空気中の油分濃度、0.003mg/m³はppmでいくらですか？

mg/m³とppmの基本概念

ガス濃度の検出において、ミリグラム/ m³（ミリグラム毎立方メートル）は質量濃度の単位で、空気1立方メートルあたりに含まれる汚染物質の質量を示します。一方でppm（パーツ・パー・ミリオン、100万分の1）は通常、体積濃度（ppmv）を指し、空気100万体積に対して含まれる汚染物質の体積を示す。両者の換算には、気体のモル質量（分子量）および環境の温度と圧力が必要である。

なぜ空気中の油分濃度を体積ppmに直接換算するのが難しいのでしょうか。

質量濃度（mg/ m³）体積濃度（ppmv）に換算するには、対象ガスの正確な分子量を把握する必要があります。しかし、空気中の「油」は単一の純物質ではなく、多種の炭化水素からなる複雑な混合物（オイルミストおよびオイル蒸気を含む）です。設備ごとに使用される潤滑油の成分が異なるため、その平均分子量は一定ではありません。したがって、空気中の油分濃度は、体積ppmに直接かつ正確に換算することはできません。工学実践において、仮定の分子量を無理に設定して換算を行うと、得られたデータは実際の参考値としての意味を失うことになる。

質量ppm（ppmw）の換算参考

もし、ここで言うppmが質量ppm（ppmw、すなわちmg/ kg）その場合、空気の密度を用いて換算することができます。質量ppmは、空気1キログラムあたりに含まれる油分の質量をミリグラム単位で表したものです。

• 計算式：質量ppm = (mg/ m³）÷ 空気の密度（kg / m³）
• 標準状態では（0℃，101.325kPa）：空気の密度は約 1.293 kg / m³。このとき 0.003 mg/ m³ ≈ 0.003 ÷ 1.293 ≈0.00232 ppmw。
• 常温常圧下で（20℃，101.325kPa）：空気の密度は約 1.204 kg / m³。このとき 0.003 mg/ m³ ≈ 0.003 ÷ 1.204 ≈0.00249 ppmw。

見ると、0.003 mg/ m³ 対応する質量のppm値は極めて小さく、一般には10億分率（ppb）で表した方がより直感的である。

工業規格における単位の規範

圧縮空気および産業用ガスの品質基準において、空気中の油分含有量（液状油、オイルミスト、油蒸気を含む）の等級区分については、一律に mg/ を採用する m³ 標準計量単位として、ppmは使用せず。0.003 mg/ m³ 非常に高い大気品質区分に該当し、空気の純度が極めて厳しく求められる精密製造、食品・医薬品、または電子半導体産業で広く用いられています。技術的な打ち合わせや機器の選定に際しては、mg/をそのまま適用することを推奨します。 m³ 単位の混同を避けるために。