为引导广大青少年树立现代海洋观念，使更多青少年了解海洋、认识海洋、热爱海洋，在世界海洋日知识传播系列活动举办期间，上海青少年科学社将每周（4月30日至5月21日）推送海洋专题知识线上学习板块、并推出相关知识竞答，参与全部竞答的学生将有机会参与5月26日举办的“科学种子科普行海洋日特别篇”实地考察活动。
本期我们精选了8个入围第33届全国青少年科技创新大赛终评的优秀青少年海洋科技类作品，供大家参考学习。发挥你的创意，一起来进行科技探索吧。
快速、高效监测海水二恶英类污染物的新技术 ——转基因荧光青鳉鱼的构建和应用
高中组 个人项目
关键词：二恶英 青鳉 Tol2 绿色荧光蛋白 转基因
研究目的：开发能够监测海洋环境中二恶英类化合物污染状况的转基因荧光鱼，评价海水的污染状况、及时预警。
研究方法：利用Tol2转座子技术，将构建好的CYP1A启动子连接含有绿色荧光蛋白基因Tol2转座子供体质粒上，该质粒线性化后和Tol2转座酶mRNA混合，用显微注射的方式注入野生型青鳉胚胎，再筛选、传代得到子一代转基因青鳉。用含不同浓度TCDD的海水培养出膜后的幼鱼，12h、24h、36h、48h拍照记录。
实验结果：该转基因青鳉能检测出海水中低至10 ng/L的TCDD。随着TCDD浓度的升高，暴露时间的延长，绿色荧光强度增强。
结论：该转基因青鳉是首个能监测海水二恶英类污染物污染状况的转基因鱼，灵敏度高于已报道的能检测淡水二恶英类污染物污染的转基因鱼。
创意：克服传统化学和某些生物检测方法实验周期长、技术要求繁杂和费用昂贵等缺点，能快捷高效地用于海洋生态环境检测。
水底除草高压射流水犁研究与设计
高中组 个人项目
关键词：多维旋转 水犁 交变冲击 淹没射流 水底除草 高压水
研究目的：建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。江河、湖泊水底植物的无序滋生蔓延，造成水质污染，致使流域中鱼类等生物栖息地和生态系统完整性遭受破坏。为了有效清除扎根于水底的植被，研究设计了以高压水为耙齿的水底除草高压射流水犁机构。
研究方法：运用湍流理论，依据残积淤泥类土力学指标十字板剪切试验数据，利用伯努利方程计算射流初始速度及压强，通过淹没射流公式对射流长度的计算，由动量守恒定律得到打击淤泥长度的理论数值，通过对水犁运动原理及喷嘴运动轨迹的分析，进行结构模型设计。
实验结果：淹没射流冲击泥浆，射流的打击深度随着射流压力增加而增大，产生了长距离扰动打击效果，验证了理论计算的有效性。
分析、结论：采用淹没射流冲除水草根部淤泥水底除草的方法，运用多喷枪叠加的并排联动作业方式，设计水底除草高压射流水犁，实现水底除草是切实可行的，具有良好的社会意义和应用前景。
小型化多功能水下机器人
高中组 个人项目
关键词：续航能力 姿态控制 水下机器人 多工具挂载模块 防水耐压设计
为更好开发浙江省丰富的海洋资源，使用先进的海洋科学研究工具开发海洋资源，本人自主研发设计了一台小型多功能水下机器人。该水下机器人利用6个航模无刷马达改造成水下推进器，耐压防水，简单廉价，性能优异。机器人框架使用模块化标准件，具有成本低，灵活可变，后期改装和附加组件简单等优势；使用基于树莓派与多通道飞控的水下机器人控制系统，成熟可靠，集成多个传感器，开发工具灵活且体积紧凑。该水下机器人整机尺寸仅480×340×280mm，并额外预留了附加仪器设备安装空间，能外接多种实验仪器，加装外部设备简易快捷。具备水下照明和实时摄像功能；水下姿态反馈和自稳定功能。运行速度1.5m/s，满载续航时间1小时，安全潜深100米，自重13公斤，制造成本极低，便于携带与野外作业。已拥有两项专利，“水下机器人框架”（201721492293.5）和“机器人工具切换装置”（201721509364.8），应用前景广阔。
黑臭水体治理装置的研究与应用
高中组 个人项目
关键词：微生物生态修复 剿灭劣V类水 微孔曝气 黑臭水体
本研究针对当前黑臭水体治理的难点，在综合分析当前水体污染治理技术的基础上，集成黑臭水体微孔曝气和微生物生态修复技术，研制出一种高效率、低能耗、低成本、使用方便、自动控制的黑臭水体治理装置。该装置主要由曝气系统、供电系统、微生物投加系统、控制系统通过支持系统集成，可有效增加水体溶氧，加强水体的流动交换，自动投加净水微生物，提高水体的自净能力，集成太阳能功能装置，实现零能耗及无人值守，并可对接自动控制系统，实现远程的自动控制。经过应用检测，该装置在黑臭水体治理中具有较好的处理效果，综合应用成本低。该装置可适用于不同类型黑臭水体的原位治理，具有迫切的社会需求和广阔的应用空间，对“剿灭劣V类水”具有重要作用，对水环境改善具有重要意义，将产生巨大的经济和社会效益。
基于波动驱动的两栖科考机器人平台研究
高中组 个人项目
关键词：沼泽 水面 波动驱动 竖直波 科考 机器人 两栖 螺旋主轴
沼泽和湿地被喻为地球之肾，广泛分布于全球世界各地。然而由于其通行条件恶劣，使其变得“人迹罕至”，由此也成为科考和研究的禁区和盲区，所以我想针对沼泽地形地貌的通行特点，设计制作一种专用于穿梭于水网沼泽地带的两栖科考机器人平台。 本课题基于蛇类和鳗类的波形运动原理，提出和制作了一种即不依靠履带又不依靠滑橇的波动式驱动方式；该方式类似鳗类（均采用波形驱动），又有别于鳗类（波形方向有水平波和竖直波之分）的驱动方式，不但具备高效推进的特点，同时也具备两栖特性：即，在水洼中时能像鳗鱼也一样游动；在沼泽地，像蛇类一样爬行。 该驱动机构具备结构简单、成本低、自重轻、机动性好、功率大等特点，不但特别适合于运行于水网、沼泽、滩涂地带等恶劣环境中运行。 用所做出的第一代样品机器人在沙地与水面上进行了测试，发现它达到了我最初所定的目标与设想，最终验证了波动驱动方式应用于沼泽通行的合理性。
海上危化品泄漏吸附材料的合成及适配装置研究
高中组 个人项目
关键词：泄漏 石墨烯 棉花复合吸附材料 海上危化品 适配装置
船运化学品发生泄漏的事件越来越多，针对这些泄漏的化学品，常用的处理方法是使用吸附剂材料进行吸附，常用的吸附剂主要有活性炭材料，天然有机改性吸附材料等，但都存在不足。而石墨烯和棉花均具有良好的吸附剂材料的潜力，我想能否把石墨烯和棉花组合在一起，合成一种新型吸附材料，应用于海上危化品的吸附。我们先经过预氧化和二次氧化制备氧化石墨烯，然后把棉花浸入氧化石墨烯分散液中，反复挤压，形成氧化石墨烯/棉花复合物，经冻干、真空热还原，制备了超疏水、超亲油的石墨烯/棉花复合气凝胶。吸附性能和循环性能测试表明：复合气凝胶的饱和吸附量在130-180 g/g，对甲苯、十二烷、丙酮、硝基苯和苯乙烯的吸附量分别为139,142,133,123 和147 g/g；10次循环后样品的吸附能力变化很小。最后参考浮筒式回收装置，将该复合材料加在吸水口，使含油海水依次流过多层复合材料，开发出海上危化品泄漏适配吸附装置。
基于海洋生态保护的微生物量快速检测系统
初中组 个人项目
关键词：微生物量 快速检测 海洋生态保护
研究目的： 对海洋微生物量的有效监测是保护海洋生态环境的重要手段，然而目前的采集方法具有检测过程响应时间长，离线检测容易引入二次污染，仪器不容易携带等缺陷。因此本设计旨在设计一款便携式的手持检测设备，以实现海洋微生物量的快速精确检测。
研究方法： 调查法、查找文献法、嵌入式编程法、模拟实验法、对比实验法 实验结果： 本研究以海域微生物量为研究对象,引入ATP生物发光法概念，研制出一套海洋微生物量的快速检测与分析手持设备,提高海洋微生物量检测的时效性、精准性和便携性。
分析与结论： 1、创新性将ATP生物发光法概念与光电信号采集相结合，实现15秒内获得检测结果，保证了检测的时效性； 2、系统实现快速检测微生物量，检测的误差小，具备保真性； 3、系统集成通信接口，方便数据共享到其他移动终端； 4、体积小、功耗低，便于携带和野外长时间作业； 5、可拓展到水产养殖等检测领域，具备良好的市场潜力。
水面悬浮垃圾收集装置的研究
初中组 个人项目
关键词：水面 自动化 全电力 人力捕捞 垃圾收集 悬浮垃圾
本项目基于水面悬浮垃圾清理收集主要依靠人力捕捞方式和机动船收集方式这一现状，设计研制出了一种全自动、全电力、方便灵活的实现水面悬浮垃圾的清理收集装置，从根本上解决了人力捕捞方式存在的效率极低、人力成本高、危及着清理人员的生命安全等问题和机动船收集方式存在成本高、使用范围窄、特殊场合的小水面区域无法清理收集、能耗高、运输转场难度大、并对水质造成二次污染等问题。项目提出了“有序水流生成系统”形成有序水流和“同步驱动控制系统”，实现水面悬浮垃圾顺着有序水流进入装置进行有效收集，并对装置各分系统进行了理论分析、结构设计和仿真实验验证，经实验测试验证，系统达到了设计要求，实现了全自动、全电力、结构简单、操作方便、应用灵活，实现了零污染、零排放，实现了不同水域水面悬浮垃圾的彻底根治。该项目获得了中国专利授权，并已实现专利的转让许可，通过企业营销网络，实现了产品的应用推广，获得了经济效益和社会效益。