一、濃度單位定義與應用場景
ppm(v/v):體積分數(shù)百萬分比濃度(1ppm=10??),廣泛應用于氣體監(jiān)測儀器讀數(shù)。
ppb(v/v):體積分數(shù)十億分比濃度(1ppb=10??=0.001ppm),適用于低濃度監(jiān)測(如室內(nèi)空氣、環(huán)境本底值)。
mg/m3:質(zhì)量濃度(毫克每立方米),為環(huán)保標準與排放限值的常用單位。
μmol/mol:摩爾分數(shù),與ppm(v/v)在理想氣體條件下等價,是部分進口儀器的默認輸出單位。
衍生單位:μg/m3(微克每立方米)與g/m3(克每立方米),常出現(xiàn)在檢測報告中,換算關系為:1g/m3=1000mg/m3=10?μg/m3。
二、核心換算公式
1.ppm/ppb與mg/m3的換算
通用公式:
mg/m3=(M/22.4)×體積分數(shù)(ppm或ppb數(shù)值)×(273/(273+t))×(P/101325)
式中:M—VOCs分子量(g/mol);t—溫度(℃);P—壓力(Pa);22.4—標準狀況(0℃,101325Pa)下1摩爾理想氣體體積(L/mol)。
標準狀況簡化公式:
mg/m3=(M/22.4)×ppm
mg/m3=(M/22400)×ppb
示例:甲苯(M=92)在25℃、101325Pa下為50ppm,計算得約187.9mg/m3。
2.ppm/ppb與μmol/mol的換算
理想氣體條件下,體積分數(shù)等于摩爾分數(shù):
1μmol/mol=1ppm(v/v)
1μmol/mol=1000ppb(v/v)
3.mg/m3與μmol/mol的換算
通用公式:
μmol/mol=[mg/m3×22.4×(273+t)×101325]/[M×273×P]
標準狀況簡化公式:
μmol/mol=(mg/m3×22.4)/M
示例:乙酸乙酯(M=88)在30℃、98000Pa下為150mg/m3,計算得約44.3μmol/mol。
三、換算關鍵點
狀態(tài)修正:實際換算必須考慮氣體溫度與壓力,使用通用公式進行修正。
單位對應:明確ppm/ppb默認指體積分數(shù)(v/v),在與mg/m3換算時需依賴分子量M。
低濃度注意:ppb級換算時系數(shù)較小,計算需謹慎,避免數(shù)量級錯誤。
總結(jié):準確進行VOCs濃度換算需掌握各單位的物理意義,熟記核心公式,并根據(jù)實際檢測狀態(tài)(溫度、壓力)選擇通用公式或標準簡化公式進行計算,以確保數(shù)據(jù)的準確性與合規(guī)性判斷無誤。
