空氣品質

透過在台灣廣布空氣品質感測器並收集數據,
讓民眾可以即時獲得所在環境空氣品質狀況。

為什麼要建置空氣品質物聯網?

  • 民眾對於日常空氣品質資訊需求殷切,環境污染事件陳情數居高不下
  • 高污染天氣需精準預測以利緊急應變
  • 物聯網科技突飛猛進且布建成本降低
  • 形成環境物聯網服務產業,開展創新數位經濟
  • 智慧治理污染溯源
  • 產業垂直整合整體系統整合
空品物聯網在做什麼?
空品感測器布建在哪裡?
協助政府各單位及機關邁向智慧化治理及防救災
布建範圍與數量
至109年計畫結束,將布建超過13,400點的空氣品質微型感測器,覆蓋逾百個鄉鎮區、各縣市中小學、工業區與科學園區,而這些空氣品質微型感測器所收集之資料能夠監控逾萬家工廠附近的空氣品質。
我們如何驗證感測器的性能呢?
環保署委託工業技術研究院建置感測器性能測試驗證中心,提供感測器性能測試。目前中心提供PM2.5的感測器做測試,後續會提供氣狀污染物感測器做測試。
實地場域測試
測站實地測試
空品感測器與美國聯邦參考方法(Federal Reference Methods, FRM)、美國聯邦等效方法(Federal Equivalent Methods, FEM)空氣監測設備進行平行比對。感測器所參考之儀器常用於測量大氣氣體濃度或顆粒污染物,為廣泛接受的最佳可用技術。
實驗室測試
實驗室測試
實驗室系統可調控不同細懸浮微粒濃度、測試腔體內的溫度與相對溼度,進以評估同型號之模組間變異、數據接收率、與參考方法之相關係數(R²)、精密度、偏移誤差(準確度)、溫濕度干擾效應、偵測極限等參數 ;細懸浮微粒濃度主要調控範圍以(0 至 300)µg/m³為原則。共計7項參數進行評估 。
如何確保感測器數據品質?
環保署與地方環保局布建之感測器,於布建前先進行性能測試驗證、與環保署標準監測站平行比對,布建後定期維運巡檢、不定期現場查核,以確保感測數據品質。
如何確保感測器數據品質
目前研發中的國產空氣品質品質感測器有哪些?
光學式PM2.5感測模組
國產自主開發PM2.5感測器模組具高準確度、微型化與低功耗,採用雙流道初篩設計,搭配風扇流速控制讓多數小粒徑由主流道通過,其餘透過副流道帶走。微粒通過主流道後,利用紅光雷射光打在微粒上產生散射,而光電二極體吸收微粒產生的散射能量,透過感測電路轉換成電壓信號,再經類比數位轉換器取樣後,由微處理器內部演算法計算出通過流道的微粒數目與微粒產生散射的能量,再透過濃度校正計算,將校正參數寫入感測器內,使微粒散射能量信號轉換實際PM2.5濃度值。
微型CO氣體感測器
本計畫開發CO氣體感測器模組可偵測微量一氧化碳濃度、具微型化與低功耗。利用微機電技術,將氣體感測電路與微機構元件整合於微小化晶片中,藉由量測晶片的電阻變化,並即時將訊號轉為數位化的氣體濃度。利用快速微機電加熱器與溫控操作,配合優化的高靈敏感材技術,大幅提升感測時的穩定性、靈敏度與準確性。
薄膜式NO2氣體感測器
金屬氧化物如氧化鋅,由於結構缺陷,具有半導體特性。當氣體分子吸附在金屬氧化物表面時,導電性將產生很大變化,可藉由測量電阻變化,得知氣體濃度。當NO2氣體分子吸附到感測薄膜表面,會使感測晶片電阻增加,進而得知氣體濃度。將此感測晶片搭配控制電路及無線通訊模組,形成一台可攜式NO2氣體感測器。此可攜式感測器對NO2偵測濃度範圍為5 ~ 1000 ppb,解析度為5 ppb。
收到數據後,可以做什麼呢?
空氣品質分析和預報
空品分析和預報
  • 高解析度空氣品質預報
  • 空氣品質變化預警
  • 準確預測異常污染條件下的天氣
  • 降低空氣污染危害
  • 智慧執法
例:如圖為107年4月3日成功預報中國大陸西北地區沙塵暴將在3日後侵襲台灣地區。
分析污染潛勢
數據整合和AI分析
包含列管污染源(PRTR)、固定污染源連續監測資訊(CEMS)、即時公害陳情、風場及風向等資料,並以視覺化動態地理圖資呈現微型感測器即時數據變化、時空變化、污染潛勢及即時告警資訊用巨量數據精確定位污染熱點和時間點。
環保署air空氣網(另開視窗)
偵測異常污染事件
提供感測點運作監控統計資料與異常高值警示通知,以利提供智慧治理與執法應用。
儀表狀態:
顯示可視化資料完整率、設備妥善率、高值異常率等KPI
裝置異常:
對於缺值、負值、定值、高值異常條列有問題的裝置
異常統計:
以統計圖表顯示異常裝置比率(缺值、負值、定值、高值異常)
警示地圖:
即時於地圖看到感測裝置即時數據
偵測異常污染事件
污染事件回溯
事件發生後,可即時查看污染動畫變化。
污染事件回溯1
可移動時間軸回溯資訊,提供72小時內數據動態播放。
污染事件回溯2
輔助環保稽查
稽查單位依分析結果,將有限的人力與時間資源做有效的配置。
輔助環保稽查
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水資源
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