수질 측정에서 다양한 농도 표시 방법

수질 측정은 물의 안전성과 품질을 평가하는 중요한 작업입니다. 이 과정에서 다양한 물질의 농도를 표시하는 여러 단위를 사용합니다. 이 글에서는 mg/L, µg/L, ppm, ppb, ppt, %, NTU 등 수질 분석에서 흔히 쓰이는 단위에 대해 자세히 알아보겠습니다.

1. mg/L (밀리그램 퍼 리터)

• mg/L는 물 1리터에 특정 물질이 몇 밀리그램(mg) 들어 있는지를 나타내는 단위입니다. 이 단위는 매우 직관적이며, 일반적인 수질 분석에서 가장 많이 사용됩니다. 흔히 ppm(백만 분율)과 같은 의미로 사용되기도 합니다.
• 예: 물 1리터에 철 5 mg이 포함되어 있다면, 농도는 5 mg/L입니다.
• 보통 음용수의 질을 평가할 때 중금속, 영양염류 등 주요 물질의 농도를 mg/L 단위로 표시합니다.

2. µg/L (마이크로그램 퍼 리터)

• µg/L는 물 1리터에 특정 물질이 몇 마이크로그램(µg) 들어 있는지를 나타냅니다. mg/L보다 1,000배 작은 단위로, 아주 낮은 농도를 표시할 때 유용합니다. 오염 물질의 미량 농도를 측정하는 데 자주 사용됩니다.
• 예: 물 1리터에 납이 10 µg 포함되어 있다면 농도는 10 µg/L입니다.

3. ppm (parts per million : 백만분율)

• ppm은 백만 분율로, 1백만 개 중 특정 물질이 몇 개 있는지를 나타내는 단위입니다. mg/L와 거의 동일한 단위로 취급되며, mg/L로 나타내기 어려운 가스 상태의 농도나 액체에 포함된 아주 미세한 농도를 표현할 때 사용됩니다.
• 예: 물에 3 ppm의 염소가 있으면 이는 물 1백만 개 중 3개의 염소 분자가 포함된 것입니다.

4. ppb (parts per billion)

• ppb는 10억 분율로, ppm보다 1,000배 작은 단위입니다. 이 단위는 초미량 농도를 표현하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 중금속이나 특정 유기 오염물질의 미세 농도를 분석할 때 유용합니다.
• 1 ppb는 1 µg/L로 계산할 수 있습니다.
• 예: 물에 수은이 5 ppb로 존재한다면 이는 물 10억 개 중 5개의 수은 분자가 있는 것입니다.

5. ppt (parts per trillion)와 ppt (parts per thoudand)

ppt는 상황에 따라 두 가지 서로 다른 의미로 사용될 수 있습니다.

가. Parts Per Trillion (조분율)

• 의미 : 조분의 1을 의미하며, 1조 단위 중 1 단위가 특정 물질임을 나타냅니다. ppb보다 1,000배 더 작은 단위를 의미합니다.
• 주 사용 환경 : 초미량 오염물질, 고정밀 환경에서 유해물질이나 잔류 약품의 검출 등 주로 정밀한 환경 연구에서 활용됩니다.
• 예: 특정 화학물질이 5 ppt 농도로 검출되었다면, 1리터의 물에 5 나노그램(십억 분의 1 마이크로그램) 만큼의 물질이 포함된 상태입니다.

나. Parts Per Thousand (천분율)

• 의미 : 천분의 1을 의미하며, 주로 해양학에서 염도를 측정할 때 사용됩니다.
• 주 사용환경 : 바닷물의 염도 측정, 지하수 염도 분석
• 예시 : 바닷물의 염도가 35ppt라면, 1000 단위 중 35 단위가 염임을 나타냅니다.

6. % (퍼센트)

• "%"는 특정 물질의 비율을 백분율로 나타냅니다. 물에 포함된 물질의 농도가 매우 높을 때 사용되며, 정밀한 ppm 또는 ppb 측정이 필요하지 않은 경우에 적합합니다.
• 예: 수중에 1%의 소금이 있다는 것은 물의 100분의 1이 소금으로 구성된 것입니다.

7. 탁도

탁도는 물 속 부유 물질의 양을 나타내는 지표로, 물이 얼마나 맑거나 탁한지를 측정합니다. 탁도 측정에는 NTU (Nephelometric Turbidity Unit), FTU (Formazin Turbidity Unit), 탁도도수 등의 단위가 사용되며, 각각의 단위는 특정한 측정 방식에 따라 다른 값을 나타낼 수 있습니다. 아래에서 각 단위의 의미와 차이점을 알아보겠습니다.

가. NTU (Nephelometric Turbidity Unit)

• NTU는 Nephelometric Turbidity Unit의 약자로, 물속 입자가 빛을 산란시키는 정도를 측정하는 단위입니다. 네펠로미터라는 장비를 사용하여 측정하며, 빛이 물을 통과할 때 발생하는 산란을 기준으로 탁도를 정량화합니다. NTU 값이 높을수록 물속 부유 물질이 많아 탁도가 높다는 뜻입니다.
• 표준물질: 포르마진(Formazin) 표준을 사용하여 NTU를 측정합니다.
• 응용 분야: NTU는 정수 처리, 수질 관리 등에서 널리 사용되며, 세계보건기구(WHO)및 미국 환경보호청(EPA)의 기준을 따르며,  많은 국가의 음용수 기준에서 음용수의 탁도를 1 NTU 이하로 권장합니다.

나. FTU (Formazin Turbidity Unit)

• FTU는 포르마진(Formazin)이라는 표준용액을 사용해 측정된 탁도를 나타내며 국제적으로 널리 사용되는 단위입니다.
• 차이점: NTU는 빛 산란 방식을 사용하여 측정하고, FTU는 ISO 7027에 따라 포르마진 용액을 사용해 기준화 된 방식으로 측정합니다.
• 표시 방법: FTU는 주로 ISO 기준을 따른 표준 시험에서 사용됩니다.

다. 탁도도수 (Degree of Turbidity)

• 탁도도수는 수질 분석에서 탁도를 표현할 때 사용되는 단위이지만, NTU나 FTU와 같은 정확한 측정 단위라기보다는 더 간단하고 대략적인 표현 방식입니다. 특정 표준물과 비교하여 시각적으로 물의 탁도를 측정할 때 사용하는 경우가 많습니다.
• 용도: 과거에는 주로 간이 탁도 측정법에서 사용되었으나, 현재는 보다 정확한 NTU와 FTU로 대체되는 추세입니다.
• 측정 방식: 물이 특정 농도의 표준 시료와 비교했을 때의 상대적인 탁도로 표현하는 경우가 많아 정밀한 수치를 나타내기에는 한계가 있습니다.