光学式センサーを搭載した低コストおよび業務用PMモニターのための山火事の煙調整係数。

Wildfire Smoke Adjustment Factors for Low-Cost and Professional PM Monitors with Optical Sensors.

• William W Delp
• Brett C Singer

抄録

低コストの光学式PMセンサーを使用した大気質モニターは、山火事の煙の拡散を追跡することができるが、定量的なハザード評価には煙に特化した調整係数（AF）が必要である。本研究では、2018年にカリフォルニア州（米国）で発生したキャンプ火災の影響を受けた換気の良い研究室内での測定結果に基づいて、3台のプロ仕様の装置と4台の低コストセンサー付きモニターのAFを決定しました。Thermo TEOM-FDMSを参考にしたところ、プロ用モニターのAFはGrimm mini Widerange aerosol spectrometerが0.85、TSI DustTrakが0.25、Thermo pDR1500が0.53、低コストモニターのAFはAirVisual Proが0.59、PurpleAir Indoorが0.48、Air Quality Eggが0.46、eLichens Indoor Air Quality Pro Stationが0.60でした。また、53台のPurpleAir PA-IIモニターからの公開データを、キャンプファイヤーの煙の影響を受けた近隣の12の規制監視ステーションと、カリフォルニア州のカー火災とメンドシーノ複合火災、ユタ州のポールクリーク火災の影響を受けたステーションの近くにある装置と比較しました。キャンプ火災のAFは日や場所によって異なり、中央値（分位値）は0.48（0.44-0.53）であった。調整されたPA-IIの4時間平均データは、一般的にモニタリングステーションで報告されたPMの±20%以内でした。調整により、大気質指数（AQI）ハザードレベル報告の精度が向上し、例えば、キャンプ火災の間のサクラメントでは14％から84％の精度で報告されました。

Air quality monitors using low-cost optical PM sensors can track the dispersion of wildfire smoke; but quantitative hazard assessment requires a smoke-specific adjustment factor (AF). This study determined AFs for three professional-grade devices and four monitors with low-cost sensors based on measurements inside a well-ventilated lab impacted by the 2018 Camp Fire in California (USA). Using the Thermo TEOM-FDMS as reference, AFs of professional monitors were 0.85 for Grimm mini wide-range aerosol spectrometer, 0.25 for TSI DustTrak, and 0.53 for Thermo pDR1500; AFs for low-cost monitors were 0.59 for AirVisual Pro, 0.48 for PurpleAir Indoor, 0.46 for Air Quality Egg, and 0.60 for eLichens Indoor Air Quality Pro Station. We also compared public data from 53 PurpleAir PA-II monitors to 12 nearby regulatory monitoring stations impacted by Camp Fire smoke and devices near stations impacted by the Carr and Mendocino Complex Fires in California and the Pole Creek Fire in Utah. Camp Fire AFs varied by day and location, with median (interquartile) of 0.48 (0.44-0.53). Adjusted PA-II 4-h average data were generally within ±20% of PM reported by the monitoring stations. Adjustment improved the accuracy of Air Quality Index (AQI) hazard level reporting, e.g., from 14% to 84% correct in Sacramento during the Camp Fire.