Hasil pencemar tidak selalu menggunakan satuan yang sama. Membandingkan laporan saat hasil ditampilkan dalam ppm, mg/m3 atau ppmv dapat menjadi tantangan. Tetapi mengkonversi antara unit-unit ini hanya membutuhkan beberapa langkah dan sedikit pengetahuan latar belakang.
Mendefinisikan Istilah: PPM
Singkatanppmberarti bagian per juta. Satu bagian per juta berarti satu partikel suatu zat di antara satu juta partikel total. Bagian per juta mengacu pada jumlah partikel dalam cairan, apakah cairan itu gas atau cair. Akronim lengkapnya seharusnyappmv, atau bagian per juta volume, tetapi laporan sering kali menurunkan v untuk berubah dari ppmv ke ppm.
Di tanah, bagian per juta berarti bagian per juta massa, disingkatppmmatau ppmsaya. Dalam gas, bagian per juta sama dengan jumlah mol bahan (satu mol zat sama dengan 6,022x1023 satuan zat). Ketika tingkat karbon dioksida di atmosfer dilaporkan sebagai 409 ppm, atmosfer mengandung 409 mol karbon dioksida dalam satu juta mol udara.
Konversi terbalik, dari mol ke bagian per juta (mol ke ppm), berarti jumlah mol per juta mol zat sama dengan bagian per juta.
Bagian per juta, kuantitas dan pengukuran tanpa dimensi, menggambarkan konsentrasi material yang sangat kecil di udara atau cairan. Bahkan jumlah yang lebih kecil dapat dilaporkan sebagai bagian per miliar (ppb). Akronim ppt dapat digunakan tetapipptdapat berarti bagian per seribu atau bagian per triliun.
Mendefinisikan Istilah: Tekanan Uap
Tekanan uapmengacu pada tekanan uap (gas) di atas fase cair atau padatnya ketika keduanya berada dalam kesetimbangan dalam wadah tertutup. Kesetimbangan terjadi ketika jumlah atom atau molekul yang menguap sama dengan jumlah atom atau molekul yang mengembun kembali menjadi cair atau padat.
Tekanan uap berubah secara langsung dengan suhu. Ketika suhu meningkat, tekanan uap meningkat dan ketika suhu menurun, tekanan uap menurun. Tekanan uap diukur menggunakan manometer air raksa.
Ketika kedua sisi manometer terbuka, kolom air raksa dalam tabung manometer berbentuk U akan memiliki ketinggian yang sama di setiap bagian tegak tabung. Wadah tertutup berisi bahan yang diuji dipasang pada salah satu sisi tabung. Ketika tekanan uap dalam wadah tertutup meningkat, tekanan dari uap mendorong kolom air raksa yang kemudian naik di sisi terbuka tabung.
Ketika tekanan uap stabil, perbedaan kadar merkuri pada kedua sisi manometer menunjukkan tekanan uap, dilaporkan dalam milimeter air raksa (mmHg atau torr).
Tekanan Parsial
Tekanan uap diukur ketika hanya ada satu jenis gas. Tekanan parsial berarti tekanan satu gas dalam campuran gas. Misalnya, ketika seseorang meniup balon, balon tersebut berisi beberapa gas yang berbeda termasuk karbon dioksida, oksigen, nitrogen, argon, dan uap air. Masing-masing gas ini menerapkan tekanan parsial terhadap balon. Gabungan tekanan parsial membuat balon tetap mengembang.
Unit Pelaporan Khas
Pelaporan lingkungan menggunakan unit yang berbeda berdasarkan bahan sampel. Uji tanah melaporkan uji sebagai miligram (mg) per kilogram (kg) atau bagian per juta berdasarkan massa (ppmm, juga ditulis ppmsaya). Hasil air dilaporkan sebagai miligram (mg) per liter (L atau l), berdasarkan massa polutan dalam volume air. Pencemaran air juga dapat dilaporkan sebagai:tahi lalat(juga ditulis sebagai mol) polutan per liter dalam volume air, diwakili oleh M. Hasil udara melaporkan hasil pengujian sebagai miligram per meter kubik atau bagian per juta berdasarkan volume (ppmv, juga ditulis sebagai ppmv).
Perhitungan Konsentrasi Gas: mmHg ke ppm
Untuk mengkonversi dari milimeter air raksa ke bagian per juta (mmHg ke ppm), gunakan rumus bagian per juta (ppm) sama dengan tekanan uap diukur dalam milimeter air raksa (VP dalam mmHg) dibagi dengan tekanan atmosfer dalam milimeter air raksa (PA dalam mmHg), kemudian dikalikan satu juta (106).
Secara matematis, persamaannya adalah
ppm=\frac{VP}{PA}\times 10^6
Misalnya, jika tingkat karbon dioksida atmosfer saat ini diukur sebagai 0,311 mmHg, perhitungan bagian per juta menjadi
ppm=\frac{0.311}{760}\times 10^6=409\text{ ppm}
Untuk mengubah ppm menjadi tekanan parsial, atur ulang persamaannya sehingga tekanan uap dalam milimeter air raksa sama dengan bagian per juta (ppm) dikalikan dengan tekanan atmosfer (PA), dengan produk dibagi satu juta (106). Sebagai contoh, tingkat karbon dioksida atmosfer sebelum Revolusi Industri adalah sekitar 280 ppm. Tekanan uap pada saat itu dapat dihitung sebagai
VP=\frac{ppm\times PA}{10^6}=\frac{280\times 760}{10^6}=0.213\text{ mmHg}
Contoh-contoh ini menganggap tekanan standar (760 mmHg).
Perhitungan Konsentrasi Gas: ppm ke mg/m3
Konsentrasi gas dapat dilaporkan dalam miligram per meter kubik (mg/m3) daripada bagian per juta atau milimeter air raksa. Gunakan rumus bagian per juta sama dengan 24,45 kali pengukuran dalam miligram per meter kubik, lalu bagi dengan berat gram molekul zat. Gunakan tabel periodik untuk menemukan berat molekul gram (lihat Sumberdaya).
Misalnya, karbon dioksida memiliki berat molekul gram dari satu atom karbon, 12, ditambah dua atom oksigen, 16x2=32, dengan total berat molekul gram 44 (12+32). Jika karbon dioksida di ruang kelas diukur pada 2.500 mg/m3 dan karbon dioksida yang dapat diterima adalah 1.100 ppm atau kurang, apakah ruang kelas aman untuk anak-anak? Menggunakan rumus,
ppm=\frac{24.45\times 2500}{44=1.389\text{ ppm}
1.389 ppm karbon dioksida, menunjukkan kadar karbon dioksida yang tidak aman.
Angka 24,45 dalam persamaan adalah volume (liter) mol (berat molekul gram) gas atau uap ketika tekanannya satu atmosfer (760 torr atau 760 mm Hg) dan 25°C. Untuk menghitung berdasarkan tekanan dan/atau suhu yang berbeda, masukkan faktor konversi volume sama dengan konstanta gas ideal dikali suhu dalam Kelvin (suhu Celcius ditambah 273).