Rapporti di mescolamento, concentrazioni a unità di misura diverse:
Le quantità di gas possono essere espresse con diverse unità di misura:
concentrazione: molecole cm-3 o µmol m-3
o rapporto di mescolamento: ppt (pmol mol-1), ppb (nmol mol-1), ppm (µmol mol-1), % (10 mmol mol-1)
Il rapporto di mescolamento è ununità di misura scientificamente più corretta: quando l'aria sale, si espande in volume e, di conseguenza, la concentrazione di gas cambia. Il rapporto di mescolamento (la proporzione relativa sul numero totale di molecole d'aria), tuttavia, rimane lo stesso.
La conversione da un'unità di misura all'altra dipende dalla pressione (= l'altitudine) e dal peso molecolare del composto. Se facciamo il calcolo per la superficie della terrestre ad una pressione normale di circa 1 bar possiamo esprimere le molecole totali per volume di aria nei seguenti modi:
1 mol = 22.4 L = 6x1023 molecole =>
1 cm3 = 2.7 x 1019 molecole
1 dm3 = 1 L = 2.7 x 1022 molecole
1 m3 = 2.7 x 1025 molecole
Una stima approssimativa:
2 µg m-3 = 2 x 10-6 g m-3 NO2 è un valore tipico per il biossido di azoto in aree non urbane.
il peso molecolare di NO2 = 46 g mol-1
Questo significa: 2 x 10-6 g m-3 = 4.3 x 10-8 mol m-3 = 2.6 x 1016 molecole m-3
Perciò il rapporto di mescolamento è circa 2.7 x 1016 / 2.7 x 1025 = 10-9 = 1 ppb
Poichè l'ozono ha un peso molecolare simile, M(O3) = 48 g mol-1, possiamo anche dire approssimativamente che;
2 µg m-3 of ozono = 1 ppb
Questo calcolo è valido solo per la superficie terrestre dove viviamo. Per gli episodi di inquinamento da ozono nelle aree urbane possiamo fare questi calcoli:
120 µg m-3 = 60 ppb -> livelli alti
240 µg m-3 = 120 ppb -> livelli molto alti, niente attività fisica, rischio per la salute
360 µg m-3 = 180 ppb -> livelli estremamente alti, molto dannosi per i polmoni, stare a casa!
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