Les scientifiques s'efforcent de trouver des moyens de surveiller l'ammoniac, une espèce de plus en plus répandue dans l'atmosphère, étroitement liée à l'eutrophisation de l'eau, acidité du sol, et la perte de biodiversité. Mais mesurer l'ammoniac n'est pas facile car l'ammoniac peut changer rapidement de gaz en particules dans l'air.

Bien qu'il existe des méthodes précises pour déterminer l'ammoniac en laboratoire à l'aide d'une pompe, ils sont inadaptés aux mesures à long terme et aux relevés à grande échelle sur le terrain, en raison du coût, notamment en termes d'effectifs, et la nécessité d'une alimentation électrique constante.

Pour pallier ces lacunes, une méthode alternative a été développée pour collecter l'ammoniac de l'atmosphère sans l'aide d'une pompe. La méthode est appelée échantillonnage passif, contrairement aux méthodes précédentes utilisant une pompe. Il peut fournir un outil simple et rentable pour surveiller l'ammoniac sans besoin d'électricité.

Cependant, dans une étude publiée dans Recherche atmosphérique le 3 mai, les scientifiques ont testé trois échantillons passifs utilisés dans la collecte d'ammoniac, et a constaté que les concentrations d'ammoniac étaient toutes sujettes à un faible biais (13,4-27,5 %), par rapport à une méthode de référence standard utilisant une pompe pour aspirer de l'air dans un échantillonneur actif.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont utilisé la théorie classique de la loi de Fick pour revoir le débit effectif de la quantité d'ammoniac diffusée sur un filtre enduit d'acide logé dans les boîtiers de protection des échantillonneurs passifs.

Le débit théorique a ensuite été corrigé en température et en pression avec des observations locales lors de la campagne d'échantillonnage dans la ville de Pékin.

« Nous avons constaté que le débit d'échantillonnage effectif des échantillonneurs passifs était tous inférieur à la valeur nominale fournie par le fabricant, " a déclaré Yuepeng Pan de l'Institut de physique atmosphérique (IAP) de l'Académie chinoise des sciences, auteur principal de l'étude. "Le taux d'échantillonnage effectif inexact dans les échantillonneurs passifs a été suggéré comme étant le résultat de facteurs de correction de transfert de masse incorrects qui n'ont pas été bien pris en compte par le fabricant."

Alors que la sous-estimation des concentrations d'ammoniac par les échantillonneurs passifs avait déjà été signalée, les compositions isotopiques de l'ammoniac ( ¹⁵ N/ ¹⁴ N) collectées par des échantillonneurs passifs étaient sans doute plus faibles que la méthode de référence active, avec une grande différence de 15,4‰ dans l'enquête sur le terrain de Pékin urbain.

Avant cette étude, les scientifiques avaient peu de confiance pour dire quelles données – recueillies par des échantillonneurs passifs ou actifs – sont les plus appropriées pour caractériser la composition isotopique de l'ammoniac. Mais maintenant, le faible biais peut être corrigé en ajoutant 15,4 à la valeur des compositions isotopiques de l'ammoniac obtenues à partir des échantillonneurs passifs dans les études précédentes.

"Le grand décalage de 15,4 était dû à un effet isotopique de diffusion entre l'isotope léger d'ammoniac ( ¹⁴ N) et l'isotope lourd de l'ammoniac ( ¹⁵ N), entraîné par des différences de masse relative (un gramme par mole), " a déclaré Pan. "Je crois que cette étude offre une meilleure maîtrise de la caractérisation des sources d'ammoniac et améliore donc notre capacité à quantifier les émissions susceptibles d'affecter l'augmentation de l'ammoniac à l'avenir. "