Conversion des limites d'exposition en milieu de travail des mg/m³ aux ppm

On ne peut exprimer des limites d’exposition en milieu de travail (LEMT; valeurs limites d’exposition [TLVs], niveaux d’exposition admissibles [PEL], etc.) en parties par million (ppm) que pour les substances qui existent à l’état de gaz ou de vapeur à température et pression ambiantes normales. Cet état est la raison pour laquelle on utilise habituellement les mg/m³ pour ces limites. On peut exprimer certaines LEMT en unités comme le nombre de fibres/cm³ (p. ex. pour l’amiante). Dans le cas des LEMT des métaux, des sels et des autres composés ne dégageant pas de vapeurs à température et pression ambiantes, on ne peut utiliser que les mg/m³.

Dans le livret « Threshold Limit Values (TLV) for Chemical Substances and Physical Agents and Biological Exposition Indices (BEIs) » de l'ACGIH,  on trouve les formules de conversion suivantes :

où 24,45 est le volume en litres occupé par une mole d’air à une température de 25ºC et à une pression atmosphérique de 760 torr.

On peut utiliser ces formules pour des mesures à 25 °C et à une pression atmosphérique de 760 torr (= 1 atmosphère ou 760 mm Hg).

C'est le poids moléculaire (PM) d'une substance exprimé en grammes. Par exemple, une mole du toluène a une masse de 92,13 g, étant donné que son poids moléculaire est de 92,13.

Dans les équations ci-dessus, la valeur 24,45 est le volume (en litres) d'une mole (molécule-gramme) de gaz ou de vapeur à une pression d'une atmosphère (760 torr ou 760 mm Hg) et à 25 °C.

Pour convertir des mg/m³ en ppm à une autre température ou pression, il faut calculer le volume d'une mole de contaminant de l'air (p. ex. 92,13 grammes pour le toluène) à cette température et à cette pression à l’aide de la formule des gaz parfaits :

PV = nRT

où n est le nombre de moles, R est la constante des gaz parfaits (62,4 L torr/mol K lorsque la température (T) est exprimée en kelvin (K)),  T est la température en kelvin (273,16 + T en °C); et P est la pression en mm Hg.

La constante des gaz peut avoir des valeurs différentes si la température et la pression sont exprimées dans des unités différentes de celles qui figurent dans l'équation ci-dessus (p. ex. R = 0,082  ^{l . atm / mol . K} )

où

n = 1 
V = ^RT/ _P

La valeur V peut être substituée dans les formules de conversion des mg/m³ aux ppm.