最終更新: 2026-07-13

10億分率とは

10億分率（ppb）は、混合物全体に対して微量な物質がどれだけ含まれているかを表します。質量比で考えると、溶質の質量を溶液全体の質量で割り、極めて小さい量が読みやすい数字になるように10億倍したものです。百万分率（ppm）では扱いにくいほど希薄な濃度、たとえば水中の微量汚染物質、高純度薬品中の不純物、食品中の残留物などを表すのに自然な単位です。

計算式

$$\text{ppb} = \frac{m_{\text{溶質}}}{m_{\text{溶液}}} \times 10^9$$

重要なのは比だけなので、両方の質量が同じ単位であれば、マイクログラム・ミリグラム・グラム・キログラムのいずれで測っても構いません。

関連する尺度は倍率だけが異なります。

単位	倍率	等価関係
質量％	×100	1% = 10,000,000 ppb
ppm	×10⁶	1 ppm = 1,000 ppb
ppb	×10⁹	1 ppb = 0.001 ppm

計算例

1 kgの水に5 µgの汚染物質が溶けている場合：

$$\begin{aligned} m_{\text{溶質}} &= 5\ \mu\text{g} = 0.000005\ \text{g} \\[4pt] \text{ppb} &= \frac{0.000005\ \text{g}}{1{,}000\ \text{g}} \times 10^9 = 5\ \text{ppb} \\[4pt] \text{ppm} &= \frac{5\ \text{ppb}}{1{,}000} = 0.005\ \text{ppm} \\[4pt] \text{質量\%} &= \frac{5\ \text{ppb}}{10^7} = 0.0000005\% \end{aligned}$$

目標濃度に必要な溶質量

計算式を溶質について解くと、目標の濃度に合わせて溶液を調製できます。

$$m_{\text{溶質}} = \frac{\text{ppb}}{10^9} \times m_{\text{溶液}}$$

1 kgの水を5 ppbにするのに必要な溶質は $(5 \div 10^9) \times 1{,}000\ \text{g} = 5\ \mu\text{g}$ です。この計算ツールの「必要な溶質量」モードは、まさにこの逆算を行います。

ppbとµg/Lの近似

希薄な水溶液では、1 ppb（質量比）は溶液1 Lあたり約1 µgの溶質に相当します。水1 Lの質量は1,000 gにきわめて近いため、その10億分の1は1 Lあたり約1 µgになります。このため水質基準ではppbとµg/Lがしばしば同義に用いられ、希薄溶液では測定誤差の範囲内で十分に正確です。

密度が1 g/mLと大きく異なる濃厚な溶液や液体では、質量から体積への換算に実際の密度が必要です。

ppbが使われる場面

• 飲料水：鉛やヒ素の基準値は10 ppb前後に設定されることが多く、検査機関はppmではなくppbやµg/Lで報告します。
• 超純水・電子部品：半導体グレードの水は不純物をppb〜ppt域に抑える必要があり、わずかなイオンでも歩留まりに影響します。
• 食品安全：一部のカビ毒や重金属など毒性の強い汚染物質は低いppb域で規制されます。
• 環境モニタリング：バックグラウンド濃度がきわめて小さいため、大気や水中の汚染物質はppbで追跡されることが多いです。

よくある質問 (FAQ)

ppbの計算式は？

10億分率（ppb）は、溶質の質量を溶液全体の質量で割り、10億を掛けた値です。

ppb =（溶質の質量 ÷ 溶液の質量）× 10⁹

たとえば1 kgの水に5 µgの物質が溶けている場合、（0.000005 g ÷ 1,000 g）× 10⁹ = 5 ppbとなります。重要なのは比だけなので、割り算の前に両方の質量を同じ単位にそろえてください。

ppbとppmの違いは？

どちらも質量比を表し、尺度だけが異なります。ppmは比を100万倍、ppbは10億倍します。そのためppbはppmより1,000倍細かく、1 ppm = 1,000 ppb、1 ppb = 0.001 ppmとなります。重金属や農薬、超純水の不純物といった微量成分では、ppm表記だと先頭に0が並んで読みにくくなるため、ppbが使われます。

1 ppbは1 µg/Lと同じ？

希薄な水溶液ではほぼ同じです。1 ppb（質量比）は溶液1 Lあたり約1 µgの溶質に相当します。水1 Lの質量は1,000 gにきわめて近いため、その10億分の1は1 Lあたり約1 µgになります。水質基準ではこの関係からppbとµg/Lがしばしば同義に使われます。密度が水と大きく異なる濃厚な溶液では、実際の密度を用いた換算が必要です。

飲料水でppbはどこで使われる？

飲料水中の微量汚染物質の基準値は通常10億分率で定められます。代表例として、多くの地域で鉛やヒ素の指針値が10 ppb前後に設定されています。基準が非常に低いため、検査機関はppm ではなくppb（またはµg/L）で報告し、ppbとµg/Lが等しいことで各報告値をそのまま比較できます。