什麼是[超本地(Hyperlocal)]空氣品質監測？
設定空氣品質目標，是空氣品質管理的重要基礎步驟，無論是為了滿足監管要求，還是更具前瞻性的健康目標。空氣品質監測使城市能夠：
· 評估與這些目標相關的污染程度；
· 確定污染源和局部熱點；
· 提高公眾意識；
· 執行政策並監督其有效性； 和
· 衡量進展。
城市可以使用單獨的監測點，或連接的感測器網路來評估污染濃度。為了收集本地化的高度數據，城市可以利用空氣污染監測和監視方面的最新進展：從測量全球當地污染情形的遙感和衛星數據，到商用的低成本固定和行動感測器。
本報導建議城市採用具前瞻性的、基於健康的空氣品質目標。它介紹了城市如何開展高密度和有針對性的空氣品質監測，以便為實現這些目標的行動提供資訊，以及如何使用這些數據，來提出令人信服的公共行動案例。
採用世界衛生組織標準作為本地空氣品質目標
設定空氣品質目標很重要，因為它確定了採取行動的必要性，以及所需的行動水準。許多國家和地方政府制定了空氣品質監管標準，但城市應提高其保護公民的企圖心。在還沒有訂定國家標準的國家，城市可以帶頭。這些目標為控制城市控制範圍內的污染源設定了框架，並迫使國家政府，對城市邊界或權限以外的污染源採取行動。
世界衛生組織 (WHO) 制定了關於室外（環境）空氣污染「安全」水準的普遍健康推薦指南。城市應將這些標準作為標準企圖，但可實現的目標，盡快實現。
空氣污染嚴重的城市，可以努力達到世衛組織四項臨時標準之一，以實現短期和長期規劃。然而，沒有「太安全」的空氣這樣的東西 —— 任何程度的污染，都會對暴露在空氣中的人的健康，產生一些負面影響。
世衛組織關於細顆粒物的空氣品質指南
細顆粒物 (PM2.5) 是空氣中直徑為 2.5 微米或更小的小顆粒，以微克每立方米空氣 (μg/m3) 為單位測量。PM2.5 由燃燒或機械過程產生，是最危險的污染物，因為它可以穿透肺部屏障，並進入血液系統。（3S MARKET：PM，英文為 Parliculate matter，意思為空氣中的懸浮物）
空氣安全，PM2.5 年均濃度不超過 5 微克/立方米。每年 3-4 天的 24 小時平均接觸量不應超過 15 μg/m3。
對於距離實現該目標，還有很長一段路要走的城市，建議採用四個臨時目標標準：
· 35 μg/m3 年平均值，75 μg/m3 24 小時平均值。
· 25 μg/m3 年平均值，50 μg/m3 24 小時平均值。
· 15 μg/m3 年平均值，37.5 μg/m3 24 小時平均值。
· 10 μg/m3 年平均值，25 μg/m3 24 小時平均值。
城市還可以對其他污染物採用 WHO 標準，即：
· PM10（直徑 10 微米以下的顆粒物）。
· 地面臭氧（O3，煙霧的主要成分）。
· 二氧化氮（NO2，PM2.5 的重要成分）。
· 二氧化硫 (SO2)。
· 一氧化碳 (CO)。
在此處完整閱讀 WHO 標準。
使用現有的空氣品質數據，了解當前的污染程度，並確定你所在城市空氣品質監測網路中的差距
具有國家空氣品質標準，和監測要求的國家/地區的城市，可以查訪到監管數據。已經進行空氣品質監測的城市，例如大學、非政府組織或公民團體，應該探索已經收集了哪些數據。沒有空氣品質監測器的城市，可以使用衛星和遙感數據，來估計污染程度。
整理監管數據或可以提供，對你所在城市空氣現狀的初步，了解的資源包括：
世界衛生組織的全球環境空氣品質數據庫，提供了國家當局報告的城市級 PM2.5 和 PM10 數據。此數據用於下面的交互式圖表。
OpenAQ 包括全球幾乎所有的監管監控器。由於缺乏監測或公開報告，北美、西歐和中國以外的大部分地區的覆蓋率很低。（3S MARKET：但是中國的數據，通常也是撲朔迷離）
全球空氣狀況提供全球每個國家的國家級年平均空氣品質數據，能夠與其他國家進行比較，這些數據來自地面測量、基於衛星的估計和其他模型。它還提供了有關空氣污染造成的死亡人數的數據。
NASA 衛星從太空觀察空氣污染，提供全球污染的估計值； 該數據是區域性的，但可以讓城市了解相對於標準的污染程度。
國家、地區和地方環境主管部門，經常共享來自他們運行的監測器的數據。案例包括美國環境保護署，或歐盟的歐洲環境署。
這些數據庫可以提供有價值的資訊，從中建立行動案例並告知風險級別，確定重要的本地或區域來源，並為規劃更密集和更有針對性的監測網路提供基礎。
在下方選擇你所在的城市，以查看你所在城市近年來的年平均 PM2.5 濃度（與 WHO 指南 1 相關）。查看我們的空氣品質數據瀏覽器，查看你所在城市的更多空氣品質數據。
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使用高密度和有針對性的監測網路，來評估城市內的污染模式
高密度監測網路，使城市能夠查明和監測當地的排放熱點和來源。它們還允許你追踪改善空氣品質的行動的影響。高密度監控網路的設計，必須考慮傳感器類型的組合、需要的數量，以及它們的放置位置，以響應：
· 該市正在尋求回答的具體問題。例如，你是否需要初步了解空氣品質，來為長期規劃提供資訊，或者需要詳細的即時空氣品質數據，來預測空氣品質事件並採取預防措施？你是否正在衡量目標領域的進展，例如清潔空氣區(Clear Air Zone)？
· 當地污染源和當地污染物排放的密度和模式。
· 人口的位置和密度，包括學童等敏感群體。
· 現有監視器的位置。
· 監控預算。
財政資源有限或剛剛開始本地空氣品質監測的城市，可以佈署過濾器 PM2.5 的儀器，使用被動氣體採樣器，或使用低成本感測器，開始了解污染程度的基本特性。這可以提高公眾對行動的支持，並為更長期的空氣品質監測提供基礎，例如更高密度的監測網路和高品質的參考場景。
希望建立監管監測，以更好地為空氣品質行動提供資訊的城市，可以使用無源監測器或擴散管、低成本固定感測器，和/或行動感測器，來補充核心監管監測網路，以實現更高的空間密度測量。使用這些感測器網路的空氣感測監測，有時被稱為「超本地化」（hyperlocal）監測。讓看不見的東西可見：繪製超本地空氣污染圖，以推動清潔空氣行動的指南，更詳細地解釋了這一點。
擁有先進公民技術環境的城市，或計劃進行重大基礎設施升級的城市，應考慮在其基礎設施中安裝空氣品質感測器。擁有「智慧城市」議程和先進數據管理能力的城市，可以使用多功能感測器測量空氣品質、交通、天氣、噪音和其他因素。
為了保證品質，低成本感測器的高密度網路，必須在可評估感測器性能和執行校準的受控環境中，使用高品質參考設備進行校準。
城市可用於建構高密度監控網路的核心感測器類型有：
· 無源監視器和擴散管。這些是低成本的感測器，可以吸收氣體，然後分析這些氣體以測量暴露期間的污染濃度。他們監控長期平均風險敞口。與下面的其他感測器類型不同，它們不需要電源即可運行，也無法提供即時數據。這意味著它們不能用於對空氣品質事件，採取預防措施。
· 基於過濾器的顆粒物儀器。這些使用泵抽吸空氣，並將顆粒收集到過濾器上。在採樣前後對過濾器進行稱重，以確定空氣中顆粒的濃度。然後對它們進行金屬、化學品和其他化合物分析，以確定排放源。他們監控長期平均風險的破口（exposures）。
· 高品質感測器整合到路燈或長椅等固定基礎設施中，提供高品質和可靠的數據，使城市能夠隨時間收集數據，並繪製趨勢圖。這些感測器通常具有多種用途，可以收集空氣品質數據，以及諸如此類的資訊，如溫度和流量。然而，它們價格昂貴（每個感測器約 5,000 美元），因此城市通常無法高密度安裝它們。
監管（或「參考等級」）監測站。
這些通常佈署在靜態和稀疏網路中。這種高度精確的監控設備可能要花費數萬美元，並且需要大量的基礎設施和訓練有素的人員來操作。城市應參考國家監管指南（如果存在）以獲取有關其佈署的資訊。
芝加哥、聖地亞哥和巴塞隆納佈署安裝在路燈上的智慧感測器網路
2014 年，芝加哥開始在全市範圍內佈署，安裝在路燈上的高品質多用途感測器網路，稱為「物聯網」。他們收集環境數據（溫度、濕度、聲音和其他因素）、空氣品質（多種污染物）、車輛和行人流量，以及其他資訊。芝加哥計劃在全市安裝 500 個感測器。Array of Things 專案已經擴展到美國其他城市，包括底特律、丹佛和西雅圖。
從 2017 年開始，加利福尼亞州的聖地亞哥一直在升級，到帶有嵌入式即時感測器的智慧聯網 LED 路燈，以監測空氣品質、停車、交通和行人數量等。 最終，該市計劃安裝 14,000 盞，帶有 3,200 個感測器節點的智慧路燈，預計每年可為該市節省約 240 萬美元的電費，同時提供有價值的數據。巴塞隆納的照明總體規劃（Lighting Masterplan）採用了類似的策略，佈署了帶有嵌入式空氣品質感測器的智慧照明系統。
· 低成本感測器的範圍，從簡單的單一污染物感測器，到包括通信和氣象監測功能的多污染物設備。它們的價格從 100 美元到 2,000 美元不等，雖然它們在密集網路中，即時空氣品質監測方面具有巨大潛力，但隨著技術和供應商的快速變化，這些感測器正處於發展的早期階段。它們的測量精度低於更複雜的監管級感測器 - 它們通常無法檢測到非常細小的顆粒，讀數可能會受到天氣和其他污染物干擾的影響，它們需要定期校準，並且讀數可能會漂移很長一段時間（數月至數年）。因此，雖然這些感測器可用於測量空氣品質的空間和時間變化，讓城市了解污染程度最高的地點和時間，但它們通常不用於證明遵守法律南海岸空氣品質管理區，透過其感測器測試程序 AQ-SPEC，提供有關單個感測器準確性的最佳資訊來源。美國環境保護署的空氣感測器工具箱（Air Sensor Toolbox），提供了有關如何選擇和使用低成本固定式和便攜式空氣感測器技術，以及了解結果的更多資訊。雖然低成本意味著城市可以投資更多的單位，但安裝、維護和管理大量數據，可能會產生高昂的人力資本成本。
· 行動感測器。其中包括附在移動物體上的監管級和低成本感測器，這些感測器可以測量城市中，一個或多個位置的污染情形。它們可以提供城市空氣品質的快照，而無需投資大量固定感測器 —— 理論上，一個感測器可以繪製整個城市的地圖。透過使用多個長期處於活動狀態的行動感測器（例如安裝在計程車或自行車租用自行車），城市也可以隨著時間的推移追踪趨勢。雖然行動監測已經使用了幾十年，但監測、數據管理和分析方面的最新進展，導致使用行動監測來繪製超本地尺度的空氣污染程度圖。例如，在加利福尼亞州奧克蘭的超本地空氣品質研究的基礎上，倫敦正在使用兩輛配備參考等級監視器的谷歌街景車輛，來創建整個城市空氣品質的詳細地圖（見下方照片）。
倫敦的空氣品質監測網路
倫敦擁有世界上最全面的監控網路之一，由地方當局資助和營運。空氣品質由 140 個監測 NO2 和/或 PM10 的監管級自動站、全市 36 個 PM2.5 監測器，以及每個倫敦行政區 10-20 個 NO2 擴散管持續監測。
2018 年，該市啟動了超本地空氣品質專案 Breathe London，以改善空間和時間監測。現在，這為大倫敦當局 (GLA) 提供了有關當前污染程度的可操作基線數據、辨識熱點、評估敏感地點（特別是學校）附近的情形、評估解決空氣品質問題的政策，並促進公民參與空氣品質。
該倡議在倫敦各地安裝了另外 100 個安裝在路燈上的低成本感測器，用於監測一系列污染物。感測器集中在 2019 年 4 月啟動的超低排放區 (ULEZ，Ultra Low Emmission Zone) 內，同時也填補了現有網路的空白。該計劃還使用了兩輛裝有參考坡度監視器的谷歌街景車，以 1-5 秒的間隔定期測量，並優先考慮 ULEZ 區域。來自監測工作的數據，透過 BreatheLondon.org 網站公開共享。
超本地研究監測站
使用監測數據提出令人信服的公共行動案例，告知公眾風險並追踪清潔空氣目標的進展情況
城市應以易於獲取、有意義和有用的方式向公眾提供空氣品質數據。這可以包括：
· 直接傳達空氣品質更新。透過天氣預報、簡訊提醒，或在火車站、公車站和主要道路沿線的數位看板上，使用通知，就高污染日期和區域，向公眾提供建議。許多城市使用顏色編碼或「紅綠燈」系統，來傳達污染程度，簡單明瞭：綠色表示安全污染程度，紅色表示高污染。這可以幫助對空氣污染敏感的居民採取措施保護自己，例如避免在污染期間戶外運動。
· 透過應用 app 或網站提供即時數據。在網路或應用 app 的平台，使城市能夠傳達即時空氣品質更新，以及有關當地健康影響、全市變化和城市正在採取的行動的資訊。
· 將感測器數據與其他數據配對，以生成有意義的資訊。這包括但不限於健康數據。例如，紐約的空氣品質數據，可透過交互式在線上入口網站，提供給公眾和其他利益相關者，提供社區層面的一系列健康和環境數據（見下列方框圖片）。
· 開展宣傳活動以提高公眾意識。根據你正在尋求的響應或行動來設計活動。例如，倫敦市長的 #CleanAir 運動，伴隨著 ULEZ 的推出，以提高人們對健康風險的認識，從而為行動提供支持。如果你打算讓市民，在高污染日採取具體行動，例如限制駕駛或避免身體活動，請明確說明。
紐約社區空氣調查
在美國紐約市，PM2.5 情形每年導致 2,300 人死亡，和 6,300 人急診就診和住院，其中最貧困的社區受到的影響最大。
紐約市社區空氣調查 (NYCCAS) 計劃，由紐約市衛生與心理衛生部和紐約市立大學皇后學院領導。它監測整個城市的空氣質量，以了解當地的空氣污染源及其變化情況。該調查使用安裝在全市約 100 個地點的，成本較低的被動採樣器，這些採樣器位於重要的當地來源、關注地點（例如交通站點）附近，並確保每個社區區域至少有一個。
監視器不是永久性的；每個季節一次，他們在每個地點收集為期兩週的數據。他們監測一系列污染物。使用統計模型分析數據，該模型估計監測點附近污染物情形和來源活動之間的關聯。然後，該模型會估算整個城市各個地點的平均污染程度。調查收集的數據透過地圖、年度報告和環境與健康數據入口網站向公眾開放。數據按社區呈現，用戶可以下載客製化的數據集，或有關空氣品質和健康的精選報告，將選定的社區與城市其他地區進行比較（如下圖所示的東哈林區）。
隨著時間的推移，東哈萊姆區的室外空氣污染物，相對於其他社區，以及地圖上的年平均值 20
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