本发明公开了一种水体自由态污染物被动采样装置及采样方法。采样装置由不锈钢保护腔体、水流方向舵、吸附相模块、水环境参数监测传感器、流量计、GPRS信号传输器、浮标、铁锚等构件组成。将采样装置安置在受试水体或水层,采样装置可自行根据水流方向调整进水口,水流经过采样装置,吸附相模块被动采集目标污染物,传感器组和流量计实时监测水体环境参数和流量并远程传输与研究人员的服务器中,以便做出相应的反馈,采样结束后获取吸附相中的材料,经过相应的洗脱、净化和浓缩和上机测试流程,结合水环境参数和流量,通过模型计算获得受试水体中目标污染物自由态的浓度。