空氣品質微型感測之優點與挑戰

運用空氣品質微型感測器，除在提高空氣品質資料之空間與時間解析度，彌補 既有固定式專業測站不足之處外，尚有其他用途及正面影響。首先，微型感測器可 提供民眾日常生活區域之室內外空氣品質數據，使民眾意識到空氣污染現象，並主 動進一步瞭解空氣污染問題之成因及影響（例如是誰在排放哪些化學物質？空氣 污染從何而來又為何而生？對社區環境及個人健康有何風險及影響？），有助於提 升社區參與及社區意識（Borghi et al., 2017: 12; Gabrys, 2017b; O’Rourke & Macey, 2003: 398-399; Snyder et al., 2013: 11373-11374; The Crowd & The Cloud, 2017; 周桂 田等主編，2018：53）。

其次，由於微型感測器所提供之數據相較於既有固定式專業測站，有較高空間 與時間解析度，因而較貼近個別民眾之日常生活，對民眾較有感也有較高之參考價 值 ， 亦 可 供 發 展 污 染 物 擴 散 模 型 或 進 行 預 測 （Broday & Citi-Sense Project Collaborators, 2017: 2; Gabrys, 2017a: 15-16）；且因空氣污染可能造成慢性病，若進 一步結合諸如智慧型手機、GPS、APP、雲端運算、生理感測器（如測量心率、血 氧等）等科技，可連結個別民眾之空氣污染物暴露量及其健康狀態，長期之監測數 據可供醫療、公共衛生甚至是訴訟使用（Gabrys, 2017b: 172, 181-182; Hu et al., 2016:

1448; Snyder et al., 2013）。

最後，在掌握數據及瞭解相關知識後，民眾不再只是無助之受害者，而具有論 述依據及能力，可積極地改變自身、產生污染之企業及政府之行為，以降低空氣污 染及其所帶來之損害。就改變自身行為而言，可嘗試減少在戶外活動之時間或移動 時改採替代路線，以減少個人對空氣污染之暴露時間及暴露量（Gabrys, 2017a: 15）。 但若要從根本解決空氣污染問題，仍需從污染源本身著手進行污染減量，改變政府 政策及產生污染之企業之行為，例如以微型感測器所蒐集到之資料為基礎，讓公部 門及產生污染之企業感到受監督與課責之壓力，促成其與社區三方對話。公部門可 能為確保資料品質而採取更進一步之採樣，或研究空氣污染對民眾健康之影響，或

調整空氣品質監測策略及相關政策；而企業則可能採取污染減量措施或睦鄰政策

（Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2016; Gabrys, J. 2017b: 185-186;

O’Rourke & Macey, 2003: 398-404; 周桂田等主編，2018：53）。

儘管微型感測有以上諸多好處，但其所受最大挑戰在於其有無適當之品質保 證（Quality Assurance, QA）及品質控制（Quality Control, QC）機制，以確保所測 得數據之資料品質（如精密度（precision）及準確度（accuracy）等）。¹⁶隨著微型 感測器之普及，公部門及學界之廣為關注其測量原理、取樣工具與方法、使用方式、

是否經過校準及在實驗室與實地不同環境下之績效表現有何差異等議題，甚至有 污染者會質疑測量者本身所持立場將使數據有所偏誤，而嘗試貶低該數據之價值

（Borghi et al., 2017: 12; Borrego et al., 2016; Broday & Citi-Sense Project Collaborators, 2017; Castell et al., 2017; Fishbain et al., 2016; Gabrys, 2017b; Gabrys et al., 2016: 1-2;

Gerboles et al., 2017; Muller et al., 2015: 3194-3197; O’Rourke & Macey, 2003: 399-403; Snyder et al, 2013: 11374; Yi et al., 2015: 31397-31399）。舉例來說，「歐洲空氣 污染控制和環境可持續性新感測技術網絡」（European Network on New Sensing Technologies for Air-Pollution Control and Environmental Sustainability, EuNetAir）於 2014 年曾衡量 27 種微型感測器所測得數據與依據參考方法及儀器所測得數據之 間之相關係數（R²），發現微型感測器較能精準衡量臭氧（R²可達 0.77）、一氧化 碳（R²可達0.87）、一氧化氮（R²可達0.80）及二氧化氮（R²可達0.89）等 4 種氣 體之濃度，而微型感測器所測得之二氧化硫（R²最高者僅0.20）、PM2.5（R²最高者 僅0.27）及 PM10（R²最高者僅0.36）數據與依據參考方法及儀器所測得數據之相 關係數則偏低（Borrego et al., 2016）。事實上，針對空氣品質微型感測器資料品質 之問題，我國環保署以2018 年 4 月 10 日環署資字第 1070027208 號公告，委託財 團法人工業技術研究院（以下簡稱工研院），辦理空氣品質感測裝置性能測試驗證 作業，即工研院受理市售微型感測器廠商申請，將市售感測器與美國聯邦參考方法

16 依據我國環保署「品質保證作業規範」之定義，精密度係指「指一組重覆分析其測定值間相符 的程度」，而準確度係指「一測定值或一組測定值之平均值與真實值接近的程度」。

doi:10.6342/NTU201802321

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（Federal Reference Methods, FRM ）及美 國聯邦 等效 方法（ Federal Equivalent Methods, FEM）進行平行比對（空氣品質感測器測試服務平臺，2018）。不論如何，

或許微型感測器所測得資料難以用來做法律上之主張或作為開罰依據，但卻可能 是足以引起關注、揭發某些污染事件正進行中、開啟對話或爭取更多投注於環境監 測上資源之「夠好的」（just good enough）資料（Borrego et al., 2016: 247; Gabrys, 2017a: 16; Gabrys et al., 2016: 2）。

除了資料品質之外，微型感測器亦應確保其供電穩定、資料傳輸可靠避免「丟 包」（packet loss）、耐用（例如避免因潮濕而短路）、機動性、維護之可行性，及是 否有擴充和調整軟硬體之彈性以因應感測目標之調整（Othman & Shazali, 2012; Yi et al., 2015: 31421）。綜合本章第一節及第三節所述，專業空氣品質測站與微型感測