| Referenz | Tonnen (t) | Nanogramm (ng) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (80 gsm) | 0.000005 t | 5 × 109 ng |
| One litre of water | 0.001 t | 1 × 1012 ng |
| Average adult human | 0.07 t | 7 × 1013 ng |
| A small car | 1.4 t | 1.4 × 1015 ng |
Die Tonne ist eine Masseneinheit und entspricht 1000 Kilogramm. Ihr Zeichen ist t. Sie gehört nicht zum SI, ist aber zum Gebrauch mit dem SI zugelassen, und in weiten Teilen der Welt ist sie schlicht die Arbeitseinheit für alles, was zu schwer ist, um bequem in Kilogramm angegeben zu werden.
Der Name bereitet im Englischen Ärger. Die metrische Tonne hat 1000 Kilogramm. Die short ton, die amerikanische Tonne, hat 2000 Pfund, rund 907 Kilogramm. Die long ton, die britisch-imperiale Tonne, hat 2240 Pfund, rund 1016 Kilogramm. Die drei unterscheiden sich um bis zu zwölf Prozent, genug, um im Seetransport und in Rohstoffverträgen ins Gewicht zu fallen; internationale Dokumente schreiben deshalb meist aus, welche gemeint ist, statt sich auf das Wort allein zu verlassen.
Fracht und Industrie sind ihr Zuhause. Schiffsladung, Eisenbahnwagen, Stahlerzeugung, Zement, Getreideernten und zulässige Gesamtmassen von Fahrzeugen werden in Tonnen angegeben. Traglasten von Brücken und Kränen nutzen sie ebenso wie die Tragfähigkeit eines Schiffes, wobei dieser Begriff die Ladefähigkeit misst und nicht die Masse des Schiffes selbst.
Die Klimabilanzierung hat der Tonne ein zweites öffentliches Leben verschafft. Staatliche und betriebliche Emissionen werden in Tonnen Kohlendioxid-Äquivalent berichtet, und Emissionsmärkte bepreisen Zertifikate je Tonne. Ein durchschnittlicher Benzin-Pkw stößt rund zwei Tonnen Kohlendioxid im Jahr aus, weshalb die Einheit in politischen Dokumenten weit außerhalb der Technik auftaucht.
Die Energiebuchhaltung borgt das Wort für eine Größe, die gar keine Masse ist. Die Tonne Öleinheiten ist als die Energie bestimmt, die das Verbrennen einer Tonne Rohöl freisetzt, etwa 41,87 Gigajoule, und nationale Energiebilanzen erscheinen in Millionen davon. Die Tonne Steinkohleeinheiten dient demselben Zweck bei anderem Wert. Das sind Übereinkünfte und keine Messungen: keine bestimmte Tonne Öl liefert genau diese Zahl, doch eine festzusetzen erlaubt es, Gas, Kohle, Kernenergie und Erneuerbare auf einer einzigen Skala zu addieren. Wer Energiestatistiken liest, begegnet der Tonne also zweimal, einmal als Masse eines Brennstoffs und einmal als Paket von Energie.
Eine Tonne entspricht 1000 Kilogramm, etwa 2204,62 Pfund oder ungefähr 1,10231 short tons.
Das Nanogramm ist eine Masseneinheit und entspricht einem Milliardstel Gramm oder einem Tausendstel Mikrogramm. Sein Zeichen ist ng. In der SI-Basiseinheit ausgedrückt sind es 10 hoch minus zwölf Kilogramm.
Hinter dem Nanogramm steht nichts Historisches. Es existiert, weil sich die SI-Vorsätze unbegrenzt fortsetzen lassen, und nützlich wurde es erst, als die Geräte empfindlich genug dafür waren. Eine gute Analysenwaage löst Zehntel Mikrogramm auf und hört dort auf; kein Wägesystem wiegt ein Nanogramm unmittelbar. Die Menge wird stattdessen erschlossen, aus dem Signal, das ein Massenspektrometer, ein Immunoassay oder eine Chromatographiesäule liefert, wenn ein bekanntes Probenvolumen hindurchgeht.
Im medizinischen Labor begegnet die Einheit den meisten Menschen, ohne dass sie es bemerken. Hormon- und Arzneimittelkonzentrationen im Blut werden in Nanogramm je Milliliter angegeben: Testosteron, prostataspezifisches Antigen, Digoxin, Tacrolimus und in der amerikanischen Praxis Vitamin D. Das therapeutische Drug Monitoring beruht auf dieser Skala, denn bei manchen Wirkstoffen liegen zwischen wirksamer und toxischer Konzentration nur wenige Nanogramm je Milliliter. Dopinggrenzwerte sind ebenso formuliert, weshalb ein Sportler wegen einer Substanz positiv sein kann, die in jeder anderen Messgröße unsichtbar bliebe.
Die Umweltchemie nutzt sie für die giftigsten Schadstoffe, deren interessante Konzentrationen weit unter dem liegen, was eine Einheit im Gramm-Bereich bequem beschreibt. Dioxine und Furane in der Luft werden in Nanogramm je Kubikmeter angegeben, Quecksilber und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in Nanogramm je Liter Wasser. Die Grenzwerte für diese Stoffe liegen bei Konzentrationen, die erst in der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts messbar wurden; Einheit und Regelwerk kamen also gemeinsam auf.
Der Maßstab lässt sich schwer vorstellen. Ein einzelnes Korn feinen Speisesalzes wiegt rund sechzig Mikrogramm, also sechzigtausend Nanogramm. Eine Säugetierzelle wiegt in der Größenordnung eines Nanogramms, ein Nanogramm Gewebe sind demnach einige wenige Zellen. Ein Mikrogramm von irgendetwas ist bereits unsichtbar; ein Nanogramm ist ein Tausendstel davon.
Ein Nanogramm entspricht 0,001 Mikrogramm, einem Millionstel Milligramm und einem Milliardstel Gramm.