1. 개요
Parts-per 표기법(Parts-per notation)은 Parts-per (영어 숫자 단위)를 [math(\rm pp[x])][1]로 축약하여 단위처럼 사용하는 것이다. 주로 과학, 공학 분야에서 쓰인다. 백분율, 천분율로 나타낼 수 없는 작은 수의 비율을 나타낼 때 쓰인다.2. short scale과 long scale
[math(\rm ppm)](parts-per million)까지는 어느 나라든 같은 값을 의미하지만, 숫자 체계에서 milliard(= thousand million), billiard(= thousand billion) 및 trilliard(= thousand trillion)을 쓰느냐 안 쓰냐에 따라 [math(\rm ppb)], [math(\rm ppt)], [math(\rm ppq)]의 의미가 달라진다. ~illiard를 쓰는 체계에서는 결과적으로 [math(10^{6n})] 꼴로 접두어가 바뀌기 때문에 이를 소위 long scale이라고 하며, 안 쓰는 체계에서는 [math(10^{3n})] 꼴로 바뀌므로 short scale이라고 한다.구체적으로는 다음과 같다.
| 수 | 체계 | |
| short scale | long scale | |
| [math(10^0)] | one | |
| [math(10^3)] | thousand | |
| [math(10^6)] | million | |
| [math(10^9)] | billion |
milliard thousand million |
| [math(10^{12})] | trillion | billion |
| [math(10^{15})] | quadrillion |
billiard thousand billion |
| [math(10^{18})] | quintillion | trillion |
| [math(10^{21})] | sextillion |
trilliard thousand trillion |
| [math(10^{24})] | septillion | quadrillion |
한편 [math(\rm ppt)]는 short scale에서 [math(10^{-12})](1조분의 1)을 의미하고 long scale에서는 [math(10^{-18})](100경분의 1)을 뜻한다.
short scale을 사용하는 영어권 국가로 미국, 캐나다(영어 화자 한정), 영국[2], 아일랜드, 호주가 있으며 대한민국에서는 미국에서 쓰는 체계를 따라 short scale로 통용되는 편이다.
한편 long scale은 프랑스, 독일, 이탈리아, 스페인 등 유럽 대륙에서 영어권 국가 및 동유럽을 제외한 대부분의 나라가 사용 중이다.
이러한 이유 때문에 국제단위계에서는 [math(\bf ppb)], [math(\bf ppt)], [math(\bf ppq)] 등 [math(\bf ppm)] 다음 단계의 사용을 허용하지 않는다.
3. 목록
넷 모두 차원이 [math(\sf 1)]인 무차원량이다.3.1. ppm
Parts-per million, 백만분율. [math(\dfrac1{1\,000\,000})]따라서1 % = 10000 ppm
주로 미세먼지 농도나 하천의 오염도, 대기 중 특정 기체의 농도를 나타낼 때 사용한다. 단, 해당 분야에서는 [math(\rm\textμg/mL)]를 의도하고 나타낸 경우가 많아 데이터를 읽을 때 주의가 필요하다.[3]
[math(\% = 10^{-2})], [math(\rm ppm = 10^{-6})]이므로 [math(\rm\% = 10^4\,ppm)], [math(\rm ppm = 10^{-4}\,\%)]이다. 즉 [math(\rm ppm)]을 단위로 하는 수치를 [math(10000)]으로 나누면 [math(\%)]의 값이 된다.
- 2017년 대기 중 이산화탄소 농도(몰분율) [math(\rm 404.96\,ppm = 404.96\times10^{-4}\,\% = 0.040496\,\%)]
3.1.1. 기체와 액체
주의를 요하는 단위 중 하나이다. 이것이 농도( 분율; 단위가 같은 물리량의 율)의 단위이다보니 당연히 대기중의 기체 농도(부피비)를 표현할수도 있지만 물속의 오염원 농도(질량비)를 의미할 수도 있기 때문이다.[4] 특히 대기중의 기체 농도인 부피기준 ppm을 기체의 질량(g)으로 환산하다보면 기체 ppm이 [math(\rm mg/m^3)](또는 [math(\rm\textμg/m^3)])인 것을 보고 잠시 혼선이 빚어질 수도 있다. 이 경우 단위 환산식에 차원분석을 적용하는 것이 좋다.3.2. ppb
Parts-per billionshort scale에서 십억분율, long scale에서 조분율을 의미한다.
3.3. ppt
Parts-per trillionshort scale에서 조분율, long scale에서 백경분율을 의미한다.
3.4. ppq
Parts-per quadrillionshort scale에서 천조분율, long scale에서 자분율을 의미한다.
[1]
[math(\rm [x])]는 영어 숫자 단위의 첫 글자.
[2]
사실 영국은 원래 long scale을 썼었는데 1974년부터 short scale을 쓰기로 변경했다. 그래서 short scale을 '미국식', long scale을 '영국식'이라 부르던 때도 있었다.
[3]
매우 묽은 수용액에 관한 농도를 나타낼 때 이런 방식을 쓴다. 물의 밀도가 약 [math(\rm1\,g/mL)]이므로 묽은 수용액 [math(\rm1\,mL)]를 [math(\rm1\,g)]으로 근사하여, [math({\rm\textμg/mL}\approx{\rm\textμ\cancel g/\cancel g} = 10^{-6} = {\rm ppm})]관계로 나타내는 것. 단, 관습적으로 [math(\rm1\,g/mL)]를 쓸 수 없는 용액임에도 편의상 저 밀도를 적용하여 [math(\%)]로 나타내는 경우도 적지 않다. 분자생물학 분야에서 쓰이는 '[math(2\,\%)]
아가로스 젤' 같은 것도 원래는 TAE용액 [math(\rm100\,mL)]에 아가로스 [math(\rm2\,g)]을 녹인 것이라 [math(\rm0.02\,g/mL)]로 나타내야 맞지만 관습적으로 [math(2\%)]라고 표현한다. 헷갈리지 말라고 '질량(weight)/부피(volume)'을 의미하는 [math(\rm w/v)]를 덧붙여서 [math(\rm\%w/v)]로 쓰는 경우도 있으나 이 역시 국제단위계에서는 권장되지 않는 표현이다.
[4]
즉 '시료의 전체 질량 중 분석 대상 물질의 질량'을 의미하는 [math(\rm\textμg/g)]도 ppm이고 '시료의 전체 부피 중 분석 대상 물질의 부피'를 의미하는 [math(\rm\textμL/L)]도 ppm이다보니, 부연 설명이 없으면 ppm이 부피비인지 질량비인지 아니면 물질량비([math(\rm\textμmol/mol)])인지 파악할 길이 없다. 때문에 국립환경과학원예규의
환경오염공정시험기준 심의위원회 운영규정에는 [별표1\] '환경오염공정시험기준 제정체계 표준화 지침'을 통해, ppm, ppb 등의 사용을 배제하고 정확한 단위로 표기할 것을 규정하고 있다.