2024年,市教委組織開展了第三屆上海市青少年“雙碳”方案提案大賽等一系列豐富多彩、形式多樣的生態文明教育活動,收獲一批上海學校生態文明建設和青少年積極參與生態環境保護的實踐成果。
我們推出我為“雙碳”獻一策——2024年上海市青少年生態文明素養展示聯展,讓我們共同領略青少年們的綠色智慧,感受他們為建設美麗中國貢獻力量的決心!
“碳”本“數”源——數據驅動的一站式污水廠減排系統
選送單位:華東理工大學
團隊成員選用耦合深度學習和機理模型的非二氧化碳溫室氣體排放混合預測模型,搭建了一種“數據驅動的一站式污水廠減排系統”,實現了對不同水質、不同工藝、不同運維實際的污水處理廠溫室氣體生成排放規律的精準解析,同時提升了減排模型的可解釋性。
模型通過“神經網絡”和“數據預處理”兩大方向提升預測能力。
該系統成效明顯,在某污水處理廠的曝氣改造技術驗證中,全年削減了2.9噸二氧化碳當量,有效降低了企業成本,并入選了上海市第一批減污降碳協同增效優秀案例。團隊還參與主編一項國家標準和兩項團體標準,全力完善污水廠溫室氣體監測標準體系。此項發明將高質量數據與先進智能技術相結合,從監測到預測給出一站式的減排方案,在保證污水處理主過程質量的前提下,盡可能地減少副產物的生成,真正實現低成本的減污降碳協同增效。
校園舊校服回收再利用項目
選送單位:上海市閔行區諾達雙語學校
如何能夠有效、環保地處理個人舊校服,減少因生產校服而消耗的水資源和排放的二氧化碳,實現校服再利用呢?在學校的支持下,團隊成員們走訪了一家化學法循環再生聚酯企業,了解了該公司所使用的萬噸級化學法循環解聚分離技術在處理紡織品時的優勢以及能減少的碳排放量等。
團隊成員得到了相關調查結果后,在學校的支持下與該公司建立合作關系,用該公司提供的紡織品回收箱在校園范圍內進行舊校服的回收,并將收集到的舊校服統一運送至工廠,用專業的技術進行舊校服的循環利用。
舊校服回收項目每月統計回收箱收到的衣物并轉化為學生的碳積分,用以進行個人和集體的比拼,并為獲勝者發放各類環保材料制作的獎品以激勵同學們。
同時,小組成員們在校園內創立了由學生自主發起的“生態校園委員會”,以保證此項目運行并宣傳esg(環境、社會和治理)理論與“eco-school(生態校園)”概念。
愛糧節糧減少食品浪費建議
選送單位:上海市青少年活動中心
從國內外相關研究和目前現象看,全球糧食浪費的情況仍令人擔憂。如果每人每天節約一點,省下來的糧食將是個龐大數量,節約糧食需要你我共同努力。
團隊成員學習了糧食安全、食品安全與節約方面的有關政策法規,設計了《糧食安全與愛糧節糧調查問卷》,通過小程序開展線上調查,并對收集到的數據進行整理分類、系統分析,最終形成調研報告。
調研排摸受訪者基本信息、糧食安全認知、愛糧意識、節糧實踐、政策與建議等內容。選擇部分問題展開分析,比如:對糧食的尊重和愛惜方面,大多數人認為“剩飯剩菜打包帶走”等所有行為都能體現對糧食的尊重和愛惜。外出就餐時,超過90%以上的人員,會主動要求適量點餐或打包剩余食物。根據數據顯示,參與過“光盤行動”等節糧宣傳活動的比例占74.31%。大多數人對于糧食安全與節糧的重要性持積極態度。在推廣愛糧節糧理念時,受訪者認為最大的挑戰是公眾意識不足。
最后,該團隊成員發出了愛糧節糧倡議,希望能增強社會公眾“以節約糧食為榮,以浪費糧食為恥”的觀念。
“河”水生植物一起守護生態水城——周家浜水城路水質探尋
選送單位:上海市天山初級中學
在城市更新過程中,出現了一片片河道與步道結合、水系與公園兼顧的“生態水城”。河中長滿了菖蒲、蘆葦、美人蕉等水生植物,這些植物究竟有什么作用?團隊開展了對水城路周家浜的水質探究,并基于研究結果提出了合理化的建議。
首先,團隊成員參加講座和戶外探索活動,了解上海河道治理現狀。通過查閱公眾號、區政府官網資料,發現河水發臭的主要原因是工業廢水和生活污水的直排。2019年的生態整治項目顯示,政府采用機械清泥、水下爆破和生物治理等方法,其中就是利用了水生植物的天然凈化功能。
隨后,小組成員選取了水城路周家浜的三段水域(伊水園、水霞公園、天鵝苑)采集水樣,觀察水質清澈度和水生植物生長情況,并檢測ph值、硫化氫、氨氮和溶氧量等關鍵指標。
研究結果顯示,水城路周家浜的水質顯著改善,基本達到i類水質標準。證明了水生植物在凈化水質、修復生態方面發揮了關鍵作用,同時美化了環境,為水生動物提供棲息地,促進了生物多樣性。
在研究過程中,團隊成員采訪了當地居民,大家對治理后的環境表示滿意。但受訪學生對治理方法了解較少,可能與科普推廣不足有關。
針對研究結果,小組提出了四點建議:
1.水城路周家浜的水質改善證明了水生植物在生態修復中的有效性,可為其他河道治理提供借鑒,應進一步擴大其優勢;
2.通過教育,提高公眾對水生態環境保護的意識。將科普教育引入校園,鼓勵青少年參與水生態保護;
3.加強水生植物的后續保養,及時補充挺水植物,清理過多的沉水植物;
4.將靜水河道的成功治理經驗推廣到生境花園、公園等城市建設中,提升城市生態品質。
此外,小組成員還把研究過程和結果制作成展板、拍攝了科普微視頻,積極推廣水生植物知識,增強公眾環保意識。
咖啡渣洗手液
選送單位:華東師范大學第二附屬中學附屬初級中學
這個創意的靈感來源于生活中最常見的煩惱。團隊成員聽到媽媽的抱怨:洗菜洗碗后滿手油污,反復搓洗手都粗糙了,還浪費水和洗手液。于是,團隊成員們開始思考:有沒有一種更環保、更高效的清潔方式?經過一番研究,他們發現咖啡渣的微孔結構就像“天然吸油海綿”,于是決定利用咖啡渣,制作一款新的洗手液。
咖啡渣能讓洗手液增強去污能力的原理,是咖啡渣具有超強的吸附能力。咖啡渣的比表面積大、孔隙率高,能夠像活性炭一樣吸附油污和異味分子,有效去除手上的油膩和難聞的腥味。同時,在洗手液中添加咖啡渣顆粒后,增加了洗手時的物理摩擦,加強了清潔劑的滲透。在此雙重作用下,可以快速去除油污和異味,讓清潔效果事半功倍。
為了達到最佳的去污效果,小組成員進行了多次實驗。他們測試了不同比例的咖啡渣添加量,最終發現添加5%(按重量計)的咖啡渣效果最佳。同時,咖啡渣的狀態也很關鍵,比如不同研磨粗細的咖啡渣。經過測試發現,細研磨顆粒(直徑約為0.1mm),脫脂烘干后,既能很好地增加摩擦效果,又能最大限度釋放吸附力。
咖啡渣是一種日常生活中可以簡單獲取的、免費的、天然而且可再生的資源,使它由廢變寶,可以說既經濟又實用。通過對比測試,使用咖啡渣洗手液,相對普通洗手液單次洗手時間減少了50%,沖洗時間縮短至15秒,單次可節水0.5l。如果按三口之家日洗10次手計算,每天節水5l,年節水約可達1800l。節省了水資源的同時,還減少了洗手液的使用量,真正實現了綠色低碳。
在設計、實驗、制作、包裝等過程中,小組查閱各種資料,研究理論依據,經過反復試驗和優化,克服了分層、泵頭堵塞等問題,并設計了實用美觀的包裝和可愛的ip形象,用于宣傳推廣。
綠色智能地下停車場
選送單位:上海外國語大學尚陽外國語學校
團隊成員在生活中發現,來到地下停車場時,很容易感覺空氣不流通或是有異味,這引發了他們的思考。有沒有可能對傳統停車場進行改造,解決這些問題呢?
團隊成員運用科創社團學到的知識,展開了智能停車場的設計,通過查閱相關報道,他們計劃設計一個融合綠色環保理念與智能化物聯網技術的“未來地下停車場”。
團隊成員使用廢舊紙板箱、彩紙、廢舊吸管等材料制作出“未來地下停車場”的外觀模型,調整了一些傳感器的功能,并在ai的幫助下用python軟件設計了一個后臺數據處理系統。
最終,作品通過運用物聯網、云計算等技術,實現地下停車場空氣監測與調控、無感付費、智慧照明和能源管理等功能,形成智能化解決方案。同時,在設計中還融合了綠色環保理念,增加了太陽能供電系統、綠色植被覆蓋等功能,為停車場實現綠色環保和智能化高效運營提供一些切實有效的解決思路。
太陽能降溫手機支架
選送單位:上海市七寶實驗小學
團隊成員在日常生活中觀察到,外賣員的手機由于長時間在太陽下暴曬,經常出現死機的情況,影響他們接單和導航。于是團隊成員想到利用太陽的能量變成風能,持續給手機降溫,使手機能保持正常的使用溫度,讓外賣員快速有效地送貨和接單。
在設計過程中,團隊成員們發現太陽能板功率與風扇功率需一致,但這樣大功率的太陽能板尺寸過大,不便攜帶。因此想到可以用充電電池蓄電,利用電池的高功率帶動風扇。這樣的另一個好處是在陰雨天的情況下利用儲備電源工作。隊員們還發現在炎炎烈日下手機屏幕的反光非常嚴重,因此選擇了帶“帽檐”的手機支架,降溫的同時還能避免眩光。同時給風扇安裝了開關,讓使用者自主選擇是否開啟風扇,節省能源。
值得一提的是,產品構建過程中用到的零部件大約75%以上都是舊物改造。
搭建過程:
1.將太陽能板放在手機支架的“帽檐”上面,這樣陽光能直接照射到。
2.將充電電池隱藏在“帽檐”內側,避免風吹雨淋,避免電線裸露在外。
3.考慮到電瓶車的啟動把手在右側,因此在帽檐左側開孔安裝了凸起的開關。
4.兩根l型鐵片和一根長條鐵片搭建u型空間,形成一個風扇的旋轉空間,防止卡住扇葉。
產品測試:
隊員們選擇了兩款品牌相同的手機,兩臺手機同時開啟外賣app和地圖app,一臺使用普通手機支架,另一臺使用自制的太陽能降溫手機支架。
根據折線圖可以判斷長時間的風能降溫,手機可以持續保持降溫狀態,不受自然溫度的影響,從而幫助手機正常工作。
素材由各項目組提供
編輯:鄧允
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上觀號作者:上海教育