近日，中科院大气物理研究所、中科院沈阳应用生态研究所等单位合作，对欧洲、美国和中国广泛使用的被动采样器开展了适用性评估。结果显示，ALPHA、Analyst和Radiello这3种被动采样器得到的氨同位素具有一致性，但它们的采样结果都显著低于扩散管主动采样系统。这一结果提示氨气同位素分子扩散引起了氮同位素分馏效应。相关研究成果在线发表于《大气研究》。
近年来，我国大气中硝酸盐浓度居高不下。为进一步改善空气质量，中国开始实施氨减排。为了揭示大气氨浓度变化及其来源规律，基于扩散吸附原理的被动采样器被广泛用于大气氨浓度测量中，并成为全球大气氨观测网络的标配。然而，被动采样器表征大气氨同位素的可靠性一直是个国际难题。
进一步理论计算发现，由于轻同位素和重同位素分子量不同，它们在空气中扩散的速率也不同，这造成了氨同位素的分馏，导致重同位素含量降低了17.7‰，这与在北京实际大气中观测到的下降15.4‰的差异非常接近。
研究人员认为，校正气体分子扩散中的同位素分馏效应将大幅提升被动采样测量数据的可靠性，促进被动采样器在气态污染物同位素溯源研究中更广泛应用。