1. 综述背景
被动（扩散）采样器是环境空气氨监测领域的重要工具。自 1990 年代以来，多种商用被动采样器相继问世，并在欧洲、北美、亚洲的环境监测网络中得到广泛应用。2018 年欧盟发布的《Literature review on the performance of diffusive samplers for the measurement of ammonia in ambient air》系统评估了主流采样器的性能特征。
本文综合该综述及后续研究，对当前主流氨气被动采样器进行性能比对，为用户的选型决策提供技术依据。
2. 主流采样器概览
| 采样器 | 类型 | 制造商/来源 | 吸附介质 | 典型K值(m³/h) |
|---|---|---|---|---|
| ALPHA | 径向扩散 | CEH (英国) | 柠檬酸浸渍滤膜 | 3.2 × 10⁻³ |
| Radiello | 径向扩散 | Fondazione Maugeri (意大利) | 磷酸浸渍滤膜 | 5.1 × 10⁻³ |
| Ogawa | 轴向扩散 | Ogawa & Co. (日本/美国) | 柠檬酸浸渍滤膜 | 1.2 × 10⁻³ |
| Analyst PAS06 | 轴向扩散 | PaSampler / 英国制造 | 磷酸浸渍滤膜 | 1.02 × 10⁻³ |
| Willems Badge | 轴向扩散 | Utrecht University (荷兰) | 草酸浸渍滤膜 | ~1.5 × 10⁻³ |
3. 关键性能对比
3.1 采样速率与检测能力
| 采样器 | K值(m³/h) | 检出限(28天,µg/m³) | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| ALPHA | 3.2 × 10⁻³ | ~0.05 | 超低浓度（背景站、极地） |
| Radiello | 5.1 × 10⁻³ | ~0.03 | 超低浓度，短期暴露 |
| Ogawa | 1.2 × 10⁻³ | ~0.1 | 城市/城郊/农业 |
| Analyst PAS06 | 1.02 × 10⁻³ | ~0.1 | 城市/农业/养殖场（全场景） |
选型视角：K 值越大，相同时间采集的铵离子越多，检出限越低。但高 K 值也意味着采样速率对环境因素（风速、湿度）更敏感。低 K 值采样器（如 Analyst、Ogawa）稳定性更好，适合长时间、多场景部署。
3.2 环境因素影响
| 影响因素 | ALPHA | Radiello | Ogawa | Analyst |
|---|---|---|---|---|
| 风速 | 中等敏感 | 较敏感（径向开口大） | 低敏感 | 低敏感 |
| 湿度 | 高湿下K值上升 | 影响较小 | 高湿下轻微上升 | 高湿下稳定 |
| 温度 | 需修正 | 需修正 | 需修正 | 需修正 |
| 长期稳定性 | 良好（> 10 年数据） | 良好 | 优秀（全球网络） | 优秀（欧盟标准指定） |
3.3 不同场景下的表现
- 农业/养殖场：Analyst 和 Ogawa 的轴向设计在含尘环境中更稳定，防风筛有效阻挡颗粒物。
- 城市背景：ALPHA 和 Radiello 的径向设计采集效率更高，适合低浓度长期监测。
- 极地/背景站：Radiello 的超低检出限是优势，但需考虑低温下扩散速率修正。
4. Analyst PAS06 的定位
在全球主流被动采样器中，Analyst PAS06 的定位清晰：
- 全场景适用：从低浓度背景监测到高浓度养殖场排放监测，同一型号覆盖。
- 标准引领：是 EN 17346:2020 标准制定过程中的主要参考采样器之一。
- 稳定性优先：低 K 值 + 轴向扩散设计，对环境波动（风速、湿度）不敏感，数据一致性优异。
- 低空白：磷酸吸附介质的严格控制使实验室空白 NH₄⁺ < 0.2 µg，优于多数同类产品。
5. 选型建议
| 监测场景 | 推荐采样器 | 推荐理由 |
|---|---|---|
| 养殖场氨排放（高浓度、含尘） | Analyst PAS06 | 轴向设计耐尘、低K值防止吸附突破 |
| 城市/郊区空气质量网络 | Ogawa 或 Analyst | 两者表现接近，选择取决于价格和供货 |
| 背景站/极地超低浓度 | Radiello 或 ALPHA | 超低检出限优势明显 |
| 科研项目（需欧盟标准支持） | Analyst PAS06 | EN 17346 标准有最直接的支持 |
| 大规模网格化监测（百点以上） | Analyst PAS06 | 性价比高、操作简单、培训门槛低 |
6. 常见问题
Q1: 不同采样器的数据可以互相对比吗？
需要谨慎。不同采样器的 K 值、温度修正指数、吸附效率均有差异。在进行跨采样器数据对比时，建议在同一地点进行至少 1 个周期的比对实验，建立本地矫正系数。
Q2: Radiello 的 K 值最大，是否就是最好的？
K 值大 ≠ 更好。高 K 值意味着更低的检出限和更短的暴露时间，但也意味着更大的环境敏感性（尤其是风速）。选型应根据场景需求权衡"灵敏度"和"稳定性"。