UIC研究員Igor Paprotny（左二）、研究助手Omid Mahdavipour（左一）、John Sabino（左三）以及Dorsa Fahimi（右一）展示全球最小的顆粒物傳感器。

　　據(jù)咨詢報道，伊利諾伊大學芝加哥分校工程學院和公共衛(wèi)生學院的研究人員正在開展一項合作研究，該研究可幫助收集周圍環(huán)境的污染數(shù)據(jù)，使空氣質量檢測變得更容易。

　　該校電氣和計算機工程助理教授Igor Paprotny與環(huán)境和職業(yè)健康科學教授Lisa Brosseau，正共同努力使Paprotny及其團隊所開發(fā)的微型傳感器廣泛應用于社區(qū)和工作場所。

　　芝加哥是美國哮喘死亡率最高的城市之一，芝加哥不同社區(qū)內兒童的哮喘發(fā)病率有很大差異，這是為什么呢？

　　我們認為這可能與社區(qū)附近的空氣質量有關。

　　Paprotny計劃將整個城市作為他的實驗室，招募社區(qū)“平民科學家（citizen-scientists）”，利用其研究團隊開發(fā)的微型傳感器來收集各地的環(huán)境污染數(shù)據(jù)。

　　Paprotny的團隊正在研發(fā)一款能夠連接手機，外形尺寸僅有存儲卡大小的顆粒物傳感器。Paprotny領導的氣體微流控團隊成員來自：伊利諾伊大學芝加哥分校（UIC）、勞倫斯伯克利國家實驗室、阿貢國家實驗室、加州大學伯克利分校以及一位來自美國環(huán)保局的科學家。該研究小組正在開發(fā)一款存儲器大小的顆粒物傳感器, 該傳感器能測量佩戴者周圍空氣中的危害污染物，并將數(shù)據(jù)傳輸至連接的智能手機中。

　　Paprotny說：“目前測量空氣顆粒污染物的儀器，其尺寸與一臺烤箱或者臺式電腦差不多�！�

　　空氣顆粒污染物的由微粒、酸性液滴、有機化學品、金屬、土壤或灰塵等組成。據(jù)美國環(huán)保署稱，空氣顆粒污染物的大小與其致病風險相關聯(lián)，其尺寸越小危害越大。10微米(PM10）以下的顆粒物（尺寸大約為人類頭發(fā)直徑的八分之一）可以穿過喉嚨，進入肺部，引發(fā)嚴重的健康問題。

　　Paprotny繼續(xù)說：“當顆粒物尺寸小到2.5微米（PM2.5）以下時，它們的危害更大，可以進入人體肺部深處，人體無法通過自然途徑避免這些顆粒物的‘入侵’。由于顆粒物尺寸‘太大’，人體的免疫系統(tǒng)無法處理它們，但它們的尺寸又小到足以深入人體的呼吸系統(tǒng)。”

　　美國環(huán)保署已多次降低人體暴露允許極限，但我們還需要更多的數(shù)據(jù)。我們團隊開發(fā)的微型傳感器不僅方便攜帶，還提高了測量精度，降低了成本。Paprotny說：“我們的傳感器是目前唯一能檢測顆粒物重量并提供質量濃度的全球最小傳感器。該傳感器批量生產后，預計制造成本為20美元/個，預計該傳感器的需求量將很大。我們正與芝加哥環(huán)保組織探討合作，希望最終招募平民科學家來佩戴這些微型傳感器。

　　隨著這些移動的微型傳感器在整個城市中穿梭，我們便能構建城市的污染地圖并收集污染數(shù)據(jù)。”

工作場所的空氣顆粒物污染危害

　　工業(yè)衛(wèi)生學家Brosseau認為Paprotny的傳感器能為她工作的領域帶來了變革，其傳感器能夠檢測識別工作場所中的有害物質，實現(xiàn)對工作人員暴露接觸的有效控制。

　　過去，工作場所中的危害物是由檢測人員攜帶笨重的設備進行檢測，隨后還需要對數(shù)據(jù)進行人工分析。

　　Brosseau認為Igor團隊開發(fā)的微型傳感器非常有意思，它們的傳感器非常微小，并且含有一個內置微泵，所以不再需要過去檢測方法中的其它工具，使用時可以把它夾在衣領上。

　　Brosseau建議以該微型傳感器為基礎，開發(fā)可穿戴設備，例如將傳感器嵌入項鏈或者耳環(huán)內。Brosseau說：“這些傳感器能隨時獲取數(shù)據(jù)，它們能促進全民科學的理念。我們可以為工作場所的工作人員提供這種可穿戴設備，這些設備能隨時告知工作人員，他們所接觸的空氣中含有什么顆粒物，而無需像過去那樣等待兩周才能獲得檢測結果�！�

　　憑借更快的環(huán)境檢測結果反饋，研究人員可根據(jù)收集的血壓、癥狀等更多生理數(shù)據(jù)，來研究顆粒物接觸與人體健康之間的影響關系。

　　Brosseau認為這實現(xiàn)了流行病學的即時檢測研究，或將切實改變我們的世界。

　　Paprotny說：“這款微型傳感器可以幫助人們做出有利于他們健康的選擇。這款連接手機的便攜傳感器設備，可以幫助我們檢測周圍的空氣，并告訴我們出行是否安全。我們期待周圍的空氣是清潔的，但往往并非如此�！�

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