被动采样（Passive Sampling）是一种无需电力、不依赖泵驱动的气体监测技术。它利用分子扩散原理，让目标气体自发地迁移到采样器内的吸附介质上，特别适合氨气（NH₃）的大范围、低成本监测。
1. 从菲克定律说起：扩散如何驱动采样
被动采样的科学基础是菲克扩散定律（Fick's Law）。简单来说：当存在浓度差时，气体分子会从高浓度区域向低浓度区域自发扩散。环境空气中含有一定浓度的氨气，而采样器内部的吸附剂（如磷酸或柠檬酸涂层）会不断捕获氨气，使内部浓度趋近于零。这个持续的浓度差形成了驱动力，氨气分子源源不断地穿过扩散路径进入采样器并被固定在吸附剂上。
采样结束后，实验室通过离子色谱法（IC）分析捕集到的铵离子（NH₄⁺）质量，再结合扩散系数、几何参数和暴露时间，反算出环境空气中的氨气平均浓度。
图：被动采样依靠浓度差驱动，无需任何外部动力
2. 被动采样 vs 主动采样：两种思路的对比
与被动采样形成对照的是主动采样——使用抽气泵将空气以固定速率吸入采样管或滤膜。主动采样精度高，可实时获取数据，但需要电力、泵和流量控制器，成本高且维护复杂。
被动采样则完全相反：不用电、不用泵、无活动部件。一个被动采样器的核心就是一个塑料壳体、一张浸渍吸附剂的滤膜（或不锈钢网）、以及一个起扩散控制作用的盖子。结构简单到极致，但科学严谨——采样速率的标定需要在实验室中将被动采样器与主动参考方法并排暴露，通过回归分析获得经验采样速率。
简而言之：主动采样擅长点位高精度连续监测，被动采样则擅长多点位空间分布评估——两者互补而非替代。
3. 为什么氨气监测尤其适合被动采样
氨气是大气中最重要的碱性气体，主要来自农业施肥、畜牧养殖和工业排放。它的浓度空间变异性极高——养殖场下风向几十米内浓度可能相差数倍。用一台昂贵的主动分析仪根本无法同时覆盖多个点位，而被动采样器恰好可以部署数十个，获取区域氨气浓度分布图。
此外，氨气与大气中酸性气体（SO₂、NOₓ）反应生成的铵盐是PM2.5的重要前体物。了解氨气的时空分布规律，对于制定大气污染防治策略至关重要。被动采样以极低成本实现了"以密度换精度"的监测策略，已在欧美日环境监测网络中使用超过30年。
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