tai l), perustuen epäpuhtauksien massaan vesitilavuudessa. Veden pilaantumisen voidaan myös ilmoittaa olevanmyyrät(myös mol) - epäpuhtautta litraa kohti vesitilavuudessa, jota edustaa M. Ilmatulokset ilmoittavat testitulokset milligrammoina kuutiometrissä tai miljoonasosina tilavuuden perusteella (ppmv, kirjoitettu myös ppmv).
Kaasupitoisuuden laskeminen: mmHg - ppm
Muunna millimetreistä elohopeaa miljoonasosiksi (mmHg ppm), käytä kaavan miljoonasosaa (ppm) höyrynpaine mitattuna millimetreinä elohopeaa (VP millimetreinä) jaettuna ilmakehän paineella millimetreinä elohopeaa (PA millimetreinä), kerrottuna sitten yhdellä miljoonaa (106).
Matemaattisesti yhtälö on
ppm = \ frac {VP} {PA} \ kertaa 10 ^ 6
Esimerkiksi, jos nykyinen ilmakehän hiilidioksiditaso mitataan 0,311 mmHg: ksi, miljoonasosamääräinen laskelma muuttuu
ppm = \ frac {0.311} {760} \ kertaa 10 ^ 6 = 409 \ text {ppm}
Muunna ppm osapaineeksi järjestämällä yhtälö uudelleen niin, että höyrynpaine millimetreinä elohopeaa on yhtä suuri miljoonasosaa (ppm) kerrottuna ilmakehän paineella (PA), tuote jaettuna miljoonalla (106). Esimerkiksi ennen teollista vallankumousta ilmakehän hiilidioksiditaso oli noin 280 ppm. Höyrynpaine tuolloin voidaan laskea seuraavasti
VP = \ frac {ppm \ kertaa PA} {10 ^ 6} = \ frac {280 \ kertaa 760} {10 ^ 6} = 0,213 \ teksti {mmHg}
Nämä esimerkit olettavat vakiopaineen (760 mmHg).
Kaasupitoisuuden laskeminen: ppm - mg / m3
Kaasupitoisuudet voidaan ilmoittaa milligrammoina kuutiometrissä (mg / m3) eikä miljoonasosia tai millimetrejä elohopeaa. Käytä kaavan miljoonasosaa, joka on 24,45-kertainen mittaus milligrammoina kuutiometrissä ja jaa se sitten aineen grammoilla. Käytä jaksollista taulukkoa löytääksesi gramman molekyylipainon (katso Resurssit).
Esimerkiksi hiilidioksidilla on gramman molekyylipaino yksi hiiliatomi, 12, plus kaksi happiatomia, 16x2 = 32, kokonais gramman molekyylipainon ollessa 44 (12 + 32). Jos luokkahuoneen hiilidioksidiksi mitataan 2 500 mg / m3 ja hyväksyttävä hiilidioksidi on 1100 ppm tai vähemmän, onko luokkahuone turvallinen lapsille? Kaavan avulla
ppm = \ frac {24,45 \ kertaa 2500} {44 = 1,389 \ teksti {ppm}
1389 ppm hiilidioksidia, osoittaa, että hiilidioksiditaso ei ole turvallinen.
Luku 24,45 yhtälössä on kaasun tai höyryn moolin tilavuus (litraa) (molekyylipaino grammoina), kun paine on yksi ilmakehä (760 torria tai 760 mmHg) ja 25 ° C. Jos haluat laskea eri paineen ja / tai lämpötilan perusteella, lisää muuntokertoimen tilavuus yhtä suuri kuin ihanteellinen kaasuvakio kertaa lämpötila kelvineinä (Celsius-lämpötila plus 273).