最後更新：2026-07-13

認識十億分濃度

十億分濃度（ppb）描述混合物中某微量物質相對於整體的含量。以質量比來看，它是溶質質量除以溶液總質量後再乘以十億，使極小的量成為易讀的數字。當濃度稀薄到不便以百萬分（ppm）表示時，ppb 便是自然的單位——水中的微量污染物、高純度化學品中的雜質、食品中的殘留物都落在 ppb 範圍。

公式

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

由於只有比值有意義，只要兩個質量使用相同單位——微克、毫克、克或公斤皆可。

相關刻度僅倍率不同：

單位	倍率	等價關係
質量百分比	×100	1% = 10,000,000 ppb
ppm	×10⁶	1 ppm = 1,000 ppb
ppb	×10⁹	1 ppb = 0.001 ppm

計算範例

1 公斤水中溶有 5 µg 污染物：

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

求達目標濃度所需的溶質質量

將公式對溶質求解，即可依所選濃度配製溶液：

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

要使 1 公斤水達到 5 ppb，所需溶質為 $(5 \div 10^9) \times 1{,}000\ \text{g} = 5\ \mu\text{g}$。計算器的「所需溶質質量」模式正是執行此逆算。

ppb 對 µg/L 的近似

在稀薄水溶液中，1 ppb（質量／質量）約等於每公升溶液含 1 微克溶質。1 公升水的質量非常接近 1,000 克，因此其十億分之一約為每公升 1 µg。基於此，水質限值常將 ppb 與 µg/L 交替使用，且在稀薄溶液中此近似的誤差在量測不確定度之內。

至於濃溶液或密度與 1 g/mL 差異很大的液體，質量對體積的換算需採用實際密度。

ppb 的應用場景

• 飲用水：鉛與砷的限值常設在約 10 ppb，數值夠低，使實驗室以 ppb 或 µg/L 而非 ppm 報告。
• 超純水與電子業：半導體級用水須將雜質控制在 ppb 至 ppt 範圍，因為即便微量離子也會影響良率。
• 食品安全：某些黴菌毒素與重金屬等強毒性污染物以低 ppb 範圍規範。
• 環境監測：由於背景濃度極小，空氣與水中的污染物常以 ppb 追蹤。

常見問題（FAQ）

ppb 的公式是什麼？

十億分濃度（ppb）是溶質質量除以溶液總質量後再乘以十億：

ppb =（溶質質量 ÷ 溶液質量）× 10⁹

例如，1 公斤水中溶有 5 µg 物質，得（0.000005 克 ÷ 1,000 克）× 10⁹ = 5 ppb。相除前兩個質量必須使用相同單位，因為只有比值有意義。

ppb 與 ppm 有什麼差別？

兩者都表示質量比，只差在刻度：ppm 將比值乘以一百萬，ppb 乘以十億。因此 ppb 比 ppm 細一千倍，1 ppm = 1,000 ppb，1 ppb = 0.001 ppm。對於微量污染物——重金屬、農藥或超純水中的雜質——多採用 ppb，因為若用 ppm 表示會出現一長串不便閱讀的前導零。

1 ppb 等於 1 µg/L 嗎？

在稀薄水溶液中確實如此——1 ppb（質量／質量）約等於每公升溶液含 1 微克溶質。1 公升水的質量非常接近 1,000 克，因此其十億分之一約為每公升 1 µg。基於這個原因，水質標準常將 ppb 與 µg/L 交替使用。至於濃溶液或密度與水差異很大的液體，換算時需採用實際密度。

飲用水中的 ppb 用在哪裡？

飲用水中微量污染物的限值通常以十億分訂定。常見參考值包括許多國家對鉛與砷各約 10 ppb 的指引值。由於這些門檻極低，實驗室多以 ppb（或 µg/L）而非 ppm 報告，而 ppb 與 µg/L 相等，使各報告數值能直接比較。