“超纯气体”一词是在1964年全国超纯气体测试年会上定义的,即凡气体纯度
达
5个“9”(99.999%)以上，总杂质为10x10-6V/V(即10ppm)以下的气体皆属“超纯气体范畴。但五十年的发展已经改变了这一定义;已

经把5个“9”气体称为高纯气，而称6个“9”以上纯度气体才为超纯气。纯度大于99%以上的气体纯度分析都采用扣除杂质的差减法计算，因而气体纯度分析
实际是对气体中微量或痕量的杂质气体检测。因其检测方法很多，本文不**论述，仅对气相色谱仪检测杂质气体的现状作一小结，并对某些概念上的认识提出看
法。水分也是一种杂质气体，而且是极为特殊的、又无处不在的气体杂质，因检测手段特殊，本文也不予论述。

内容中提出的高纯气体分析中出现的“本底”、“最小检测浓度”和“定量与误差”，都是痕量分析中的理论问题、也是实际问题。这里不叙述理论的推导，但用理论解决问题，主要就实际中的认识问题重点论述，欢迎参加讨论。

1、本底

“本底”是指在色谱载气中含有的被测杂质气体，配标准气用底气中含的被测杂质
气;测试系统(载气系统与样品气系统)带来的或被漏入的(以氧、氮为
主)该杂质气。大多数浓度型检测器都要求本底值远小于它的最小检测浓度。当载气中本底值大于样品气中某杂质浓度时，该杂质气会出现“反峰”。配制标准气的
底气要求就更严格了，否则本底值直接影响定量了。但是质量检测器(以火焰离子化检测器为主的)是例外。我们在检测氧中烃类杂质时发现，用纯氮气(4个
“9”)作载气(氢气和空气相同)，也能检测到0.1ppm的烃(一般国产色谱仪)，乃至20—50ppm的烃杂质气。这是因为载气中的杂质(氧、氢、一
氧化碳、二氧化碳FID上无响应，甲烷含量≤5ppm)因浓度不变，只能使检测器(FID)产生一个相应稳定的“基流”，只要基数平衡、噪声
小，0.1ppm的烃类杂质气仍旧可以在基线上出一个峰。气相色谱定量规定，最小的检测峰的判定：最小的峰峰高值是二倍于噪声值。过去国产仪器只能检测
0.1ppm的烃是因为仪器的总噪声值较高。只要将总噪声值下降一个数量级，则最小检测峰就会提高一个数量级。我公司的FID敏感度指标仍是
Mt≤1×10-11g/s(正十六烷)，和其它厂家的指标一样，但总噪声值低。因此，“氢焰型气相色谱仪只能检测与本底电流值相近”的说法是缺乏根据
的。而我们再利用浓缩法，使烃中乙炔检测可以测到ppb级。

本底值影响**的是分析高纯气中氮和氧(空气中的主要成分)。经纯化后的载气
如仍产生本底影响，其主要原因是漏气产生的。管路中有接头、阀、表等就
不可避免会漏入空气。我们只能控制一定漏量，使之不影响分析。也就说“漏气”是**的，“不漏”只是相对的。例如使用高纯氩气分析仪时，为保证分析纯气纯
度必须优于6个“9”。我们将载气净化到7个“9”以上，留出一定“空间”，使“漏气”后仍满足分析要求。在高纯气体分析仪上不允许使用有机材料作密封

(因为空气中氮、氧能穿透有机材料渗透进入系统中)，包括各种橡胶，聚四氟乙烯等[27];另外，还要尽量少用卡套。检测时样气(标气)流路也一样存在漏

气问题。我们已找到改变分析操作能判断是否有漏气方法，并能大致确定漏量大小。还有“在检测<20ppb超低微量气体成分时，不能采用紫铜及一般不

锈钢材料”的说法也欠根据。氦离子化检测器和电子捕获检测器都是能直接捡测ppb级的检测器，在仪器上我们仍用一般紫铜与不锈钢管作连接管与色谱柱，只是

要将管内清洗和置换干净就能满足要求[27]。在校验方法上，有人说“市售瓶装标准气含量在1—20ppm内，使用这种浓度的标准气去校验1—20ppb

浓度的含量数据，两种数据大小相关1000倍，这是完全不合理的。”这是外行批评内行的话!好象批评者能配出含量为1—20ppb的标准气?因为很明显目

前还没有人能得到纯度为9个“9”的配标准气的底气。基于目前只能配制出ppm级标准气，**底气纯度得到保证;第二个问题是配气误差。只要查一下国家质

量技术监督局批准的一级[GBW]和二级[GBW(E)]气体标准物质(共300多种)[11]，就可知道气瓶标气最小配制浓度只能到1ppm。第三考虑

到浓缩法能将ppb变为ppm级和检测器可以保证的线性范围。因而用ppm的标准气校验ppb级就不足奇怪。理论与技术上的研究，在许多内容上都是使“不
可能”“不合理”的事，让它在一定条件下成为可能。

2、最小检测浓度

色谱检测器最小检测浓度取决于，一是检测器的敏感度。敏感度愈高检测器检测的
杂质浓度愈低;二是色谱峰的峰宽愈小(柱效愈高)，检测杂质气浓度愈
低。具体对于最小的峰峰高必须是噪声的两倍信号。任何色谱仪检测器的最小检测值就是最小检测浓度。仪器操作者都应知道，低于此浓度的值(没有出峰)不应是

“0”，而应是小于最小检测浓度值。理论上也认为只能接近于“0”,而不能等于“0”。对于连续监测的数字显示仪所显示的“0”也应这样看，因为显示不能
表示出小于它最小检测浓度的值来。因而所有仪器在检测杂质时，如果未能测出含量，则给报告中，该组分含量就应写出小于最小检出浓度值，而不能写“0”。

3、定量与误差

每台气相色谱仪分
析高纯气体必须做到有相应被测杂质气的敏感度和较好重复性。我们认为在保证上述条件和满足本底要求条件下，仪器的定量误差主要取决
于标准气的准确度(可靠性)。对于痕量成分重复测量的相对误差往往比常量分析大的多。对0.1—10ppm浓度的检测重复性(相对误差)，在10—20%

的相对误差也是较好的;PPT级的杂质气，可以允许有一个数量级之差。在定量方法上都采用了“外标法”，即使用标准气校正。在实验室可以做到用多种配制标
准气方法较正，能得到较高的可靠性。而在实际使用中难度很大，因此国家在标准气的配制上要求是很严格的。

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