安东尼·斯蒂德想知道他每天骑车上下班路上的空气质量情况，所以2005年4月他在背包里装上了一氧化碳传感器、GPS接收器和一个数抿记录仪，骑向伦敦大学学院计算机科学系他的办公室。

      背着背包沿着同样的路线骑了两个月后，他和同事理查德·米尔顿分析了数据。他们发现，当斯蒂德穿过某一座铁路桥的时候，传感器记录下的一氧化碳水平出现巨大的峰值。

    与其他城市一样，伦敦只有几十个固定的污染传感器。这样小的数目根本不足以提供足够的细节，来反映城市居民每天忍受的污染情况，比如那座铁路桥附近超高的一氧化碳浓度。米尔顿和斯蒂德的研究便是要填补这个空白。2003年它正式启动，志愿者们背着背包，沿着伦敦繁忙的马里波恩大街对污染情况采样。现在，在米尔顿和斯蒂德的启发下，全世界的研究者都希望能改革污染监测手段。将市面上的廉价传感器用无线设备连接起来，再教会志愿者如何用它们，他们试图建立一个简单却覆盖整个城市的监测网络。

    欧文加利福尼亚大学研究空气污染的鲁弗斯·爱德华兹称，这样的网络可以告诉人们，每天的行走路线会遭遇何种污染物，他们凭此使可尽量避免呼吸疾病；医生也可以知道呼吸系统出问题的病人们吸入了什么；哮喘病人也可以据血避开污染物浓度高的危险地区。爱德华兹还说，对这些技术的利用将改变健康研究的开展方式。

    更大的目标是精确测量人面临的有毒化学物质。不久前加州议会为一个生物监测项目通过了一项法案，旨在监测志愿者遭受合成化学品侵害的情况。这项法案已经提交给州长施瓦辛格，不过他去年曾否决了一项类似法案。

    为了测量空气中的污染物，爱德华兹与伯克利加州大学的柯克·史密斯一道，将一个商用的烟雾监测器改装为能探测超微颗粒的低成本传感器。烟雾监测器内置一个发光二极管和一个光探测器。当空气中的微粒遮挡了光线，传感器便会察觉散射的光线，打断光线的微粒数量反映了微粒的浓度。

    有了这种廉价传感器，研究人员就可以较低的成本开展广泛的公共健康研究。爱德华兹说：“之前我们用价值四千至六千美元的仪器完成的工作，现在只需150美元。”

    加州的这个研究组还把传感器带到危地马拉、印度、尼泊尔和中国，测量家庭空气中超微颗粒的水平。这些国家使用烧柴禾或秸秆的炉子，使得室内铁、锰和碳化物微粒浓度上升，甚至可以达到每立方米数千微克，而在发达国家这一指标一般为20－40微克。

    爱德华兹还和同校的艺术家兼技术研究员比阿特丽兹·科斯塔搞了一个名为“鸽子博客”（PigeonBlog）的项目，他们给一群鸽子装上GPS接收器、空气污染传感器和一个普通手机，把他们放飞到加州的天空中。上月这些鸟飞过了圣何塞和欧文。鸽子身上的仪器搜集到的污染物数据，用短信方式传到一个具有交互式地图的网页上。

    科斯塔将启动一个叫做“区域当前读数”（AIR）的计划。它将用10台手持传感器绘出曼哈顿下城区的污染情况。这些传感器将不间断地测量一氧化碳和二氧化氮的水平，把数据传回中央服务器以创建一幅实时污染地图。

除了传感器和GPS接收器，这种手持设备还有一个巳知污染源的数据库，比如发电站和工厂等。这使得志愿者可以知晓他们离这些地点有多远，从而检查其对当地空气质量的影响。

    AIR的创建者之一、数媒艺术家布鲁克回辛格称，志愿者无需专门训练就能用这些设备。“我们的目标是简单易用。这将有助于普通人参与空气质量问题的对话，而之前他们并不总有机会。”

    艺术家香农·斯潘黑克的计划更加雄心勃勃：建立一个数百名志愿者参与的网络，监测旧金山的污染情况。斯潘黑克已经研究出一种手机大小的装置，内置的传感器可以探测一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫和臭氧。每个传感器都有一个金属氧化物芯片，它经过调校，针对某一污染物，加上电压，这时环境气体浓度的变化就会扰动芯片上的电流。因此测量电流便可以知道当前污染物浓度。监测空气质量的同时，这个装置还可以感知附近的Wi-Fi网络热点，把信息上传到服务器来绘制数据地图。

    10月份，斯潘黑克会在州立旧金山大学启动这项计划。她将在那儿教学生自己做传感器。招到足够的志愿者后，她希望能通过市政Wi-Fi基础设施建立一个污染监测网络。

    南加利福尼亚大学研究环境与健康问题的迈克尔·杰尔特说，为了开展更大规模的公共健康研究，比甜调查人们身边的污染物，这种网络必须要扩充，得招募数千名志愿者。把这么多人组织起来是一大挑战。“设备每天晚上都得充电，人们白天还得记着带上它们。还有人会觉得：‘嘿，这是个不错的玩具！’干脆把它留下了，结果你永远也得不到反馈。”随着传感器的价格下跌，以及科斯塔和斯潘黑克的廉价无线设备不断进步，这倒也不是什么大问题。

    另一个难题是保证数据的质量。现今大部分研究者使用的是城市中的几个监测站提供的数据，这些设备经过校准，灵敏度高。现在，由于传感器的成本降低，史密斯和爱德华兹发现它们已经被数据淹没了。爱德华兹说：“在过去，我们尽可能获得更多的数据，但是现在可以出去布下两百个传感器，我们的信息处理能力成为瓶颈。”

    为了解决这一问题，研究人员正在改进数据处理软件，他们相信，随着经验的增长，处理海量信息的能力也会提升。史密斯说：“这些技术仍然处于开发阶段，但已经证明它们很管用。”

    他还说。“人们可以设想这样的城市街道——传感器排列成行，网络无线连通，数据流涌向中央服务器。它们不只用于空气污染监测，我们还可以监测水、土壤和其他变量。它将开启一个环境科学的全新领域。”（作者：迈克尔·赖利）

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