2022年7月21日，由中国科学院大学（以下简称国科大）2020级和2021级部分本科生组成的“城市空气质量调研小组”抵达杭州，正式开启调研考察之行。在接下来的9天里，组员们通过实地走访、咨询专家、参观企业等方式，详细了解了城市空气污染治理现状，调研不同污染源具体情况，利用专业知识，为城市环保资源优化配置提供了一个合理方案。
部分小组成员合影
“绿水青山就是金山银山”，随着诸多环保政策贯彻执行，城市整体空气质量逐步好转，空气污染指数明显下降。然而，同学们在调研中注意到，在交通主干道、施工场所等污染源附近，空气质量问题仍不容小视。这需要城市环境治理部门重点关注相关情况，合理分配环保资源。由于小组成员专业涵盖数学、计算机、化学等，调查小组计划综合运用多学科知识，为城市环保资源的优化配置出一份力。
首先，小组前往了社会实践接收单位杭州鑫翔七迅科技有限公司，与相关负责人沟通敲定了具体的社会实践流程。同时，专业人员介绍了公司在移动源监测方面所做的诸多项目，如机动车排气污染管理系统、黑烟遥感监测系统等，让小组成员对环保领域中数字化的力量有了具体的认识。随后，在杭州市余杭生态环境监测站，小组跟随工作人员认真参观、积极体验，重点学习了空气采样仪器的使用规范，为之后的采样工作做好准备。针对分配环保资源的调研课题，小组采访了相关工作人员以了解大气颗粒物的检测形式和近期城市大气污染情况。
黑烟遥感抓拍
7月22日至26日，小组选择了杭州市区的五个典型地段，在专业人员的指导下，使用专业设备进行PM2.5浓度检测，分工每天定时采集数据。考虑到PM2.5浓度的环境敏感性，小组也将道路拥堵、工地施工、洒水作业等活动一一记录，以分析它们对于PM2.5的影响程度。通过五天的调查，小组对不同地段PM2.5浓度的变化规律做出了定量分析。
7月27日，小组来到杭州第十一机动车监测站，了解车辆年检尾气检测流程、汽车尾气的处理措施和排放标准。随后，小组进行实验，使用便携式PM2.5检测仪检测汽车在怠速和模拟正常行驶时尾气中PM2.5排放情况，收集相关数据。
尾气检测实景
次日，小组乘车前往杭州市桐庐县海康威视产业园三期项目工地，了解城市工地造成空气污染的具体处理措施。组员们注意到，这一工地对进出的渣土车进行喷淋，去除车外表面覆盖的工地污染物，以避免马路扬尘。相关人员在接受采访时介绍，工地配备了摄像头和自动监测仪实时监测工地内各处扬尘，若超过一定范围，将启动自动喷淋。
道闸上的智能语音报警器
7月29日，小组整理数据并在结合各专业知识给出解决方案。数学专业同学负责建立模型，化学专业同学负责评估各个污染源具体的影响，计算机专业同学负责将模型通过编写程序实现。此外，小组成员还联系了中国科学院生态环境研究中心的老师，与研究用数学建模推动环境管理等方向的研究员进行交流，了解大气污染物的现行测量和预测方式及其结果对环境管理的现有影响，评估提出的解决方案。
组员讨论
程序部分代码及运行结果截图
经过多次调整优化，小组最终使用Python完成了“基于ARIMA的AQI预测”，该程序较好预测了未来几天的空气质量变化，而这样的预测能为城市环保资源的优化分配提供清晰指引。尽管这是一次不甚完美的朴素尝试，但组员们相信，当数学建模日臻完善，借助计算机实现环保资源的“精准分配”将一步步走进现实。（文/邱瑞晨）
