呼吸道健康守護者!偉大母愛讓教授催生新科學:微型空品感測器

環境健康識能(Environmental health literacy ; EHL)是一新興的環境、健康和科學傳播次領域,它牽涉到環境議題、環境健康科學(EHS)、健康識能、風險溝通和安全文化等研究領域。基於各領域貢獻之多元視野,環境健康識能指的是人們尋找、理解、評估和應用環境、健康相關資訊來做出保護環境和減少健康風險的選擇。這使得民眾能因而進一步獲得改善生活和保護環境所需的能力。

科技創新與人文關懷─空氣品質微型感測器

埔里是位於台灣中心點的美麗鄉鎮;在好山好水之外,埔里的空氣品質,也在社區民眾的共同關注下,逐漸地改善。這其中部份貢獻來自於一群幕後英雄的努力,這群科學人開發、布建及推展了「空氣品質微型感測器物聯網」的應用;使得科技創新,實踐了人文意涵和在地關懷,也提昇了埔里當地民眾的環境健康識能。

國立暨南國際大學資訊管理學系教授戴榮賦,回憶起自己的團隊投入研發空品微型感測器物聯網的背景,他指出,大約在 2014 年的時候,埔里鎮的居民意識到埔里空品變化,似乎跟 PM2.5 (細懸浮微粒)有關, 地方上的媽媽們仔細地去觀察一些數據,也去觀察小孩子的反應,發現到兩者之間似乎存在著很高的關係。這樣的訊息傳到了暨南大學,引發其研究團隊想到一個解決方法,就是開發空氣品質微型感測器物聯網,來補充、擴展環保署監測站照看不到的角落。雖然微型感測器非法定監測設施,但它能幫助民眾觀察生活週遭近處的 PM2.5 空氣品質的即時變化趨勢。物聯網扮演著輔助觀測的角色,提供生活近處的參考數據,希望能與環保署測站相輔相成。

「埔里志工媽媽們、或是居民們自主地關心 PM2.5,形成公民意識和公民的力量,這是很令人感佩的。」「媽媽們發起這個行動的原因是什麼?我在想應該就是母愛。因為她們很關心自己的小孩,關心自己的下一代,所以她們不計一切勇敢地站出來,要求大家正視這個問題。」戴榮賦說,他自己本身原本的研究取向,是有關於眼球追蹤跟腦波偵測,因為收到了埔里志工媽媽們發的傳單,才開始參與了地方上關心空氣品質的相關行動。

暨南大學水沙連人社中心黃資媛亦指出,從 2015 年開始,該中心就跟埔里 PM2.5 空污減量自救會合作,推動一系列的環境教育宣導,自救會的媽媽們會到小學、國中等學校去做簡報式的宣導,後來也嘗試做大型的活動,像是園遊會、市集等的擺攤,因之發展了一系列遊戲式的教具、教材,讓小朋友可以寓教於樂,從做中學。例如用卡片,讓小朋友了解什麼是 PM2.5,也以各式的教具讓他們知道眾多的空污來源,並介紹環保署推動的空氣品質(AQI)指標。當學校升空污旗時,小朋友就能分辨旗幟的顏色分別代表的意義,和當時空氣品質的情況。比方敏感族群,看到橘色旗要特別留意,看到紅色旗的時候,基本大家要盡量在室內,並配戴口罩等。

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戴榮賦的研究團隊開發出的微型感測器分兩種,一種是行動式的,小型化並且可結合手機的 App,民眾可以帶著到各個場域去了解空氣品質的情況,應用上具彈性且更貼近污染源。另一種是固定式的,其布建的高度多配合民眾的活動範圍,設置在 2、3 公尺高處;地點的選擇,則多數選擇於國小進行布建。PM2.5 主要的敏感族群是老人家跟小朋友,把微型感測器布建在國小的好處是直接接觸到敏感族群,讓校園的小朋友知道進出的空氣品質,也讓學校有參考值可採取相關行動。以日前草屯鎮垃圾轉運暫置場凌晨起火燃燒為例,鄰近的草屯國小因設有固定式微型感測器,就能夠持續關注空氣品質變化,並且適時因應,讓學生戴上口罩,與即時調整學生健康照護方式。

戴榮賦認為,草屯國小應用微型感測器即時調整對學生的健康照護,是很好的環境意識教育的例子。他指出,環保署的空品監測站扮演的角色就像是警察局,微型感測器扮演的就好像是派駐到各個街頭巷尾的崗哨,崗哨發現到附近的空品變化,就可以搭配環保署監測站的數值進行研判。

本圖取自受訪者戴榮賦教授建置之環境教育網路資訊

為了提昇民眾的環境識能和對空污的意識,戴榮賦的研究團隊以其研發的微型感測器,發展出一個簡單的準實驗,以增進民眾對 PM2.5 的量感,亦即以燃燒非常少量的物品,並用微型感測器去測量,以顯示即便少量燃燒都會造成 PM2.5 指數升高。當民眾對空污有量感,就會知道如何避免,以及如何減量來保護周遭民眾的健康。

戴榮賦研發的行動式微型感測器也得到了地方上民眾的支持,給予了其鼓勵。他表示,2019 年埔里鎮有一家很有名的爌肉飯。其創辦人李老先生先仙逝的時候就捐了一筆錢,希望他製作一些微型感測器設備,給民眾義務的使用,以嘉惠後代子孫。而這個微型感測器特別的地方是外觀是木盒的設計,並採用了台灣古厝的元素,設計出類似古式窗格的樣式,反映了在地和本土的文化意涵。戴榮賦指出,在教育上把科技創新融合人文意涵和在地關懷,對學生而言,亦是一個很好的養分跟素材。學生可以透過對空污的關心,學習人文關懷,然後思考科技上的硬體跟軟體,如何去呼應這樣的人文關懷。

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「如果說這套系統對於大家未來的影響是什麼?我在想,就是從改變民眾的環境意識、問題意識,還有改變和提供知識這方面開始做起。」「這些知識的種苗、意識的種苗,紮根在我們小朋友的心靈裡面,我相信一代人、一代人的觀念會改變,一代人、一代人的做法也會跟著改變,空污的問題就會這樣緩緩地迎刃而解,而不必透過很激進的作法達成減量的效果」。戴榮賦的研究團隊至今仍致力於在中彰投地區,維護他們原先所建立起的微型感測器物聯網系統,包括每年都要派人巡檢、更新設備,以及維護後端平台,透過這樣的做法希冀可以長期地陪伴地方產生穩定的環境教育效果。

戴榮賦強調,改善空污應該要從每個人自己做起,如果空氣品質微型感測器物聯網的布建,在埔里或是在中彰投地方上有所貢獻的話,他個人認這是整個社區、整個地區大家一起努力的成果。改善空污是來自於人對人之間的體貼與善意,主動落實減量行為,這絕對不會只是暨南大學與個別團隊的努力而已。

文/蔡美瑛 世新大學廣播電視電影學系副教授
短片導演/張道平
攝影/鐘宥睿

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