濃度測量有多少溶質溶解在溶液中。質量濃度 = 溶質質量 ÷ 溶液體積。100 毫克鹽在 1 升水中 = 100 mg/L 濃度。數值越高 = 溶液越濃。

• 濃度 = 質量/體積
• g/L = 克每升 (基本單位)
• mg/L = 毫克每升
• 數字越大 = 溶質越多

質量濃度：溶質質量除以體積。單位：g/L, mg/L, µg/L。直接且無歧義。1 g/L = 1000 mg/L = 1,000,000 µg/L。用於水質、臨床化學、環境監測。

• g/L = 克每升
• mg/L = 毫克每升
• µg/L = 微克每升
• 直接測量，無歧義

ppm (百萬分之一) ≈ mg/L (對水而言)。ppb (十億分之一) ≈ µg/L。百分比 w/v：10% = 100 g/L。易於理解但依賴上下文。常用於水質檢測。

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (水)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (水)
• 10% w/v = 100 g/L
• 上下文：水溶液

標準單位：g/L, mg/L, µg/L, ng/L。清晰無歧義。每個前綴 = ×1000 的比例。在化學、環境科學、臨床檢測中通用。

• g/L = 基本單位
• mg/L = 毫克每升
• µg/L = 微克每升
• ng/L, pg/L 用於痕量分析

常用 ppm, ppb, ppt。對於稀釋的水溶液：1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L。美國環保署 EPA 使用 mg/L 和 µg/L 作為標準。世界衛生組織 WHO 為簡便起見使用 ppm。

• ppm = 百萬分之一
• ppb = 十億分之一
• 適用於稀釋的水溶液
• 美國環保署 EPA 標準單位為 mg/L, µg/L

以 CaCO₃ 當量表示。單位：gpg (格令每加侖), °fH (法國度), °dH (德國度), °e (英國度)。所有單位都可轉換為以 CaCO₃ 計算的 mg/L。是水處理的標準。

• gpg：美國水硬度單位
• °fH：法國度
• °dH：德國度
• 皆以 CaCO₃ 當量計算

濃度 = 質量/體積。C = m/V。單位：g/L = kg/m³。轉換：乘以 1000 得 mg/L，乘以 1,000,000 得 µg/L。對水而言 ppm ≈ mg/L (密度 ≈ 1 kg/L)。

• C = m/V (濃度)
• 1 g/L = 1000 mg/L
• 1 mg/L ≈ 1 ppm (水)
• %w/v: 質量% = (g/100mL)

稀釋公式：C1V1 = C2V2。初始濃度 x 體積 = 最終濃度 x 體積。10 毫升 100 mg/L 的溶液稀釋至 100 毫升 = 10 mg/L。質量守恆。

• C1V1 = C2V2 (稀釋)
• 稀釋過程中質量守恆
• 例如：10x100 = 1x1000
• 適用於實驗室製備

溶解度 = 最大濃度。依賴於溫度。NaCl：在 20°C 時為 360 g/L。糖：在 20°C 時為 2000 g/L。超過溶解度 → 產生沉澱。

• 溶解度 = 最大濃度
• 依賴於溫度
• 可能出現過飽和現象
• 超過 → 沉澱

飲用水標準：美國環保署 EPA 對污染物的限制。鉛：15 µg/L (15 ppb) 行動水平。砷：10 µg/L (10 ppb) 最高值。硝酸鹽：10 mg/L (10 ppm) 最高值。對公眾健康至關重要。

• 鉛：<15 µg/L (EPA)
• 砷：<10 µg/L (WHO)
• 硝酸鹽：<10 mg/L
• 氯：0.2-2 mg/L (處理)

血液檢測單位為 g/dL 或 mg/dL。葡萄糖：70-100 mg/dL 為正常。膽固醇：<200 mg/dL 為理想。血紅蛋白：12-16 g/dL。醫療診斷依賴於濃度範圍。

• 葡萄糖：70-100 mg/dL
• 膽固醇：<200 mg/dL
• 血紅蛋白：12-16 g/dL
• 常用單位：g/dL, mg/dL

空氣品質：PM2.5 單位為 µg/m³。土壤污染：mg/kg。地表水：痕量有機物單位為 ng/L。農藥、藥物的濃度級別為 ppb 和 ppt。需要超靈敏的檢測。

• PM2.5：<12 µg/m³ (WHO)
• 農藥：ng/L 至 µg/L
• 重金屬：µg/L 範圍
• 痕量有機物：ng/L 至 pg/L

g/L × 1000 = mg/L。mg/L × 1000 = µg/L。快速：每個前綴 = ×1000 的比例。5 mg/L = 5000 µg/L。

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• 簡單的 ×1000 步驟

對水而言：1 ppm = 1 mg/L。1% w/v = 10 g/L = 10,000 ppm。100 ppm = 0.01%。快速百分比計算！

• 1 ppm = 1 mg/L (水)
• 1% = 10,000 ppm
• 0.1% = 1,000 ppm
• 0.01% = 100 ppm

C1V1 = C2V2。要稀釋 10 倍，最終體積需為 10 倍大。100 mg/L 稀釋 10 倍 = 10 mg/L。簡單！

• C1V1 = C2V2
• 稀釋 10 倍: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• 例如：100 mg/L 至 10 mg/L

水樣含鉛 12 µg/L。是否安全 (美國環保署 EPA 行動水平：15 µg/L)？

12 µg/L < 15 µg/L。是的，低於美國環保署 EPA 行動水平。也可表示為 12 ppb < 15 ppb。安全！

將 50 毫升 200 mg/L 的溶液稀釋至 500 毫升。最終濃度是多少？

C1V1 = C2V2。(200)(50) = C2(500)。C2 = 10,000/500 = 20 mg/L。10 倍稀釋！

製作 0.9% 的鹽水。每升需要多少克 NaCl？

0.9% w/v = 0.9 克每 100 毫升 = 9 克每 1000 毫升 = 9 g/L。生理鹽水！

海水含有約 35 g/L 的溶解鹽 (鹽度 3.5%)。主要是 NaCl，但也包含鎂、鈣、鉀、硫酸根。死海：280 g/L (28%)，鹹到可以漂浮！大鹽湖：50-270 g/L，取決於水位。

ppm (百萬分之一) 在 1950 年代因空氣污染和水質問題而普及。在此之前，使用 % 或 g/L。現已成為痕量污染物的標準。易於理解：1 ppm = 1 滴水在 50 升水中！

空腹血糖：70-100 mg/dL (700-1000 mg/L)。這僅佔血液重量的 0.07-0.1%！糖尿病診斷標準為 >126 mg/dL。微小的變化很重要——由胰島素/升糖素嚴格調控。

泳池氯含量：1-3 mg/L (ppm) 用於消毒。濃度太高 = 眼睛灼熱。太低 = 細菌滋生。熱水浴缸：3-5 ppm (溫度越高 = 細菌越多)。濃度小，影響大！

軟水：<60 mg/L CaCO3。中度硬水：60-120。硬水：120-180。非常硬的水：>180 mg/L。硬水會導致水垢堆積，消耗更多肥皂。軟水更適合洗滌，但可能腐蝕管道！

美國環保署 EPA 的飲用水鉛行動水平為 15 µg/L (15 ppb)。於 1991 年從 50 ppb 下調。鉛沒有安全水平！密西根州弗林特市危機：最嚴重時鉛含量達到 4000 ppb。悲劇。

1858 年倫敦的大惡臭——當時泰晤士河的污水氣味迫使議會關閉——催生了首次系統性的水質研究。城市開始對污染進行粗略的化學測試。

早期的方法是定性或半定量的：顏色、氣味和粗略的沉澱測試。細菌理論革命 (巴斯德、科赫) 推動了對更好水質標準的需求。

• 1858年：大惡臭迫使倫敦建造現代下水道
• 1890年代：首次進行硬度、鹼度和氯化物的化學測試
• 單位：格令每加侖 (gpg)，萬分之一

水氯化 (美國第一家工廠：澤西市，1914年) 需要精確的劑量——太少無法消毒，太多則有毒。這推動了 mg/L (百萬分之一) 作為標準單位的採用。

分光光度法和滴定法使得精確測量濃度成為可能。公共衛生機構以 mg/L 為單位設定飲用水限制。

• 1914年：氯以 0.5-2 mg/L 的劑量用於消毒
• 1925年：美國公共衛生局設定了首批水質標準
• 對於稀釋的水溶液，mg/L 和 ppm 變得可以互換

《寂靜的春天》(1962年) 和環境危機 (凱霍加河火災、愛情運河事件) 促使對農藥、重金屬和工業污染物的管制達到 µg/L (ppb) 的水平。

原子吸收光譜法 (AAS) 和氣相層析法 (GC) 使得檢測水平低於 1 µg/L 成為可能。美國環保署 EPA 的《安全飲用水法案》(1974年) 規定了以 µg/L 為單位的最高污染物含量 (MCLs)。

• 1974年：《安全飲用水法案》創建了國家 MCL 標準
• 1986年：禁止鉛；行動水平設定為 15 µg/L (15 ppb)
• 1996年：砷限制從 50 µg/L 降至 10 µg/L

現代的 LC-MS/MS 和 ICP-MS 儀器可以檢測到 ng/L (ppt) 甚至 pg/L (ppq) 等級的藥物、PFAS 和內分泌干擾物。

弗林特水危機 (2014-2016) 暴露了失敗：鉛含量達到了 4000 ppb (是美國環保署 EPA 限制的 267 倍)。隨著分析靈敏度的提高，世界衛生組織 WHO 和美國環保署 EPA 不斷更新指導方針。

• 2000年代：在 ng/L 等級檢測到 PFAS '永久化學物質'
• 2011年：世界衛生組織 WHO 更新了超過 100 種污染物的指導方針
• 2020年代：在 pg/L 等級進行常規檢測；微塑料、奈米材料帶來新挑戰

對於稀釋的水溶液 (如飲用水)，1 ppm ≈ 1 mg/L。這假設溶液密度 = 1 kg/L (像純水)。對於其他溶劑或濃縮溶液，ppm 和 mg/L 會不同，因為密度 ≠ 1。ppm 是質量/質量或體積/體積比；mg/L 是質量/體積。為求精確，請務必使用 mg/L！

g/L (質量濃度) 和 mol/L (莫耳濃度) 是不同的量。轉換需要分子量：mol/L = (g/L) / (分子量，單位 g/mol)。例如：58.44 g/L 的 NaCl = 1 mol/L。但 58.44 g/L 的葡萄糖 = 0.324 mol/L (分子量不同)。需要知道是什麼物質！

%w/v = 重量/體積百分比 = 克每 100 毫升。10% w/v = 10 克每 100 毫升 = 100 克每 1000 毫升 = 100 g/L。直接轉換！不同於 %w/w (重量/重量，需要密度) 和 %v/v (體積/體積，需要兩種密度)。務必指明是哪種 %！

使用 C1V1 = C2V2。C1 = 初始濃度，V1 = 初始體積，C2 = 最終濃度，V2 = 最終體積。例如：將 100 mg/L 稀釋 10 倍。C2 = 10 mg/L。需要 V1 = 10 毫升，V2 = 100 毫升。將 90 毫升溶劑加入 10 毫升濃縮液中。

水硬度來自 Ca2+ 和 Mg2+ 離子，但不同的原子量使得直接比較困難。轉換為 CaCO3 當量提供了一個標準尺度。1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L (以 CaCO3 計)。1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L (以 CaCO3 計)。儘管實際離子不同，但比較是公平的！

視情況而定。水質：µg/L (ppb) 到 ng/L (ppt) 範圍。環境：ng/L 到 pg/L。臨床：通常是 ng/mL 到 µg/mL。'痕量' 通常指 <1 mg/L。超痕量：<1 µg/L。現代儀器在研究中可檢測到飛克 (fg)！