Language
Country/Area
No result found
Tác động đáng ngạc nhiên của số lượng nhỏ: tại sao từng phần trên ký hiệu lại quan trọng đối với khoa học môi trường?
Trong khoa học và kỹ thuật, ký hiệu phần trên là một đơn vị giả được sử dụng để mô tả các lượng nhỏ, thường không có đơn vị thứ nguyên như phân số mol hoặc phân số khối lượng. Các phân số này là phép đo tỷ lệ số lượng, do đó chúng là số thuần túy và không có đơn vị tương ứng. Ký hiệu phần-trên phổ biến bao gồm phần triệu (ppm, 10−6), phần tỷ (ppb, 10−9), phần nghìn tỷ (ppt, 10−12) và phần nghìn tỷ. (ppq, 10−15 ). Mặc dù các ký hiệu này không phải là một phần của Hệ thống đơn vị quốc tế (SI), nhưng việc sử dụng chúng trong khoa học môi trường và nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác rất rộng rãi và quan trọng.
Ký hiệu phần trên một điểm là một phương pháp hiệu quả để mô tả độ phong phú tương đối của các khoáng chất hòa tan hoặc chất gây ô nhiễm trong dung dịch loãng.
Trong hóa học, ký hiệu phần trên thường được sử dụng để mô tả độ pha loãng trong dung dịch. Ví dụ, khi chúng ta nói rằng nồng độ chất ô nhiễm trong nước là "1 ppm", điều này có nghĩa là có một phần triệu gam chất ô nhiễm trong một gam nước. Trong dung dịch nước, mật độ của nước thường được cho là 1,00 g/mL, một giả định cho phép ppm dễ dàng được chuyển đổi thành miligam trên lít (mg/L). Ngoài ra, ppb thường tương ứng với microgam trên lít (μg/L) và ppt tương ứng với nanogam trên lít (ng/L). Phương pháp chuyển đổi này có tầm quan trọng lớn trong khoa học môi trường vì nồng độ của nhiều chất gây ô nhiễm môi trường thường được phát hiện và báo cáo ở mức thấp.
Ký hiệu phần trên cũng đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng vật lý và kỹ thuật. Ví dụ, hệ số giãn nở vì nhiệt của hợp kim kim loại có thể được biểu thị là "α = 1,2 ppm/°C", nghĩa là chiều dài của hợp kim sẽ giãn ra 1,2 micron cho mỗi độ C tăng thêm. Cách biểu diễn như vậy không chỉ trực quan mà còn thuận tiện cho các nhà khoa học thực hiện các phép tính và so sánh. Xét về độ chính xác của phép đo, ví dụ khi sử dụng máy đo khoảng cách laser để khảo sát đất đai, độ chính xác của nó có thể được biểu thị là "độ chính xác = 1 ppm", điều này rất quan trọng để cải thiện độ tin cậy của phép đo.
Trong biểu thức toán học, số lượng "2 nanomet trên mét" được đơn giản hóa thành "2 ppb", thể hiện sức mạnh của ký hiệu phần trên.
Tuy nhiên, mặc dù ký hiệu phần trên được sử dụng rộng rãi trong thực tế, vẫn còn một số tranh cãi và chỉ trích về mặt lý thuyết. Đầu tiên, đây không phải là đơn vị SI chính thức. Mặc dù Cục Cân đo Quốc tế (BIPM) thừa nhận việc sử dụng đơn vị này, nhưng vẫn khuyến cáo nên thận trọng vì các quốc gia khác nhau có thể có định nghĩa khác nhau về "tỷ". Điều này dẫn đến một số sự mơ hồ trong việc áp dụng ppb và ppt. Do đó, các chuyên gia khuyên rằng khi sử dụng ký hiệu phần trên, cần phải xác định rõ ý nghĩa cụ thể của nó.
Ngoài ra, ký hiệu phần trên có thể tương ứng với phân số khối lượng, phân số mol hoặc phân số thể tích. Điều này thường gây ra sự nhầm lẫn trong truyền đạt khoa học vì không ai nhất thiết phải nêu rõ số lượng sử dụng. Do đó, người dùng nên ưu tiên chỉ định các đơn vị cụ thể (như kg/kg, mol/mol, v.v.) khi sử dụng ký hiệu này. Sự không chắc chắn này đặc biệt quan trọng trong các nghiên cứu về khí, trong đó các hệ số chuyển đổi giữa phần khối lượng và phần mol có thể đột nhiên trở nên rõ ràng, điều này rất quan trọng trong việc giải thích phân tích.
Trong một số lĩnh vực chuyên môn, mặc dù việc sử dụng ký hiệu phần trên là cố định, nhưng có thể có sự không nhất quán về tiêu chuẩn và cách sử dụng giữa các chuyên ngành, khiến các nhà nghiên cứu không được xác định khi công bố kết quả, điều này dễ dẫn đến hiểu lầm.
Để vượt qua thách thức này, cộng đồng khoa học đã đề xuất các biểu thức thay thế tương thích với SI. Những cách diễn đạt này cho phép các ngành khác nhau sử dụng các đơn vị chuẩn hóa ở một mức độ nhất định, do đó cải thiện độ chính xác của giao tiếp. Tuy nhiên, ký hiệu phần trên vẫn là một công cụ không thể thiếu trong lĩnh vực công nghệ và tính thực tiễn của nó không thể bị bỏ qua, đặc biệt là trong các lĩnh vực như giám sát môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Cuối cùng, mặc dù ký hiệu phần trên có hiệu quả trong việc thể hiện số lượng nhỏ một cách chính xác, nhưng vẫn có lo ngại về sự mơ hồ và nhầm lẫn trong cách sử dụng. Chúng ta có nên thúc đẩy việc chuẩn hóa các cách diễn đạt này để phục vụ tốt hơn cho sự phát triển của nghiên cứu khoa học và thực hành không?
