Gli scienziati stanno lavorando per trovare modi per monitorare l'ammoniaca, una specie sempre più comune nell'atmosfera strettamente legata all'eutrofizzazione dell'acqua, acidità del suolo, e perdita di biodiversità. Ma misurare l'ammoniaca non è facile perché l'ammoniaca può cambiare rapidamente da gas a particelle nell'aria.

Sebbene esistano metodi accurati per determinare l'ammoniaca in laboratorio con l'ausilio di una pompa, sono inadatti per misurazioni a lungo termine e per indagini su larga scala sul campo, a causa del costo, soprattutto in termini di manodopera, e la necessità di alimentazione costante.

Per superare queste carenze, è stato sviluppato un metodo alternativo per raccogliere l'ammoniaca dall'atmosfera senza l'ausilio di una pompa. Il metodo è chiamato campionamento passivo, a differenza dei metodi precedenti che utilizzano una pompa. Può fornire uno strumento semplice ed economico per il monitoraggio dell'ammoniaca senza necessità di alimentazione.

Però, in uno studio pubblicato su Ricerca atmosferica il 3 maggio gli scienziati hanno testato tre campioni passivi utilizzati nella raccolta dell'ammoniaca, e ha scoperto che le concentrazioni di ammoniaca erano tutte soggette a bassa distorsione (13,4-27,5%), confrontato con un metodo di riferimento standard che utilizza una pompa per aspirare aria in un campionatore attivo.

Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno utilizzato la teoria classica della legge di Fick per rivisitare la portata effettiva di quanta ammoniaca si diffonderà su un filtro rivestito di acido alloggiato nelle custodie protettive dei campionatori passivi.

Il flusso teorico è stato poi corretto per temperatura e pressione con osservazioni locali durante la campagna di campionamento nell'area urbana di Pechino.

"Abbiamo riscontrato che la portata di campionamento effettiva dei campionatori passivi era inferiore al valore nominale fornito dal produttore, " ha affermato Yuepeng Pan dell'Istituto di fisica atmosferica (IAP) dell'Accademia cinese delle scienze, autore principale dello studio. "La frequenza di campionamento effettiva imprecisa nei campionatori di raccolta passiva è stata suggerita come il risultato di fattori di correzione del trasferimento di massa errati che non sono stati ben considerati dal produttore".

Mentre in precedenza era stata segnalata la sottostima delle concentrazioni di ammoniaca da parte dei campionatori passivi, le composizioni isotopiche dell'ammoniaca ( ¹⁵ N/ ¹⁴ N) raccolti da campionatori passivi erano senza dubbio sorprendentemente inferiori al metodo di riferimento attivo, con una grande differenza di 15,4‰ nell'indagine sul campo della Pechino urbana.

Prima di questo studio, gli scienziati avevano poca fiducia nel dire quali dati, raccolti da campionatori passivi o attivi, sono più adatti a caratterizzare la composizione dell'isotopo di ammoniaca. Ma ora il basso bias può essere corretto aggiungendo 15,4‰ al valore delle composizioni isotopiche di ammoniaca ottenute da campionatori passivi in ​​studi precedenti.

"Il grande offset di 15,4‰ era dovuto a un effetto isotopico di diffusione tra l'isotopo di ammoniaca leggera ( ¹⁴ N) e isotopo pesante dell'ammoniaca ( ¹⁵ N), guidato da differenze di massa relative (un grammo per mole), " ha detto Pan. "Credo che questo studio offra un approccio più solido alla caratterizzazione delle fonti di ammoniaca e quindi migliori la nostra capacità di quantificare quali emissioni potrebbero influenzare l'aumento dell'ammoniaca in futuro".