Kontsentratsioon mõõdab, kui palju lahustunud ainet on lahuses lahustunud. Massikontsentratsioon = lahustunud aine mass ÷ lahuse ruumala. 100 mg soola 1 L vees = 100 mg/L kontsentratsioon. Kõrgemad väärtused = tugevam lahus.

• Kontsentratsioon = mass/ruumala
• g/L = grammi liitri kohta (põhiühik)
• mg/L = milligrammi liitri kohta
• Suurem number = rohkem lahustunud ainet

Massikontsentratsioon: lahustunud aine mass ruumalaühiku kohta. Ühikud: g/L, mg/L, µg/L. Otsene ja ühemõtteline. 1 g/L = 1000 mg/L = 1 000 000 µg/L. Kasutatakse veekvaliteedis, kliinilises keemias, keskkonnaseires.

• g/L = grammi liitri kohta
• mg/L = milligrammi liitri kohta
• µg/L = mikrogrammi liitri kohta
• Otsene mõõtmine, mitmetähenduslikkus puudub

ppm (osakest miljoni kohta) ≈ mg/L vee puhul. ppb (osakest miljardi kohta) ≈ µg/L. Protsent w/v: 10% = 100 g/L. Lihtne mõista, kuid sõltub kontekstist. Levinud veekvaliteedi testimisel.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (vesi)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (vesi)
• 10% w/v = 100 g/L
• Kontekst: vesilahused

Standardühikud: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Selged ja ühemõttelised. Iga eesliide = ×1000 skaala. Universaalne keemias, keskkonnateaduses, kliinilises testimises.

• g/L = põhiühik
• mg/L = milligrammi liitri kohta
• µg/L = mikrogrammi liitri kohta
• ng/L, pg/L jälgede analüüsiks

ppm, ppb, ppt on tavaliselt kasutusel. Lahjendatud vesilahuste puhul: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA kasutab standardite jaoks mg/L ja µg/L. WHO kasutab lihtsuse huvides ppm-i.

• ppm = osakest miljoni kohta
• ppb = osakest miljardi kohta
• Kehtib lahjendatud vesilahuste puhul
• EPA standardid mg/L, µg/L

Väljendatud CaCO₃ ekvivalendina. Ühikud: gpg (teravilja galloni kohta), °fH (prantsuse), °dH (saksa), °e (inglise). Kõik teisendatakse mg/L-ks CaCO₃-na. Standard veetöötluses.

• gpg: USA vee karedus
• °fH: prantsuse kraadid
• °dH: saksa kraadid
• Kõik CaCO₃ ekvivalendina

Kontsentratsioon = mass/ruumala. C = m/V. Ühikud: g/L = kg/m³. Teisendamine: korrutage 1000-ga mg/L saamiseks, 1 000 000-ga µg/L saamiseks. ppm ≈ mg/L vee puhul (tihedus ≈ 1 kg/L).

• C = m/V (kontsentratsioon)
• 1 g/L = 1000 mg/L
• 1 mg/L ≈ 1 ppm (vesi)
• %w/v: massi% = (g/100mL)

Lahjendamise valem: C1V1 = C2V2. Algkontsentratsioon x ruumala = lõppkontsentratsioon x ruumala. 10 ml 100 mg/L lahjendatud 100 ml-ni = 10 mg/L. Massi jäävus.

• C1V1 = C2V2 (lahjendamine)
• Mass säilib lahjendamisel
• Näide: 10x100 = 1x1000
• Kasulik laboratoorseks ettevalmistuseks

Lahustuvus = maksimaalne kontsentratsioon. Sõltub temperatuurist. NaCl: 360 g/L 20°C juures. Suhkur: 2000 g/L 20°C juures. Lahustuvuse ületamine → sadestumine.

• Lahustuvus = maks. kontsentratsioon
• Sõltub temperatuurist
• Üleküllastumine on võimalik
• Ületamine → sade

Joogivee standardid: EPA piirnormid saasteainetele. Plii: 15 µg/L (15 ppb) tegevuspiir. Arseen: 10 µg/L (10 ppb) maksimum. Nitraat: 10 mg/L (10 ppm) maksimum. Kriitiline rahvatervisele.

• Plii: <15 µg/L (EPA)
• Arseen: <10 µg/L (WHO)
• Nitraat: <10 mg/L
• Kloor: 0,2-2 mg/L (töötlus)

Vereanalüüsid g/dL või mg/dL. Glükoos: 70-100 mg/dL normaalne. Kolesterool: <200 mg/dL soovitav. Hemoglobiin: 12-16 g/dL. Meditsiiniline diagnoos tugineb kontsentratsioonivahemikele.

• Glükoos: 70-100 mg/dL
• Kolesterool: <200 mg/dL
• Hemoglobiin: 12-16 g/dL
• Ühikud: g/dL, mg/dL on levinud

Õhukvaliteet: PM2.5 µg/m³. Pinnase saastumine: mg/kg. Pinnaveed: ng/L orgaaniliste ainete jälgede jaoks. ppb ja ppt tasemed pestitsiidide, ravimite jaoks. Vajalik on ülitundlik tuvastamine.

• PM2.5: <12 µg/m³ (WHO)
• Pestitsiidid: ng/L kuni µg/L
• Raskmetallid: µg/L vahemik
• Orgaaniliste ainete jäljed: ng/L kuni pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Kiirelt: iga eesliide = ×1000 skaala. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Lihtsad ×1000 sammud

Vee puhul: 1 ppm = 1 mg/L. 1% w/v = 10 g/L = 10 000 ppm. 100 ppm = 0,01%. Kiire protsent!

• 1 ppm = 1 mg/L (vesi)
• 1% = 10 000 ppm
• 0,1% = 1 000 ppm
• 0,01% = 100 ppm

C1V1 = C2V2. 10x lahjendamiseks on lõppruumala 10x suurem. 100 mg/L lahjendatud 10x = 10 mg/L. Lihtne!

• C1V1 = C2V2
• Lahjenda 10x: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Näide: 100 mg/L kuni 10 mg/L

Veevproovis on 12 µg/L pliid. Kas see on ohutu (EPA tegevuspiir: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Jah, alla EPA tegevuspiiri. Väljendatud ka kui 12 ppb < 15 ppb. Ohutu!

Lahjendada 50 ml 200 mg/L lahust 500 ml-ni. Lõppkontsentratsioon?

C1V1 = C2V2. (200)(50) = C2(500). C2 = 10 000/500 = 20 mg/L. 10x lahjendus!

Teha 0,9% soolalahus. Mitu grammi NaCl liitri kohta?

0,9% w/v = 0,9 g 100 ml kohta = 9 g 1000 ml kohta = 9 g/L. Füsioloogiline soolalahus!

Merevesi sisaldab ~35 g/L lahustunud sooli (3,5% soolsus). Enamasti NaCl, aga ka Mg, Ca, K, SO4. Surnumeri: 280 g/L (28%), nii soolane, et hõljute! Suur Soolajärv: 50-270 g/L sõltuvalt veetasemest.

ppm (osakest miljoni kohta) sai populaarseks 1950. aastatel õhusaaste ja veekvaliteedi jaoks. Enne seda kasutati % või g/L. Nüüd on see standard jälgede saasteainete jaoks. Lihtne mõista: 1 ppm = 1 tilk 50 liitris!

Tühja kõhu veresuhkur: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). See on ainult 0,07-0,1% vere kaalust! Diabeet diagnoositakse >126 mg/dL. Väikesed muutused on olulised – range reguleerimine insuliini/glükagooni poolt.

Basseini kloor: 1-3 mg/L (ppm) sanitaartingimuste tagamiseks. Kõrgem = silmade ärritus. Madalam = bakterite kasv. Mullivannid: 3-5 ppm (soojem = rohkem baktereid). Väike kontsentratsioon, suur mõju!

Pehme: <60 mg/L CaCO3. Mõõdukas: 60-120. Kare: 120-180. Väga kare: >180 mg/L. Kare vesi põhjustab katlakivi, kasutab rohkem seepi. Pehme vesi on pesemiseks parem, kuid võib torusid korrodeerida!

EPA pliitase: 15 µg/L (15 ppb) joogivees. Langetati 50 ppb-lt 1991. aastal. Pliil pole ohutut taset! Flinti, Michigani kriis: tasemed ulatusid halvimal juhul 4000 ppb-ni. Traagiline.

Londoni Suur Hais 1858. aastal – kui Thamesi reovee lõhnad sulgesid parlamendi – käivitas esimesed süstemaatilised veekvaliteedi uuringud. Linnad alustasid saastumise uurimiseks tooreid keemilisi katseid.

Varased meetodid olid kvalitatiivsed või poolkvantitatiivsed: värv, lõhn ja ligikaudsed sadestuskatsed. Pisikuteooria revolutsioon (Pasteur, Koch) suurendas nõudlust paremate veestandardite järele.

• 1858: Suur Hais sunnib Londonit ehitama kaasaegseid kanalisatsioonisüsteeme
• 1890. aastad: Esimesed keemilised testid kareduse, aluselisuse ja kloriidi kohta
• Ühikud: teravilja galloni kohta (gpg), osakesi 10 000 kohta

Vee kloreerimine (esimene USA tehas: Jersey City, 1914) nõudis täpset annustamist – liiga vähe ei desinfitseerinud, liiga palju oli mürgine. See viis mg/L (osakest miljoni kohta) vastuvõtmiseni standardühikuna.

Spektrofotomeetria ja titrimeetrilised meetodid võimaldasid täpset kontsentratsiooni mõõtmist. Rahvatervise ametid seadsid joogivee piirnormid mg/L-s.

• 1914: Kloori doseeriti desinfitseerimiseks 0,5–2 mg/L
• 1925: USA rahvatervise teenistus kehtestab esimesed veestandardid
• mg/L ja ppm muutuvad lahjendatud vesilahuste puhul vahetatavaks

„Hääletu kevad“ (1962) ja keskkonnakriisid (Cuyahoga jõe tulekahju, Love Canal) ajendasid reguleerima pestitsiide, raskmetalle ja tööstuslikke saasteaineid µg/L (ppb) tasemel.

Aatomabsorptsioonspektroskoopia (AAS) ja gaasikromatograafia (GC) võimaldasid tuvastamist alla 1 µg/L. EPA ohutu joogivee seadus (1974) kehtestas maksimaalsed saasteainete tasemed (MCL) µg/L-s.

• 1974: Ohutu joogivee seadus loob riiklikud MCL-standardid
• 1986: Plii keeld; tegevuspiiriks määrati 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Arseenipiirangut vähendati 50-lt 10 µg/L-le

Kaasaegsed LC-MS/MS ja ICP-MS instrumendid tuvastavad ravimeid, PFAS-e ja endokriinsüsteemi kahjustajaid ng/L (ppt) ja isegi pg/L (ppq) tasemel.

Flinti veekriis (2014–2016) paljastas puudused: plii tase ulatus 4000 ppb-ni (267 korda üle EPA piirangu). WHO ja EPA ajakohastavad pidevalt juhiseid, kuna analüütiline tundlikkus paraneb.

• 2000. aastad: PFAS-i „igavesed kemikaalid“ tuvastati ng/L tasemel
• 2011: WHO ajakohastab juhiseid >100 saasteaine kohta
• 2020. aastad: Rutiinne tuvastamine pg/L tasemel; uued väljakutsed mikroplastide, nanomaterjalide valdkonnas

Lahjendatud vesilahuste (nagu joogivesi) puhul on 1 ppm ≈ 1 mg/L. See eeldab, et lahuse tihedus = 1 kg/L (nagu puhas vesi). Teiste lahustite või kontsentreeritud lahuste puhul erinevad ppm ja mg/L, sest tihedus ≠ 1. ppm on massi/massi või ruumala/ruumala suhe; mg/L on mass/ruumala. Täpsuse huvides kasutage alati mg/L!

g/L (massikontsentratsioon) ja mol/L (molaarne kontsentratsioon) on erinevad suurused. Teisendamiseks on vaja molekulmassi: mol/L = (g/L) / (MW g/mol-s). Näide: 58,44 g/L NaCl = 1 mol/L. Aga 58,44 g/L glükoosi = 0,324 mol/L (erinev MW). Peate teadma ainet!

%w/v = protsent kaal/ruumala = grammi 100 ml kohta. 10% w/v = 10 g 100 ml kohta = 100 g 1000 ml kohta = 100 g/L. Otsene teisendamine! Erineb %w/w-st (kaal/kaal, vajab tihedust) ja %v/v-st (ruumala/ruumala, vajab mõlemat tihedust). Täpsustage alati, millist % mõtlete!

Kasutage C1V1 = C2V2. C1 = algkontsentratsioon, V1 = algruumala, C2 = lõppkontsentratsioon, V2 = lõppruumala. Näide: lahjendage 100 mg/L 10 korda. C2 = 10 mg/L. Vajate V1 = 10 ml, V2 = 100 ml. Lisage 90 ml lahustit 10 ml kontsentraadile.

Vee karedus tuleneb Ca2+ ja Mg2+ ioonidest, kuid erinevad aatommassid muudavad otsese võrdluse keeruliseks. Teisendamine CaCO3 ekvivalendiks annab standardse skaala. 1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L CaCO3-na. 1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L CaCO3-na. Õiglane võrdlus hoolimata erinevatest tegelikest ioonidest!

Sõltub kontekstist. Veekvaliteet: µg/L (ppb) kuni ng/L (ppt) vahemik. Keskkond: ng/L kuni pg/L. Kliiniline: sageli ng/mL kuni µg/mL. „Jälg“ tähendab üldiselt <1 mg/L. Ultra-jälg: <1 µg/L. Kaasaegsed instrumendid tuvastavad uuringutes femtogramme (fg)!