近拜讀了“中國天然氣能量計量體系建設探討”的論文[1]，深感受益匪淺。但也感到在這篇由國內知名專家撰寫的、具有全國性影響的重要論文中，對有關天然氣分析溯源性、相關標準氣混合物（RGM）的命名及其在溯源鏈上的位置等原則性問題上，筆者認為還有作進一步深入探討的必有。鑒此，提出以下管見求教于撰寫該論文的諸位領導和專家，不當之處務請不吝賜教。
1．天然氣分析溯源準則
國際標準化組織天然氣技術委員會（ISO/TC193）于1997年發布了“天然氣分析的溯源性準則”（ISO 14111）。天然氣分析屬化學計量范疇，它與幾何計量、力學計量等物理計量有很大不同，其溯源性的對應關系如表1所示[2]。根據ISO14111的規定，天然氣分析的溯源鏈及其相應的RGM傳遞系統如圖1所示。
圖1示反映出了天然氣分析溯源鏈與RGM傳遞系統之間的關系：即天然氣分析的溯源性可以還原（簡化）為RGM的溯源性。同時，RGM作為測量標準的溯源性是專門針對天然氣組成各個不同層次的。分析測量系統溯源性最根本的體現，在于以校準用RGM進行溯源——單獨驗證高準確度分析數據的“單點校準”或驗證常規分析測量系統的“范圍校準”（多點校準）。
2．天然氣分析用RGM
由表1和圖1可以看出，天然氣分析用的RGM分為3個層級。第1級稱為基準（級）標準氣混合物（PSM），它相當于表1所示的基準（一級）標準物質，是實現某組分分析結果溯源的最終基準，必須保證最佳的準確度和穩定性。但PSM的具體技術指標則根據該組分在天然氣中的含量及其本身的特性而定。
根據國際國際化組織指南 30對標準物質常用術語及定義的解釋，“基準”（一級）是被指定或被廣泛承認為具有最高計量學特性的標準器，在指定范圍內，其數值的采納不需參照同一量的其它標準器。由于我國目前多元標準氣體混合物的研制水平相對落后，應用于能量計量的認證級（二級）RGM尚須依賴進口。因此，文獻[1]將該論文中表1所示的RGM命名為“中國一級氣體標準物質”的依據是什么？！從其標示的不確定度水平看，決不可能是基準級RGM。
3．不同層級RGM的不確定
根據化學成分測量溯源鏈的要求，國家測量基準是溯源的源頭，是構成溯源鏈頂層的關鍵要素。對天然氣組成分析而言，溯源鏈頂層是SI制基本單位質量（m）。由于化學成分測量標準的特性值是儲存于RGM之中，故其溯源鏈中的測量基（標）準即為相應的RGM。同時，由于測量不確定度是表征合理地賦于被測量之值的分散性，并與測量結果相聯系的參數，故溯源鏈上每個層級的RMG皆有規定的不確定度。例如，國際標準化組織天然氣技術委員會（ISO/193）組織的VAMGAS研究項目中，由荷蘭國家計量院(NMi)研制的兩種PSM級RGM中包括8個組分（參見表2），其中甲烷組分的相對不確定度達到0.001%的水平，即使不確定度水平最差的戊烷組分也達到0.025%（參見表2）。
必須指出：文獻[1]圖2（參見本文圖2）中所示溯源鏈各層級的RGM的命名與國際慣例大相徑庭；今后如何進行國際比對？更不可能國際互認！
4．關于標準物質管理辦法
我國于1987年7月10日由國家計量局發布了“標準物質管理辦法”，后者屬于計量法的子法，是指導各類標準物質研制與應用的法律法規性文件。該管理辦法將標準物質分為一級、二級兩個級別，適用于包括化學成分分析和工程技術測量在內的、用于統一量值的所有標準物質；并提出了對一級標準物質和二級標準物質的總體要求。但必須注意，該管理辦法中規定的“一級”和“二級”僅僅是指對所有有證標物質的分級原則，并未規定天然氣分析專用的標準氣體混合物（RGM）的定值、準確度和具體應用的有關要求。因此，管理辦法不能替代我國迄今尚未發布的天然氣分析（專用的）溯源準則國家標準。
由于我國尚未發布天然氣分析（專用的）溯源準則，故對RGM溯源體系中各級標準氣的命名容易發生混淆。目前在很多天然氣組成分析報告中，均將認證編號為GBW 06306~GBW 06308的三種（天然氣分析用）RGM命名為一級標準氣（參見表3）；其原因是根據標準物質管理辦法，它們在國家授證時其準確度達到了國內最高水平（1%）。但按ISO14111的規定，PSM（基準級或一級RGM）是指“能對特定組成提供最準確水平量值復現的RGM”；而這三種RGM就其達到的不確定度水平而論，僅是第三層級上的工作標準氣混合物（WRM）。
5．關于能量計量專用RGM
近年來，國內的能量計量檢測實驗室發表了一系列對天然氣組成分析結果進行不確定度評定的學術論文；但各實驗室在評定過程中使用的RGM規格卻大相徑庭（參見表4）。表4所示的4種RGM具有3種不同的不確定度，且均未達到國際標準ISO10723：2012的要求，故不具備應用于能量計量系統操作性能的基本條件。同時，由于這些論文中報導的不確定度評定數據并沒有采用ISO10723：2012規定的技術條件，故測量結果（數據）相互間缺乏可比性，更無法參與國際比對和互認，因而其實用價值有限。2018年我國天然氣表觀消費量達到3067億m3，其中進口天然氣量占比已經達到消費總量的43%。但由于我國天然氣組成分析測量結果不確定度評定的研究與標準化工作相對滯后，迄今未發布符合國際慣例的溯源準則與不確定度評定程序；應用于能量計量實驗室質量控制的專用RGM也尚需依賴進口，且其命名也不符合ISO14532（GB/T20604：2001，IDT）的規定，故一旦發生爭議而需要進行國際貿易仲裁時，我們完全沒有話語權，其結果不容樂觀。
參考文獻
[1] 黃維和等，中國天然氣能量計量體系建設探討，天然氣工業，
2021，41（8）:186
[2] 周 理等，天然氣氣質分析與不確定度評定及其標準化，
北京：石油工業出版社（2021）
表1 溯源性的對應關系
表2 PSA級RGM中有關組分的不確定度（%）
表3 天然氣分析用一級標準氣混合物
表4 國內檢測實驗室使用RGM的技術規格
圖1 天然氣分析溯源鏈及RGM傳遞系統
圖2 中國天然氣組成分析用氣體標準物質量值傳遞和溯源圖
1．GB/T 5274.1—2018 的技術要點
2008 年我國以等同采用 ISO 6142：2001 的方式發布了國家標準《氣體分析 校準用混合氣體的制備 稱量法》（GB/T 5274—2008），并以此標準代替 GB/T 5274—1985。2018 年我國又以等同采用 ISO 6142—1：2015 的方式發布了國家標準《氣體分析 校準用混合氣體的制備 第 1 部分：稱量法制備一級混合氣體》（GB/T 5274.1—2018）。與 2008版本相比，2018 年版本標準在范圍、原理、制備計劃和不確定度計算等部分均做了重大修改，并增加了原料氣純度分析、對校準氣混合物的均勻性和穩定性要求等重要內容。
GB/T 5274 規定了用稱量法制備瓶裝校準混合氣體的方法。該校準混合氣體的一個或多個組分的物質的量分數（摩爾分數）可量值溯源。也規定了每一組分摩爾分數不確定度的計算方法，該不確定度計算時需要評估以下因素的不確定度貢獻。這些因素包括：稱量過程，組分純度、混合氣體的穩定性和最終混合氣體的驗證等。本部分內容適用于氣態或能完全氣化組分的混合氣體的制備，組分可以以氣態或液態引入氣瓶。本部分涵蓋了二元或多元混合氣體（包括天然氣）的制備。本部分內容不包括單個過程中多個混合氣體批量制備的方法。
為了確定混合氣體的保質期（最長儲存期），本部分也規定了穩定性評價的方法；但該方法不適用于相互發生反應的組分的穩定性評價。
通過定量轉移純氣體、純液體或由稱量法制備的已知組分含量的混合氣體到儲裝氣瓶來制備校準混合氣體。混合氣體的量值可以通過以下 3 個步驟溯源到 SI 國際單位：
（1）測定添加的組分質量；
（2）由組分純度、相對原子質量和 / 或相對分子質量將添加組分的質量轉換為物質的量；
（3）用獨立的參考混合氣對最終混合氣進行驗證。
組分的添加質量是通過稱量添加前后的原料容器或校準氣體氣瓶質量來確定的，兩次稱量之差為凈加入組分的質量。上述兩種稱量方法的區別在于添加組分的質量不同，具體采用何種方法取決于最終混合物摩爾分數的不確定度要求。
2．工藝流程
基于對組分濃度和不確定度要求，用稱量法制備校準氣體混合物的流程如圖 1所示。圖 1中給出了每個制備步驟在本標準中所對應的章節號。
3．天然氣能量計量用RGM
根據國際標準《天然氣分析系統性能評價》（ISO 10723：2012）的有關規定，目前國外的能量計量檢測和校準實驗室均已將氣相色譜系統對天然氣組成分析結果的評價方法，由以往的精密度評價改為不確定度評定。