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PM2.5 现形记:1,000 个小盒子完成不可能的任务

PM2.5 现形记:1,000 个小盒子完成不可能的任务

锋面移动可从卫星云图看到,细悬浮微粒 PM2.5 扩散路径也可以看见吗?答案是肯定的。藉着全台 1 千多个手掌大小的微型空气品质监测器,24 小时不断侦测并传回 PM2.5 的浓度变化,PM2.5 在台湾几乎可说是无所遁形。

台湾拥有全球第一密集的微型空品监测点,这并非是虚荣的头衔。因为够密集,才能完整抓得住 PM2.5 移动跟扩散的轨迹(注 1)。而成就这项计画的,不是靠一个单位或是一笔资金。这是政府、企业、民间、研究单位主动投入,有钱出钱、有力出力的成果。从仪器研发、设置、资料公开、收集、监测与分析,处处可见这样独一无二的合作模式,这是件更值得自豪的事。

PM2.5 现形记:1,000 个小盒子完成不可能的任务

 2017 年 1 月 30 日境外雾霾来袭时全台的 PM2.5 变化。上图左为 9:15am,中为 10:35am,右为 11:55am;下图左为 1:15pm,中为 2:35pm,右为 4:35pm。

民间企业政府齐努力  完成台湾上千台微型监测器布点

引入微型空气品质监测器的想法起于 2015 年。当时立法委员强力抨击国内交通空品测站不足,环保署即回应国外已发展出小型空品监测设备,国内正着手採购。同年 8 月,民间社群 LASS(Location Aware Sensing System,开源公益环境感测网路)的创办人之一许武龙(哈爸)也以手作方式组装微型监测器,并将硬软体资料全部公开,鼓励更多人加入。

哈爸立志要完成全台设置 1 千台的目标,但拥有自组仪器专业的人有限,原本以为只能缓步前进的速度,这时出现意外的助力:企业伙伴「讯舟科技」的加入。

成立于 1986 年的讯舟科技(Edimax)主要产品是网路通讯设备。讯舟科技品牌事业处经理廖炎秋表示,2016 年适逢公司创立 30 週年,公司决定以企业社会责任结合公益活动做为社庆活动核心,为品牌立下一个重要里程碑。经讨论过后,决定将旗下的 1,300 多台微型空品监测器──讯舟空气盒子(airbox)捐赠给协助布点与推广环境教育的五都市政府。

从台北市开始、高雄、新北、台中、台南等地方政府陆续加入计画,将空气盒子安装至县市内的各公立小学。在各界通力合作下,台湾在一年之内完成全球最大的 PM2.5 环境感测平台。

一台为别人而生的仪器  分享监测资料全民共享

如果微型空品监测器只是一台放在室内监测空气、并显示数据的仪器,那它或许不会受到如此注目,也不具备公益性。台湾微型空品监测计画在建构之初就定下一个长远的方向:资料公开。亦即监测器放在室外,并且数据完全公开上网,让每个微型监测器化身为一个为众人服务的小测站。

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 几种常见具资料公开并上传功能的微型空品检测器:左上/左下:LASS。 右上:中研院 MAPS。 右下:讯舟空气盒子。

LASS 创办人之一、也是微型空品监测计画重要核心成员,中研院资讯科学研究所副研究员陈伶志说明,「因为资料都是公开的,所以,当我在南港装一台监测器,那任何人都可以知道南港的空气品质;当你在台中装一台监测器,我要去台中前,也可知道当地的空气品质。换句话说,就是大家各自贡献资料,互相帮忙。」

看上这计画强大的可能性与公益性,民间力量迫不及待加入,台中原乡文化协会总干事江庆洲就是其中之一。当政府还在质疑微型空器监测器的稳定性与正确度时,他已经找上讯舟科技谈团购,一次就买一百台。他成立 Facebook 社群「自己的空气自己测──台中原点!台中空气盒子认养计划」,号召台中民众一起购买空气盒子,100 台盒子迅速认养一空。

江庆洲的计画是认养而不是团购,他说,因为每个空气盒子都是一个珍贵的公共财,肩负让台中人看到台中空气品质的任务。所以他一一向认养人解释,并再三要求认养人必须把仪器装在室外,并在 Facebook 社群分享使用或观察的心得,确保每台监测器发挥最大效益。

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 2016 年 7 月 LASS 使用者与开发者大会。

1 千个盒子 24 小时监测  PM2.5 动态现形

仪器设备逐渐上路的同时,数据收集、分析、监测等工作也伴随展开。民众最需要的数据呈现由民间团体 g0v(零时政府)的网路专家主动完成,只要连上 g0v 零时空污观测网,就可看到最即时的全台空品资讯(注 2)。

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 左为全台微型测站侦测值,右为高雄地区监测值放大图。疑似放置于室内或靠近污然源的监测器以特殊符号显示。

民众的热情是计画的活力来源。有些民众养成习惯出门前先看一下附近微型测站的测值,有些则会不时监看各地的异常数据,是庙会活动还是工厂深夜排放污染?是仪器故障还是安装地点有误?这些都是网路社群「PM2.5 开放资料:社群协同分析平台」相互讨论与解惑的热门话题。

想进一步研究的人也可轻易取得原始监测数据。陈伶志就曾以此分析庙会、风向、雨势与空污的关係。他以 1 千多个微型测站为基础,往外扩张推估出附近 10 公里範围,加上测站每 5 分钟传回的新资料。监测资料从点扩展到面,再延伸时间轴。于是,PM2.5 的浓度变化、影响时间、扩散路径楚呈现。

过去大众只能模糊理解的「中国雾霾袭台,全台空品恶化」,现在透过动态图上,变成红色、紫色範围一路往南移动的轨迹。陈伶志分析后发现,中国雾霾并不会造成全天紫爆。许多地方在雾霾离开后 PM2.5 值持续偏高,其实是本地雾霾的影响。

「境外雾霾的影响是会随时间递减,影响高峰可能是一个小时 20%,之后剩下 5%,但没有人曾这幺说过,因为过去数据不足。」

目前微型空品测站布点尚未完整。新竹、苗栗、屏东一代以及屏东都因测站不足而资料空白。东部与中央山脉则因空品状况佳,没有紧急需求。另外,许多使用者可能不了解空气盒子背后的真正用途而装设在室内,「请大家务必装在室外」,陈伶志再三强调。

反映地区性即时状况  微型测站与官方测站相辅相成

微型空品测站虽广受支持,长久以来也伴随许多批评。跟动辄 400 万、500 万的交通空品测站相比,3 千、4 千元的小盒子準确吗?没有严谨的品管及校正、设置环境标準不一,测值具参考性吗?这些阴影挥之不去。但是,台中空气盒子认养计划认养人、主妇联盟台中分会副会长许心欣并不这幺想。

许心欣比较几个常用网站,她指出,环保署的即时空气品质指标 AQI 提供的是长时间的平均值(注3),在数值飙高时无法即时反应;网站 PM2.5 全台即时概况引用官方提供的 PM2.5 每小时数值,优点是每小时即时显示,限制在于官方仅有 76 个测站,对距离远的民众参考价值不高。微型空品测站属在地型,优点在反映地区性、临时性的问题。对面的庙一烧金纸,空气盒子数值马上飙高,民众就可以立即关窗并打开空气清净机。

「官方说这只是地区性现象,不代表空品的普遍状况,但对我们来讲,它就很有参考价值啊!」许心欣说。

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 2017 年 2 月 4 日夜晚至 5 日凌晨「天公生」台中的 PM2.5 变化。左为 4 日 11:20pm,中为 5 日 12:20am,右为 5 日 2:00am,大约凌晨 2 点过后影响逐渐减少。

官方测站为裁罚与管制的标準,在精準度上的要求比民间微型测站高很多,但许心欣认为两者并不冲突,而是相辅相成。以今年 1 月 3 日环保署以仪器故障为由而将仑背测站异常飙高 PM10 测值删除的事件为例,如果周遭有民间测站资料相佐证(注 4),就能发挥平行监测的作用,环保署也不致百口莫辩,被质疑是蓄意掩盖空品不佳证据。

记取失败经验  台湾空品监测成功吸引产、官、学与民众投入

一年多来,在没有政府经费大量挹注的情况下,民间微型空品监测站迅速崛起。学术界、教育界、网路社群、政府、企业、民众自发性的投入与参与,要用遍布台湾的小测站找出空品恶化的原因。

廖炎秋说,台湾不是第一个发起空品监测计画的国家,但类似计画常因缺乏追蹤、观察与数据开放,最后乏人问津而收场。记取这些经验,台湾在产官学界合作与民众参与上都形成很正面的生态,企业也从中了解民众需求并提升研发能力。

PM2.5 现形记:1,000 个小盒子完成不可能的任务

 民间自行安装在户外的空气盒子。

江庆洲谦虚的说,民间只是善尽小螺丝的责任,努力的维持微型测站上线运作,后续还是要仰赖环境工程师与研究人员的分析。他也感谢企业不计商业考量,大方把民间 LASS 资料纳入 App。

看到计画深入民众的日常习惯,陈伶志对计画的未来乐观看待,「大家已经习惯它,它成为一个生态系。全世界只有台湾做到这一点。」

注 1: 全台及台北、台中、台南内插图动画可见 PM2.5 开放资料入口网站。注 2: 除 g0v 外,其他网站、App 也开始陆续提供不同类型的资料呈现。请参见 FAQ – PM2.5 开放资料:社群协同分析。注 3: AQI 共参考 6 项污染物。以 PM2.5 为例,计算公式为前 12 小时平均 + 0.5 × 前 4 小时平均。注 4: 部分旧版空气盒子未监测 PM10,但新版空气盒子跟部分微型监测器机型都能监测 PM10。   
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