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(tài)文明教育活動(dòng)，收獲一批上海學(xué)校生態(tài)文明建設(shè)和青少年積極參與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的實(shí)踐成果。
我們推出我為“雙碳”獻(xiàn)一策——2024年上海市青少年生態(tài)文明素養(yǎng)展示聯(lián)展，讓我們共同領(lǐng)略青少年們的綠色智慧，感受他們?yōu)榻ㄔO(shè)美麗中國貢獻(xiàn)力量的決心！
“碳”本“數(shù)”源——數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的一站式污水廠減排系統(tǒng)
選送單位：華東理工大學(xué)
團(tuán)隊(duì)成員選用耦合深度學(xué)習(xí)和機(jī)理模型的非二氧化碳溫室氣體排放混合預(yù)測(cè)模型，搭建了一種“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的一站式污水廠減排系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同水質(zhì)、不同工藝、不同運(yùn)維實(shí)際的污水處理廠溫室氣體生成排放規(guī)律的精準(zhǔn)解析，同時(shí)提升了減排模型的可解釋性。
模型通過“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”和“數(shù)據(jù)預(yù)處理”兩大方向提升預(yù)測(cè)能力。
該系統(tǒng)成效明顯，在某污水處理廠的曝氣改造技術(shù)驗(yàn)證中，全年削減了2.9噸二氧化碳當(dāng)量，有效降低了企業(yè)成本，并入選了上海市第一批減污降碳協(xié)同增效優(yōu)秀案例。團(tuán)隊(duì)還參與主編一項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和兩項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，全力完善污水廠溫室氣體監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系。此項(xiàng)發(fā)明將高質(zhì)量數(shù)據(jù)與先進(jìn)智能技術(shù)相結(jié)合，從監(jiān)測(cè)到預(yù)測(cè)給出一站式的減排方案，在保證污水處理主過程質(zhì)量的前提下，盡可能地減少副產(chǎn)物的生成，真正實(shí)現(xiàn)低成本的減污降碳協(xié)同增效。
校園舊校服回收再利用項(xiàng)目
選送單位：上海市閔行區(qū)諾達(dá)雙語學(xué)校
如何能夠有效、環(huán)保地處理個(gè)人舊校服，減少因生產(chǎn)校服而消耗的水資源和排放的二氧化碳，實(shí)現(xiàn)校服再利用呢？在學(xué)校的支持下，團(tuán)隊(duì)成員們走訪了一家化學(xué)法循環(huán)再生聚酯企業(yè)，了解了該公司所使用的萬噸級(jí)化學(xué)法循環(huán)解聚分離技術(shù)在處理紡織品時(shí)的優(yōu)勢(shì)以及能減少的碳排放量等。
團(tuán)隊(duì)成員得到了相關(guān)調(diào)查結(jié)果后，在學(xué)校的支持下與該公司建立合作關(guān)系，用該公司提供的紡織品回收箱在校園范圍內(nèi)進(jìn)行舊校服的回收，并將收集到的舊校服統(tǒng)一運(yùn)送至工廠，用專業(yè)的技術(shù)進(jìn)行舊校服的循環(huán)利用。
舊校服回收項(xiàng)目每月統(tǒng)計(jì)回收箱收到的衣物并轉(zhuǎn)化為學(xué)生的碳積分，用以進(jìn)行個(gè)人和集體的比拼，并為獲勝者發(fā)放各類環(huán)保材料制作的獎(jiǎng)品以激勵(lì)同學(xué)們。
同時(shí)，小組成員們?cè)谛@內(nèi)創(chuàng)立了由學(xué)生自主發(fā)起的“生態(tài)校園委員會(huì)”，以保證此項(xiàng)目運(yùn)行并宣傳esg（環(huán)境、社會(huì)和治理）理論與“eco-school（生態(tài)校園）”概念。
愛糧節(jié)糧減少食品浪費(fèi)建議
選送單位：上海市青少年活動(dòng)中心
從國內(nèi)外相關(guān)研究和目前現(xiàn)象看，全球糧食浪費(fèi)的情況仍令人擔(dān)憂。如果每人每天節(jié)約一點(diǎn)，省下來的糧食將是個(gè)龐大數(shù)量，節(jié)約糧食需要你我共同努力。
團(tuán)隊(duì)成員學(xué)習(xí)了糧食安全、食品安全與節(jié)約方面的有關(guān)政策法規(guī)，設(shè)計(jì)了《糧食安全與愛糧節(jié)糧調(diào)查問卷》，通過小程序開展線上調(diào)查，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分類、系統(tǒng)分析，最終形成調(diào)研報(bào)告。
調(diào)研排摸受訪者基本信息、糧食安全認(rèn)知、愛糧意識(shí)、節(jié)糧實(shí)踐、政策與建議等內(nèi)容。選擇部分問題展開分析，比如：對(duì)糧食的尊重和愛惜方面，大多數(shù)人認(rèn)為“剩飯剩菜打包帶走”等所有行為都能體現(xiàn)對(duì)糧食的尊重和愛惜。外出就餐時(shí)，超過90%以上的人員，會(huì)主動(dòng)要求適量點(diǎn)餐或打包剩余食物。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，參與過“光盤行動(dòng)”等節(jié)糧宣傳活動(dòng)的比例占74.31%。大多數(shù)人對(duì)于糧食安全與節(jié)糧的重要性持積極態(tài)度。在推廣愛糧節(jié)糧理念時(shí)，受訪者認(rèn)為最大的挑戰(zhàn)是公眾意識(shí)不足。
最后，該團(tuán)隊(duì)成員發(fā)出了愛糧節(jié)糧倡議，希望能增強(qiáng)社會(huì)公眾“以節(jié)約糧食為榮，以浪費(fèi)糧食為恥”的觀念。
“河”水生植物一起守護(hù)生態(tài)水城——周家浜水城路水質(zhì)探尋
選送單位：上海市天山初級(jí)中學(xué)
在城市更新過程中，出現(xiàn)了一片片河道與步道結(jié)合、水系與公園兼顧的“生態(tài)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(tuán)隊(duì)開展了對(duì)水城路周家浜的水質(zhì)探究，并基于研究結(jié)果提出了合理化的建議。
首先，團(tuán)隊(duì)成員參加講座和戶外探索活動(dòng)，了解上海河道治理現(xiàn)狀。通過查閱公眾號(hào)、區(qū)政府官網(wǎng)資料，發(fā)現(xiàn)河水發(fā)臭的主要原因是工業(yè)廢水和生活污水的直排。2019年的生態(tài)整治項(xiàng)目顯示，政府采用機(jī)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(zhì)清澈度和水生植物生長情況，并檢測(cè)ph值、硫化氫、氨氮和溶氧量等關(guān)鍵指標(biāo)。
研究結(jié)果顯示，水城路周家浜的水質(zhì)顯著改善，基本達(dá)到i類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。證明了水生植物在凈化水質(zhì)、修復(fù)生態(tài)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，同時(shí)美化了環(huán)境，為水生動(dòng)物提供棲息地，促進(jìn)了生物多樣性。
在研究過程中，團(tuán)隊(duì)成員采訪了當(dāng)?shù)鼐用瘢蠹覍?duì)治理后的環(huán)境表示滿意。但受訪學(xué)生對(duì)治理方法了解較少，可能與科普推廣不足有關(guān)。
針對(duì)研究結(jié)果，小組提出了四點(diǎn)建議：
1.水城路周家浜的水質(zhì)改善證明了水生植物在生態(tài)修復(fù)中的有效性，可為其他河道治理提供借鑒，應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大其優(yōu)勢(shì)；
2.通過教育，提高公眾對(duì)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。將科普教育引入校園，鼓勵(lì)青少年參與水生態(tài)保護(hù)；
3.加強(qiáng)水生植物的后續(xù)保養(yǎng)，及時(shí)補(bǔ)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(jīng)驗(yàn)推廣到生境花園、公園等城市建設(shè)中，提升城市生態(tài)品質(zhì)。
此外，小組成員還把研究過程和結(jié)果制作成展板、拍攝了科普微視頻，積極推廣水生植物知識(shí)，增強(qiáng)公眾環(huán)保意識(shí)。
咖啡渣洗手液
選送單位：華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)附屬初級(jí)中學(xué)
這個(gè)創(chuàng)意的靈感來源于生活中最常見的煩惱。團(tuán)隊(duì)成員聽到媽媽的抱怨：洗菜洗碗后滿手油污，反復(fù)搓洗手都粗糙了，還浪費(fèi)水和洗手液。于是，團(tuán)隊(duì)成員們開始思考：有沒有一種更環(huán)保、更高效的清潔方式？經(jīng)過一番研究，他們發(fā)現(xiàn)咖啡渣的微孔結(jié)構(gòu)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(qiáng)去污能力的原理，是咖啡渣具有超強(qiáng)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(shí)，在洗手液中添加咖啡渣顆粒后，增加了洗手時(shí)的物理摩擦，加強(qiáng)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(dá)到最佳的去污效果，小組成員進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。他們測(cè)試了不同比例的咖啡渣添加量，最終發(fā)現(xiàn)添加5%（按重量計(jì)）的咖啡渣效果最佳。同時(shí)，咖啡渣的狀態(tài)也很關(guān)鍵，比如不同研磨粗細(xì)的咖啡渣。經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)，細(xì)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(fèi)的、天然而且可再生的資源，使它由廢變寶，可以說既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。通過對(duì)比測(cè)試，使用咖啡渣洗手液，相對(duì)普通洗手液單次洗手時(shí)間減少了50%，沖洗時(shí)間縮短至15秒，單次可節(jié)水0.5l。如果按三口之家日洗10次手計(jì)算，每天節(jié)水5l，年節(jié)水約可達(dá)1800l。節(jié)省了水資源的同時(shí)，還減少了洗手液的使用量，真正實(shí)現(xiàn)了綠色低碳。
在設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、制作、包裝等過程中，小組查閱各種資料，研究理論依據(jù)，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)和優(yōu)化，克服了分層、泵頭堵塞等問題，并設(shè)計(jì)了實(shí)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(chǎng)
選送單位：上海外國語大學(xué)尚陽外國語學(xué)校
團(tuán)隊(duì)成員在生活中發(fā)現(xiàn)，來到地下停車場(chǎng)時(shí)，很容易感覺空氣不流通或是有異味，這引發(fā)了他們的思考。有沒有可能對(duì)傳統(tǒng)停車場(chǎng)進(jìn)行改造，解決這些問題呢？
團(tuán)隊(duì)成員運(yùn)用科創(chuàng)社團(tuán)學(xué)到的知識(shí)，展開了智能停車場(chǎng)的設(shè)計(jì)，通過查閱相關(guān)報(bào)道，他們計(jì)劃設(shè)計(jì)一個(gè)融合綠色環(huán)保理念與智能化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“未來地下停車場(chǎng)”。
團(tuán)隊(duì)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(chǎng)”的外觀模型，調(diào)整了一些傳感器的功能，并在ai的幫助下用python軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)后臺(tái)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
最終，作品通過運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地下停車場(chǎng)空氣監(jiān)測(cè)與調(diào)控、無感付費(fèi)、智慧照明和能源管理等功能，形成智能化解決方案。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中還融合了綠色環(huán)保理念，增加了太陽能供電系統(tǒng)、綠色植被覆蓋等功能，為停車場(chǎng)實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保和智能化高效運(yùn)營提供一些切實(shí)有效的解決思路。
太陽能降溫手機(jī)支架
選送單位：上海市七寶實(shí)驗(yàn)小學(xué)
團(tuán)隊(duì)成員在日常生活中觀察到，外賣員的手機(jī)由于長時(shí)間在太陽下暴曬，經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)的情況，影響他們接單和導(dǎo)航。于是團(tuán)隊(duì)成員想到利用太陽的能量變成風(fēng)能，持續(xù)給手機(jī)降溫，使手機(jī)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(shè)計(jì)過程中，團(tuán)隊(duì)成員們發(fā)現(xiàn)太陽能板功率與風(fēng)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(dòng)風(fēng)扇。這樣的另一個(gè)好處是在陰雨天的情況下利用儲(chǔ)備電源工作。隊(duì)員們還發(fā)現(xiàn)在炎炎烈日下手機(jī)屏幕的反光非常嚴(yán)重，因此選擇了帶“帽檐”的手機(jī)支架，降溫的同時(shí)還能避免眩光。同時(shí)給風(fēng)扇安裝了開關(guān)，讓使用者自主選擇是否開啟風(fēng)扇，節(jié)省能源。
值得一提的是，產(chǎn)品構(gòu)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(jī)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(nèi)側(cè)，避免風(fēng)吹雨淋，避免電線裸露在外。
3.考慮到電瓶車的啟動(dòng)把手在右側(cè)，因此在帽檐左側(cè)開孔安裝了凸起的開關(guān)。
4.兩根l型鐵片和一根長條鐵片搭建u型空間，形成一個(gè)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)空間，防止卡住扇葉。
產(chǎn)品測(cè)試：
隊(duì)員們選擇了兩款品牌相同的手機(jī)，兩臺(tái)手機(jī)同時(shí)開啟外賣app和地圖app，一臺(tái)使用普通手機(jī)支架，另一臺(tái)使用自制的太陽能降溫手機(jī)支架。
根據(jù)折線圖可以判斷長時(shí)間的風(fēng)能降溫，手機(jī)可以持續(xù)保持降溫狀態(tài)，不受自然溫度的影響，從而幫助手機(jī)正常工作。
素材由各項(xiàng)目組提供
編輯：鄧允
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上觀號(hào)作者：上海教育
