Wiarygodność danych czujnika smogu

 

Czyli – jak bardzo można ufać wynikom pomiarów? Czy są porównywalne z innymi? Co ma na nie wpływ?

Czy chcemy, aby czujnik pokazywał takie dane jakie zmierzył, czy takie, jakie… chcielibyśmy widzieć?

 

Subiektywny tekst pisany przez laika – czytanie na własną odpowiedzialność ;)

 

Czujniki takie jak stosowany w Mierzyn-meteo nazywane są osobistymi, domowymi, prywatnymi. Z tych 3-ch określeń chyba najtrafniejsze jest ostatnie i takim będę się posługiwał.

 

Zasadność stosowania czujników prywatnych jest często podważana i niestety, nierzadko, słusznie.

Stosowanie czujników prywatnych jest "atakowane" ze strony odpowiedzialnych za państwowe stacje pomiarowe (Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska – GIOŚ, oraz Wojewódzkich Inspektoratów – WIOŚ) jako używanie urządzeń bez certyfikacji, bez weryfikacji poprawności działania urządzeń pomiarowych i co najważniejsze – bez sprawdzenia sposobu i miejsca instalacji czujnika.

Także pomiędzy producentami czujników prywatnych toczy się cicha walka, a argumenty są podobne, tyle, że wysuwane w stosunku do konkurencji.

 

Obserwowałem od kilku dni działanie czujnika smogu Mierzyn-meteo, gromadząc dane porównawcze (średnie godzinowe) dla pyłów PM2.5 oraz PM10 (te mierzy LookO2) - z 3 szczecińskimi stacjami pomiarowymi GIOŚ: ul. Piłsudskiego (tylko PM2.5), ul. Łączna (tylko PM10) i ul. Andrzejewskiego (prawobrzeże – PM2.5 i PM10).

Korzystałem z apki smartfonowej "Kanarek", pozwalającej na otrzymanie wyników w sposób podobny. Jedynym mankamentem było opóźnienie prezentacji danych ze stacji GIOŚ.

Obserwując na mapie wyniki stacji tego samego typu (LookO2) odniosłem wrażenie, że prezentują zawyżone wyniki. Wrażenie subiektywne, wizualne, nie poparte żadnymi dowodami – ale wynikające z intuicji i doświadczenia w analizie danych.

 

Co może więc powodować niewłaściwe lub "niewłaściwe" wyniki pomiarów?

 

Czujnik – jego awaria lub niewłaściwa kalibracja. Może faktycznie pokazuje czasami wyniki zawyżone, ale nie widziałbym tutaj technicznego problemu samego czujnika, bo czasami wyniki są bardzo odmienne od pobliskich stacji GIOŚ, a czasami – bardzo podobne.

 

Zamocowanie czujnika – mój czujnik starałem się mocować maksymalnie zgodnie z zaleceniami producenta i to mi się udało moim zdaniem idealnie. Nie jest idealnie wg rozporządzenia Ministra Środowiska – ale nie mam takich warunków (kilka metrów od budynków, balkonów, drzew i innych przeszkód lub co najmniej 0,5 m od najbliższego budynku dla pomiaru przy linii zabudowy). Niemniej czujnik jest odsunięty od ściany budynku, na odpowiedniej wysokości, w miejscu przewiewnym. Tutaj także nie widzę problemu.

 

Lokalizacja czujnika – i tu mogę pokusić się o ciekawe domniemanie. Wydawało mi się, że czujnik nie jest "narażony" na bezpośredni wpływ dymu z domów opalanych węglem, miałem czy drewnem. Może w pewnym stopniu na dymy z kominków. Ale (nie wdając się w szczegóły) doszedłem po kilku dniach do wniosku, że moja lokalizacja (Mierzyn-Kolonia) może być czymś w rodzaju "korytarza powietrznego", który niekiedy zatrzymuje na jakiś czas masę powietrza (mniej lub bardziej czystą), a niekiedy ją "przewiewa".

To kwestia dylematu lokalizacji czujników w tzw. skali makro – czyli takiej, która dawałaby wyniki reprezentatywne dla jak największego obszaru. Spotyka się twierdzenia, że czujniki odległe od siebie mniej niż 1km mogą dawać zupełnie odmienne odczyty, ale w każdym przypadku poprawne.

 

Aktualna pogoda – ma bardzo duży wpływ na wyniki prezentowane przez czujnik. Siła i kierunek wiatru, temperatura, opady – to wszystko mocno determinuje odczyty i może mieć znaczenie dla ich prawidłowości. Nawet mgła może powodować, że odczyty są zawyżone w sposób niezgodny z rzeczywistością. To właśnie pogodę "podejrzewam" o powodowanie największych różnic w odczytach między pobliskimi stacjami.

To pogoda może mieć także wpływ na wspomniane wyżej różnice w odczytach czy odczuwaniu jakości powietrza nawet pomiędzy sąsiednimi punktami pomiarowymi.

 

Jakość powietrza – czyli to, co czujnik ma właśnie mierzyć. Jak wspomniałem na początku – co chcemy uzyskać od czujnika? Wartość zmierzoną/rzeczywistą, czy wartość, jakiej oczekiwalibyśmy w swoim otoczeniu? W pierwszych dniach (nocach…) pracy czujnik Mierzyn-meteo pokazywał złą jakość powietrza. Nieco mnie to zirytowało, bo poniosłem trochę kosztów i nakładu pracy, aby całość uruchomić i obawiałem się, że po prostu urządzenie działa niepoprawnie. Wyszedłem na zewnątrz i… poczułem dym… "Przeprosiłem" więc mój czujnik i grzecznie wróciłem do domu :)

 

 

Czy można więc ufać wynikom mojego czujnika? Jak bardzo?

Krótko reasumując - mój prywatny i zapewne w jakimś stopniu subiektywny wniosek:

  • czujnik prywatny (jak z Mierzyn-meteo) nie może być traktowany jako równoważny miernik jakości powietrza dla stacji GIOŚ;
  • czujnik Mierzyn-meteo nie może być też traktowany jako gadżet, świecąca zabawka pokazująca jakieś dane w internecie;
  • czujnik ten może być traktowany jako w miarę poprawne źródło informacji o jakości powietrza w Mierzynie lub przynajmniej jego części;
  • czujnik Mierzyn-meteo jako pierwszy (?) czujnik w Mierzynie jest bardzo dobrym punktem odniesienia dla kolejnych czujników;
  • pomiar każdego czujnika jest silnie uzależniony od warunków pogodowych oraz warunków lokalnych (zabudowa, ukształtowanie terenu, rodzaj środowiska).

 

Poniżej w tabeli przedstawiam wspomniane porównanie wyników (średni godzinowy poziom normy) czujnika Mierzyn-meteo ze szczecińskimi stacjami GIOŚ. Czytając - proszę pamiętać o wpływie na wyniki: odległości między czujnikami, lokalizacji i otoczeniu poszczególnych czujników. Czasami duże różnice obserwuje się nawet między stacjami GIOŚ.

Na podstawie powyższego tekstu i tabelki poniżej każdy może sam ocenić, jak bardzo wyniki czujnika smogu Mierzyn-meteo uzna za wiarygodne.

W mojej ocenie - biorąc pod uwagę warunki pomiaru jakości powietrza i ich wyniki - czujnik pozwala na w miarę rzetelną i dość dobrą ocenę naszego powietrza.

 

czas wyliczenia średniej PM2,5 PM10
Mierzyn Piłsud Andrzej Mierzyn Łączna Andrzej
2018-11-28 10:00   119% 199%   70% 103%
2018-11-28 11:33 64%     38%    
2018-11-28 12:00   72% 49%   57% 41%
2018-11-28 15:00 80% 84% 69% 44% 42% 43%
2018-11-28 19:00   184% 177%   89% 99%
2018-11-28 20:56 212%     140%    
             
2018-11-29 07:00 200% 153% 115% 128% 59% 71%
2018-11-29 10:00 196% 157% 115% 132% 96% 84%
2018-11-29 11:00 208% 167% 126% 132% 95% 84%
2018-11-29 15:00 216% 176% 131% 134% 78% 80%
2018-11-29 20:00 215% 165% 146% 150% 94% 85%
             
2018-11-30 07:00 168% 113% 85% 106% 66% 50%
2018-11-30 09:00 144% 106% 80% 84% 81% 51%
2018-11-30 10:00   106% 60%   86% 54%
2018-11-30 10:45 148%     82%    
2018-11-30 14:00   116% 71%   83% 53%
2018-11-30 15:36 164%     104%    
2018-11-30 18:00   122% 59%   76% 57%
2018-11-30 19:57 164%     104%    
             
2018-12-01 10:00 196% 180% 131% 124% 70% 84%
2018-12-01 12:00 212% 211% 143% 144% 127% 94%
2018-12-01 14:21 284%     176%    
2018-12-01 16:00   204% 208%   123% 121%
2018-12-01 18:03 196%     120%    
             
2018-12-02 08:00 152% 89% 82% 94% 40% 41%
2018-12-02 09:00 140% 86% 62% 82% 40% 41%
2018-12-02 12:00 136% 87% 85% 80% 48% 35%
             
2018-12-03 07:00 60% 47% 20% 32% 18% 24%
2018-12-03 10:00 68% 84% 30% 36% 32% 23%
2018-12-03 12:00 52% 60% 28% 28% 18% 16%
2018-12-03 15:00 36% 61% 24% 22% 26% 15%
2018-12-03 16:00 40% 68% 41% 22% 22% 18%
2018-12-03 18:00 28% 62% 33% 14% 22% 22%
             
Mierzyn Mierzyn-meteo        
Piłsud GIOŚ-Piłsudskiego        
Łączna GIOŚ-Łączna        
Andrzej GIOŚ-Andrzejewskiego (prawobrzeże)