mg/kg과 ppm의 숫자가 같으려면 같은 분석물의 질량을 같은 기준의 시료 질량으로 나눈 값이어야 한다. 추출액 mg/L는 원시료 함량으로 계산한 뒤 변환하고, 성적서에는 적용 시험법의 지정 단위를 확인해 보고한다.
목차
질량 기준에서는 1 mg/kg = 1 ppm이다
분자가 분석물의 질량이고 분모가 시료의 질량인 함량에서는 mg/kg의 숫자를 그대로 ppm으로 표시할 수 있다. 질량분율은 분석물 질량을 혼합물 전체 질량으로 나눈 값이다. 고체인지 액체인지보다 분자와 분모가 모두 질량인지가 핵심이다. NIST 질량분율 정의
1 mg은 10⁻⁶ kg이므로 1 mg/kg = 10⁻⁶이다. ppm도 백만분의 비인 10⁻⁶을 뜻하므로, 질량분율을 나타내는 문맥에서는 1 mg/kg = 1 ppm이 정확히 성립한다. 밀도를 가정해서 얻는 근삿값이 아니다. NIST SI 접두어, NIST ppm 설명
가상(교육용) 데이터에서 원시료 기준 함량이 2.5 mg/kg이라면 같은 원시료 기준의 질량분율은 2.5 ppm이다. 이때 바꾸는 것은 표시이며, 분석물과 시료의 기준은 유지한다.
원시료·건조시료 기준과 분석물의 표현 형태를 유지한다
원시료 기준 mg/kg을 ppm으로 바꾸면서 건조 기준이라는 설명을 붙일 수는 없다. 원시료 질량과 건조시료 질량은 서로 다른 분모다. 건조 기준으로 환산할 필요가 있다면 적용 시험법이 정한 수분·고형분 계산을 먼저 수행하고, 그 결과의 기준을 유지한 채 단위를 바꾼다.
분자도 확인한다. 염 전체의 질량으로 표시한 함량과 특정 성분으로 환산한 함량은 구분해야 한다. 분석물의 표현 형태를 바꾸는 계산은 mg/kg에서 ppm으로 표시만 바꾸는 작업에 포함되지 않는다. 이는 질량분율의 분자와 분모 정의에서 따르는 해석이다. NIST 질량분율 정의
공개 시험법의 예로, 환경시료 중 의약·개인관리제품 성분을 분석하는 EPA Method 1694는 고체시료 계산에서 추출액 농도에 추출액 부피를 곱하고 건조시료 질량으로 나눈다. 해당 고체시료 결과의 지정 보고 단위는 건조 기준 µg/kg이다. 실제 보고에서는 이런 시료 기준과 지정 단위를 함께 확인한다. EPA Method 1694, 정량 및 결과 보고
추출액의 mg/L에는 원시료 함량 계산이 먼저 필요하다
GC·HPLC 결과 화면의 mg/L가 시험용액 농도라면 분모는 용액의 부피다. 이를 그대로 원시료의 ppm으로 옮겨 적을 수 없다. 시료량, 최종 부피, 희석배수와 적용 시험법의 계산식을 반영해 원시료 기준 질량비를 먼저 구한다.
단순한 전량 추출 모델에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.
원시료 함량(mg/kg) = 시험용액 농도 C(mg/L) × 최종 부피 V(L) × 희석배수 D ÷ 시료 질량 m(kg)
여기서 V는 칭량한 시료 전체에 대응하는 추출액의 최종 부피이고, D는 C에 아직 반영하지 않은 추가 희석배수다. 분취·농축 등 별도 전처리가 있으면 해당 시험법의 계산식으로 연결한다. 추출액 농도와 부피를 시료 질량에 연결하는 구조, 희석 결과의 반영은 공개 EPA 시험법에서도 확인할 수 있다. EPA Method 1694, 17.3·17.5
가상(교육용) 데이터로 C = 0.50 mg/L, V = 0.0500 L, m = 0.0100 kg이고 추가 희석이 없어 D = 1이라고 가정한다. 전처리·검량에 필요한 처리는 끝났으며 별도의 보정항은 없는 모델이다.
원시료 함량 = (0.50 mg/L × 0.0500 L × 1) ÷ 0.0100 kg = 2.5 mg/kg
따라서 같은 원시료 기준으로 2.5 ppm이다. 시험용액의 0.50 mg/L와 원시료의 2.5 ppm은 분모와 계산 단계가 다르다. 이 예제는 특정 공정시험법의 전처리 조건을 대신하지 않는다.
밀도로 환산한 용액의 ppm도 원시료 함량과 구분한다
용액 자체의 mg/L를 질량 기준 ppm으로 바꾸려면 그 용액의 밀도가 필요하다. 질량농도와 밀도의 정의를 조합하면 다음 관계가 나온다.
용액의 질량 기준 함량(mg/kg) = 용액 농도(mg/L) ÷ 용액 밀도(kg/L)
이 식에서 얻은 값은 용액 질량을 분모로 한 함량이다. 추출용매를 포함한 용액의 ppm을 원래 칭량한 시료의 ppm으로 사용할 수는 없다. 적용 시험법에서 ppm을 어떻게 정의하고 보고하도록 하는지도 별도로 확인한다. NIST 질량농도·밀도·질량분율 정의
기체의 부피비 ppm과 질량비·몰비 사이의 변환은 이 글의 범위에서 제외한다.
성적서에 옮기기 전 확인할 항목
다음 항목을 계산서와 적용 시험법에서 확인한다.
– 분자는 보고하려는 분석물 또는 시험법이 정한 성분 환산값의 질량인가.
– 분모는 원시료·건조시료 등 명시한 기준의 시료 질량인가.
– 현재 결과가 시험용액 농도인지, 시료 질량 기준 함량까지 계산한 값인지 구분했는가.
– 희석배수·수분 또는 고형분·회수율 보정의 적용 여부를 확인했으며, 이미 반영된 보정을 다시 적용하지 않았는가.
– 변환 전후에 분석물의 표현 형태와 시료 기준이 같은가.
– 적용 시험법과 보고 서식이 지정한 단위를 확인했는가.
이 체크리스트는 질량분율 정의와 공개 시험법의 계산·보고 구조를 바탕으로 한 검토 권고다. NIST 질량분율 정의, EPA Method 1694
숫자가 같다는 사실이 보고 단위를 자유롭게 바꿔도 된다는 뜻은 아니다. NIST SP 811은 SI에 맞춰 값을 표현할 때 ppm을 사용하지 않고 명확한 단위비를 쓰도록 안내한다. 시험법이 mg/kg을 지정했다면 그 단위를 유지하고, ppm 병기가 필요한 경우 질량 기준과 동등값임을 함께 밝히는 편이 명확하다. NIST SI 표기 지침
근거 자료
- NIST SP 811, Chapter 8 (공개 HTML, 2025-08-18 갱신, 2026-11-10 확인) — 8.6.10 Mass fraction of B
- NIST SP 330, Section 3 (공개 HTML, 2025-08-18 갱신, 2026-11-10 확인) — Table 7의 kilo·milli 및 마지막 문단의 10⁻⁶ kg = milligram 설명
- NIST SP 330, Section 5 (공개 HTML, 2025-08-18 갱신, 2026-11-10 확인) — 5.4.7 Stating quantity values being pure numbers, ppm 설명 문단
- US EPA Method 1694, EPA-821-R-08-002 (December 2007) — 17.3 고체시료 계산식 및 Ws 정의; 17.6.1.2 고형물을 포함한 시료의 보고 단위
- NIST SP 811, Chapter 7 (공개 HTML, 2025-08-18 갱신, 2026-11-10 확인) — 7.10.2 단위비 표현; 7.10.3 ppm, ppb, and ppt
