這些背背包的鴿子在倫敦上空巡邏。Pigeon Air Patrol計劃

 

一種監(jiān)控倫敦空氣污染的新方法已經(jīng)起開啟。Pigeon Air Patrol計劃由一群分散的長著翅膀的“科學家”，和包含可以測量二氧化氮和其他一些污染物濃度的傳感器背包組成。

這僅僅只是近期那些使用低成本的小型空氣質(zhì)量傳感器的備受公眾矚目的科學計劃的其中一項（不是所有計劃都是將傳感器綁在鴿子上）。如果媒體炒作是可相信的話，那從倫敦到舊金山的初創(chuàng)公司們現(xiàn)在都會使用這些傳感器來對人們實際生活和工作的城市提供空氣污染水平的情況。

這個計劃的終極目標是創(chuàng)建信息民主化，更好地向公眾提供信息，并讓他們自己做出決定，養(yǎng)成能盡量減少空氣污染傷害的生活方式——同時對當?shù)卣�府施加信息壓力，敦促他們凈化居民所呼吸的空氣�?/span>

當你考慮到英國空氣質(zhì)量每年會造成超過30,000人過早死亡時，就會發(fā)現(xiàn)這一檢測方法的出現(xiàn)其實是一條大新聞。

英國政府目前投入大量的資金用于檢測周圍150個空氣質(zhì)量監(jiān)控站點的實時空氣污染，在這些站點有訓練有素的人員操作著價格高昂的、高科技的儀器。這些站點每年都要投入數(shù)百萬英鎊，而倘若一群鴿子就能用少得多的資金提供更高密度的測量，那么上述人工和資金的大量消耗又時何苦呢？

大氣學家們熱衷于使用他們的小工具并且投入大量的時間和金錢來開發(fā)和運行的新設(shè)備用于測量大氣的化學成分。但他們很少會擁護這樣的傳感器革命——甚至很少會在科學文獻中公布他們的數(shù)據(jù)。

盡管眾籌已經(jīng)帶來了用戶友好型手機app，智能網(wǎng)頁和大量媒體報道，然而幾乎沒有證據(jù)可以證明這項新監(jiān)控技術(shù)——在鴿子或其他什么身上綁定傳感器——可以提供現(xiàn)實大氣的準確測量數(shù)據(jù)。人們一直假設(shè)可這項技術(shù)的測量結(jié)果是正確的——然后幾乎沒幾個人有方法去驗證其真?zhèn)巍?/span>

 

突發(fā)奇想

我們已經(jīng)在Wolfson大氣化學實驗室花費了整整一年以研究上述這些低成本的空氣檢測傳感器表現(xiàn)如何，最終得到一個有趣的結(jié)果：當你使用來自于這些傳感器的數(shù)據(jù)時，你確實得十分謹慎。

我們將不同的傳感器放置于在現(xiàn)實狀況中可能遇到的多種化學物質(zhì)和環(huán)境里，并且將取得的數(shù)據(jù)與更為成熟的技術(shù)取得的數(shù)據(jù)相比較。大多數(shù)傳感器可以檢測到它們被用于設(shè)計檢測的化學物，并且在校準后可以在短時間的可控實驗室試驗中監(jiān)測現(xiàn)實的環(huán)境濃度。但我們還發(fā)現(xiàn)許多這樣的傳感器也會對其他一些污染物進行檢測，由此這些污染物可能會干擾設(shè)備和從而提供不正確的檢測數(shù)據(jù)。

我們還發(fā)現(xiàn)傳感器的檢測數(shù)據(jù)之間存在較大的差異：20個一模一樣的商業(yè)空氣質(zhì)量傳感器單元一起運行了兩周，其反饋的污染數(shù)量的誤差卻高達10倍。

總的來說，我們的結(jié)果表明：一些低成本的傳感器反饋回來的數(shù)據(jù)結(jié)果并不準確——經(jīng)常會報告比現(xiàn)實更嚴重的污染程度——或者在某些情況下它就完全是錯的。

 

作為一個大氣化學家，我的職業(yè)生涯幾乎都是花費在構(gòu)建和測試用于檢測大氣化學物的設(shè)備上，所以對于這樣的結(jié)果并不驚訝。我們的大氣是一個非常復雜的混合體，當中污染物濃度實際非常低。舉個例子，如今歐盟對二氧化氮濃度的空氣質(zhì)量規(guī)范大約是每10億分之20。

大氣測量技術(shù)不斷完善和微型化，但在過去幾十年里改進一直是循序漸進的。在我看來，這項新的使用空氣污染傳感器的方式其實是想嘗試大踏步一蹴而就。

上述這些僅僅是一個優(yōu)秀科學家對于公眾進入研究領(lǐng)域的控訴嗎？也許這些傳感器只是好玩？當然一切都取決于數(shù)據(jù)的使用方式。如果目的僅僅是讓公眾對此引起重視，那或許數(shù)據(jù)質(zhì)量是沒什么大不了的事。但如果是哮喘病人使用當?shù)貍鞲衅髯x數(shù)來決定用藥，那這類數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響就極為嚴重了？

如果由于傳感器的高污染警告把你家門外的馬路封閉了，你一定會希望這是根據(jù)現(xiàn)有的最準確的數(shù)據(jù)而做出的決定。在許多發(fā)展中國家，低成本的傳感器正取代昂貴的傳統(tǒng)監(jiān)測器被安裝，用于監(jiān)測慢性空氣污染問題。不過，在這些地方的投資和政策是不是只看到了這些技術(shù)的優(yōu)勢而忽視其缺點呢？即使是聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署也已經(jīng)推薦這些低成本的污染傳感器的使用，但從未發(fā)表現(xiàn)實的世界數(shù)據(jù)來證明這些傳感器的工作是正確的。

如果我們能夠少些炒作，這些傳感器系統(tǒng)在了解人類身處的環(huán)境、管理減排和有效的支持政策上或許真的會有不可預估的潛力。毫無疑問，這些傳感器在某種意義上起到了作用，但就像所有的測量科學一樣，任何技術(shù)和方法都需要先在實驗室檢驗，目的是為了了解這項技術(shù)在我們復雜的大氣環(huán)境中表現(xiàn)如何。不過分關(guān)注網(wǎng)頁和app，而轉(zhuǎn)向重視性能和準確度，最終才會解決這當中的一些問題。