我为“双碳”献一策④ | 绿色生态智能窗、ESG测谎仪……沪上学子为绿色环保出谋划策

来源:上海市教委政务微信“上海教育”

时间:2025-05-29 10:32:34

2024年,市教委组织开展了第三届上海市青少年“双碳”方案提案大赛等一系列丰富多彩、形式多样的生态文明教育活动,收获一批上海学校生态文明建设和青少年积极参与生态环境保护的实践成果。

我们推出我为“双碳”献一策——2024年上海市青少年生态文明素养展示联展,让我们共同领略青少年们的绿色智慧,感受他们为建设美丽中国贡献力量的决心!

绿意悠窗——集光热电融合于一体的绿色生态智能窗

选送单位:上海第二工业大学

你们见过会自己“变色”的玻璃窗吗?为助力建筑领域节能降碳工作,团队成员研发了“绿意悠窗——集光热电融于一体的绿色生态智能窗”,通过感应环境温度切换窗户透明度,有效弥补了传统窗户在太阳光调控和节能效率方面的不足。

该智能窗的“核心秘密武器”是一种基于PNIPAm-X的热致变色水凝胶材料。通过调节“膨胀-溶解”转变,精准调控材料的变色温度范围,不仅能调节温度,在透光性能上也表现出色,确保了室内光线的清晰与舒适。

该技术针对新窗制造和旧窗改造,提出两种制备智能窗的方法:(1)夹心三明治法:将PNIPAm-X水凝胶材料置于两块石英玻璃之间形成三明治结构;(2)压薄贴膜法:将PNIPAm-X水凝胶材料压成薄膜并粘接在玻璃表面。

在夏季,当外界温度升高,水凝胶迅速响应,智能窗自动调节为低透明度状态,有效阻挡太阳辐射,减少室内热量摄入。和普通玻璃窗相比,在上海夏季的实际测试中,使用智能窗能使室内温度明显降低,减轻空调制冷负担,降低能耗。而在冬季,随着温度降低,智能窗恢复高透明度,让阳光充分透入室内,提升室内温度,实现冬暖夏凉的舒适环境调节。

此外,智能窗将热致变色水凝胶与热电水凝胶相结合。在日常使用中,玻璃表面因阳光照射产生的余热被热电水凝胶高效收集并转化为电能,能为小型电器供电,提高了能源利用效率。

ESG测谎仪——漂绿现象研究

选送单位:中国福利会少年宫

ESG(环境、社会和治理)是一套评估企业在可持续发展方面表现的标准,已成为全球商业和投资的议题。

在中国,随着对气候变化、社会公正和透明治理的关注增加,ESG的重要性日益凸显,并体现在政策和企业实践中。根据生态环境部发布的一系列政策要求,上市企业均开展了ESG披露工作。然而在ESG体系推进的过程中,不可否认的是有一部分企业对公众玩起了“文字游戏”,造成了“漂绿”现象。通过虚假或误导性的信息,故意夸大其在环境保护、可持续发展等方面的努力和成效,以塑造一个更加环保、负责任的形象,实际上却并未采取实质性的环保措施。

为了鉴别“漂绿”现象,团队成员提出了一种基于Python开发的“测谎仪”,“测谎仪”的原理是通过爬虫软件,从全国排污许可证管理信息平台获取主要上市公司的排污许可证执行年报,通过对比其主要污染物是否有明显的下降趋势,从而判断其是否存在“漂绿”现象,由于排污许可证执行年报中的数据往往经过地方环保部门的复核,真实可靠,且对比三年的数据更具有说服力。

“测谎仪”运行简便,只需要进行简单的变异系数计算,即可以展现被试企业污染物总体水平,从列表中筛选出连续三年污染物增长率均达到或超过10%的企业,并通过人工复核的方式对照其ESG报告,得出是否“漂绿”的最后结论。

家庭节水好帮手——基于水质检测与雨水收集的家庭循环节水系统

选送单位:上海市民办尚德实验学校

“每次看到洗衣机最后一遍清洗的水直接流走,总觉得特别可惜。”团队成员从日常观察中获得启发。通过实验检测发现,一般城市家庭中,洗澡水、洗衣尾水等家庭废水污染程度其实很低,完全具备二次利用价值。这个发现催生了设计智能水循环系统的构想。

团队成员为这一智能水循环系统设计了三大“黑科技“:

1.智能水质检测仪

系统搭载的“水质侦察兵”能实时监测浊度、pH值等关键指标,就像给每滴水办理“健康证”。当检测到符合标准的废水,系统会自动开启分流程序,让清水流向需要它的地方。

2.雨水收集装置

屋顶暗藏“天空水库”,下雨时自动开启集水模式。经过多层过滤的雨水,既能浇灌绿植,又能作为洗车用水,让“天上来客”也加入节水大军。

3.三重储水矩阵

净水池:储存达标废水,专供拖地、擦窗等清洁使用

中水池:处理后的雨水与轻度废水,成为冲厕专用水源

预警系统:实时监控管道状态,发现堵塞立即报警

从1.0到2.0版本,系统经历了迭代升级。实验数据显示,采用该系统的家庭可减少40%自来水消耗。在硬件搭建过程中,团队成员创新性地将Mind+编程平台与传感器结合,让抽象的代码变成了看得见的节水成果。

中学生垃圾分类意识调查报告

选送单位:上海师范大学康城实验学校

上海市自2019年推行《生活垃圾管理条例》以来,成效显著,但校园中的分类误区仍存在。为此,该团队通过实地考察与问卷调查的方式,聚焦中学生群体的垃圾分类意识,旨在通过科学调查提出改进方案,助力青少年成为环保行动的先锋力量。

研究小组以119名初中生为对象,结合实地考察、问卷调查等方式展开调查。

通过调查,发现以下关键问题:

1.存在知识盲区:不少学生对常见垃圾的分类标准、分类意义存在误解,例如误认为干湿垃圾区分仅为“垃圾桶美观”,不了解常见垃圾的分类。

2.设施与管理不足:校园周边垃圾投放点不足,如小卖部仅设单一垃圾桶,导致干湿垃圾混合,影响分类效果。

3.参与积极性低:70%以上学生很少参与家庭垃圾分类,且学校宣教形式缺乏趣味性,难以激发学生行动热情。

针对问题,研究小组提出了切实可行的解决方案:

1.校园教育创新:将垃圾分类融入常规课程,通过实践活动深化理解。

2.社区协同管理:在垃圾高产区增设分类垃圾桶,安排专人督导;推广“定时定点”投放模式,结合学生作息优化管理时段。

3.家庭与社会联动:鼓励学生以“小手拉大手”形式带动家庭实践,通过亲身体验理解垃圾分类的长远价值。

吴泾镇三小区秋季蜜源植物与访花昆虫初探

选送单位:华东师范大学附属紫竹小学

“地球上如果没有植物,昆虫就不复存在;如果没有昆虫,植物也不会繁衍生存”,蜜源植物和访花昆虫互相依存。蜜源植物不仅能吸引昆虫,它本身也是强大的碳吸收器。增加蜜源植物种类和数量,可以显著提升城市绿地对二氧化碳的吸收能力,为“双碳”目标贡献力量。

团队成员是三位昆虫爱好者,他们以兴趣为驱动,开展一系列调查研究工作。研究区域为三位成员各自居住的小区,在日常的观虫中,团队成员借助手机、相机对观察的昆虫和植物进行拍照记录,利用简单数理统计的方法,得出调研期间蜜源植物与访花昆虫的数量,并展开初步探讨。

本次研究中,三小区内观察到秋季蜜源植物33种,访花昆虫17种。对比分析发现百日菊与紫苏为传粉友好植物,擅长传粉昆虫以蜂蝶类为主。

基于调研数据,聚焦助力碳汇,根据秋季蜜源植物与访花昆虫的关系特征,团队成员建议小区在绿化规划中,合理利用边角,种植更多传粉友好的植物,吸引更多访花昆虫,为城市生态多样性助力。

“绿色梦想,鱼悦共生” 校园生态学习教育新创想

选送单位:松江区九亭第四小学

因校园扩建,班级小农场被迫迁移,同学们缺少了一处接触自然、观察植物的场所。那有没有可能把农场搬进教室?本次项目的两位团队成员决定在校内探索一种全新的教育学习模式——创建室内“鱼菜共生”生态系统。

项目主要从“满足自给自足”“实现自动化和智能化”“体现绿色环保理念”进行构思。在项目初期阶段,组员查阅相关资料,了解系统核心知识;开展调研问卷,倾听同学需求;请教指导老师,攻克动植物共养难题。

通过前期准备,小组进入模型制作阶段。在首次测试时,系统出现了水浑菜蔫的状况。小组立即调整方案,将过滤器的单层海绵升级为多层海绵,在底部增添珊瑚石以净化水质、培养硝化细菌,并挑选大蒜作为植物品种。再次测试,水质得到明显改善。

如今,“鱼菜共生”系统在教室安家落户,运行顺畅,自给自足。同学们重拥“小农场”,热情高涨地参与日常管理。半年多来,随季节变换,小葱、香菜、绿豆、小麦等轮番登场,为教室增添勃勃生机。后续组员还将基于系统运行状况继续完善,如优化水泵声音、增添自动喂食器、分离打氧泵和抽水管等。


素材由各项目组提供

责任编辑:陆芸
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