用鸽子监测空气质量：是奇招还是谬论
这些背背包的鸽子在伦敦上空巡逻。Pigeon Air Patrol计划
一种监控伦敦空气污染的新方法已经起开启。Pigeon Air Patrol计划由一群分散的长着翅膀的“科学家”，和包含可以测量二氧化氮和其他一些污染物浓度的传感器背包组成。
这仅仅只是近期那些使用低成本的小型空气质量传感器的备受公众瞩目的科学计划的其中一项（不是所有计划都是将传感器绑在鸽子上）。如果媒体炒作是可相信的话，那从伦敦到旧金山的初创公司们现在都会使用这些传感器来对人们实际生活和工作的城市提供空气污染水平的情况。
这个计划的终极目标是创建信息民主化，更好地向公众提供信息，并让他们自己做出决定，养成能尽量减少空气污染伤害的生活方式——同时对当地政府施加信息压力，敦促他们净化居民所呼吸的空气。
当你考虑到英国空气质量每年会造成超过30,000人过早死亡时，就会发现这一检测方法的出现其实是一条大新闻。
英国政府目前投入大量的资金用于检测周围150个空气质量监控站点的实时空气污染，在这些站点有训练有素的人员操作着价格高昂的、高科技的仪器。这些站点每年都要投入数百万英镑，而倘若一群鸽子就能用少得多的资金提供更高密度的测量，那么上述人工和资金的大量消耗又时何苦呢？
大气学家们热衷于使用他们的小工具并且投入大量的时间和金钱来开发和运行的新设备用于测量大气的化学成分。但他们很少会拥护这样的传感器革命——甚至很少会在科学文献中公布他们的数据。
尽管众筹已经带来了用户友好型手机app，智能网页和大量媒体报道，然而几乎没有证据可以证明这项新监控技术——在鸽子或其他什么身上绑定传感器——可以提供现实大气的准确测量数据。人们一直假设可这项技术的测量结果是正确的——然后几乎没几个人有方法去验证其真伪。
突发奇想
我们已经在Wolfson大气化学实验室花费了整整一年以研究上述这些低成本的空气检测传感器表现如何，最终得到一个有趣的结果：当你使用来自于这些传感器的数据时，你确实得十分谨慎。
我们将不同的传感器放置于在现实状况中可能遇到的多种化学物质和环境里，并且将取得的数据与更为成熟的技术取得的数据相比较。大多数传感器可以检测到它们被用于设计检测的化学物，并且在校准后可以在短时间的可控实验室试验中监测现实的环境浓度。但我们还发现许多这样的传感器也会对其他一些污染物进行检测，由此这些污染物可能会干扰设备和从而提供不正确的检测数据。
我们还发现传感器的检测数据之间存在较大的差异：20个一模一样的商业空气质量传感器单元一起运行了两周，其反馈的污染数量的误差却高达10倍。
总的来说，我们的结果表明：一些低成本的传感器反馈回来的数据结果并不准确——经常会报告比现实更严重的污染程度——或者在某些情况下它就完全是错的。
作为一个大气化学家，我的职业生涯几乎都是花费在构建和测试用于检测大气化学物的设备上，所以对于这样的结果并不惊讶。我们的大气是一个非常复杂的混合体，当中污染物浓度实际非常低。举个例子，如今欧盟对二氧化氮浓度的空气质量规范大约是每10亿分之20。
大气测量技术不断完善和微型化，但在过去几十年里改进一直是循序渐进的。在我看来，这项新的使用空气污染传感器的方式其实是想尝试大踏步一蹴而就。
上述这些仅仅是一个优秀科学家对于公众进入研究领域的控诉吗？也许这些传感器只是好玩？当然一切都取决于数据的使用方式。如果目的仅仅是让公众对此引起重视，那或许数据质量是没什么大不了的事。但如果是哮喘病人使用当地传感器读数来决定用药，那这类数据产生的影响就极为严重了？
如果由于传感器的高污染警告把你家门外的马路封闭了，你一定会希望这是根据现有的最准确的数据而做出的决定。在许多发展中国家，低成本的传感器正取代昂贵的传统监测器被安装，用于监测慢性空气污染问题。不过，在这些地方的投资和政策是不是只看到了这些技术的优势而忽视其缺点呢？即使是联合国环境规划署也已经推荐这些低成本的污染传感器的使用，但从未发表现实的世界数据来证明这些传感器的工作是正确的。
如果我们能够少些炒作，这些传感器系统在了解人类身处的环境、管理减排和有效的支持政策上或许真的会有不可预估的潜力。毫无疑问，这些传感器在某种意义上起到了作用，但就像所有的测量科学一样，任何技术和方法都需要先在实验室检验，目的是为了了解这项技术在我们复杂的大气环境中表现如何。不过分关注网页和app，而转向重视性能和准确度，最终才会解决这当中的一些问题。