主动式扩散管大气采样系统

DELTA（全称Denuder for Long-Term Atmospheric sampling长期大气采样扩散管）是英国生态与水文中心（UKCEH）开发的主动式低流量扩散管大气采样系统，专为长期监测大气中的氨气（NH₃）、铵盐（NH₄⁺）以及多种酸性气体和气溶胶而设计。

主要功能

l核心功能：可长期采集大气活性气体和气溶胶，对样本分析后能得出时间加权平均浓度

l基础应用：长期监测大气中氨气(NH₃)和铵盐(NH₄⁺)浓度

l扩展应用：可扩展采集多种酸性气体（HNO₃、HCl、SO₂）和无机气溶胶（NO₃⁻、SO₄²⁻、Cl⁻、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等）

l适用范围：环境空气质量监测、生态系统影响评估、大气污染来源解析和长期趋势研究

工作原理

扩散分离技术：层流空气通过涂覆化学试剂的扩散管，气体污染物快速扩散并被管壁捕获，而气溶胶粒子则继续通过

两级采样：扩散管壁捕获气态污染物，下游滤膜捕获气溶胶粒子，实现气-粒态污染物的有效分离

精确控制：采用小型气泵维持0.2-0.4 L/min的低速稳定采样速率，高灵敏度干式气体流量计精确测量采样体积

实验室分析：样品采集后，扩散管涂层和滤膜经提取，可通过其他设备如离子色谱或空气片段连续流动分析仪等分析目标物质浓度

系统特点

l主动式采样：需电源（可配风能/太阳能供电系统），提供更稳定的采样流量和更精确的时间积分浓度数据

l长期监测：专为月度或更长周期采样设计，适合捕捉季节性变化

l模块化设计：可根据研究需求灵活配置采样组件，适应不同污染物组合测量

l数据可靠性：广泛应用于英国国家氨气监测网络（NAMN）和酸性气体与气溶胶网络（AGANET）

l维护便捷：短玻璃扩散管设计，便于邮寄更换和实验室处理

左图为DELTA系统监测机箱内的组件明细。中图为DELTA系统在野外采用风能/太阳能供电的安装示例。右图为用于氨/铵测定的采样串配置示例。1. 耐用塑料机箱。2. 采样串支架。3. 采样进气口。4. 采样串加热器插头。5. 气体流量计。6. 转子流量计。7. 泵箱

应用场景

国家/区域监测网络：如UKAIR的NAMN和AGANET网络，提供长期空气质量数据

生态影响评估：研究大气污染物对敏感生态系统（如自然保护区）的影响

源解析研究：通过多参数测量，识别农业、工业等不同污染源的贡献

模型验证：为空气质量模型提供可靠的实测数据支持

主要技术参数：

采样类型：主动式低流量扩散管

适用测量物质：氨气 (NH₃) 和铵盐 (NH₄⁺)。可扩展至酸气体 (NH₃, HNO₃, HCl, SO₂) 和气溶胶 (NH₄⁺, NO₃⁻, SO₄²⁻, Cl⁻, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺)

采样高度：推荐 1.5 米 (地面或植被上方)，需位于开阔区域 (理想情况周围至少 50 米无遮挡)。

扩散管特点：短玻璃扩散管，便于邮寄交换样品

电源需求：24VDC（适配10-30 VDC），可选：12VDC（适配11-13 VDC），可使用风能和太阳能系统供电

能耗：30W，峰值60W

主机外壳（含安装板）：485 x 330 x 196 mm，重量：6kg

采样串支架：850 x 70 mm，重量：1.4kg

海拔：低于2000m

工作温度：-10℃至+40℃

产地：英国UKCEH