《环境化学》PPT课件

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1、第二章大气环境化学第一节大气层结构特点、组成及主要污染物AtmosphericCompositionGas%byvolumeN278.08O220.95Ar0.93CO20.03Allothergases(Ne,He,Kr,H,etc)0.01WaterVariableDryair一、大气温度层结1、定义：由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层次大气对太阳辐射吸收程度上的差异，使得温度、密度等气象要素在垂直方向上呈不均匀的分布。人们把静大气的温度和密度在垂直方向上的分布称为大气温度层结和大气密度层结。A、对流层troposphereB、平流层str

2、atosphereC、中间层mesosphereD、热层（电离层）thermosphereE、逸散层exosphere100806040200热层中间层顶中间层平流层顶平流层对流层顶对流层2、大气分层与各层的特性160200240280T(K)X(km)图大气温度的垂直分布对流层Troposphere高度为11~12km；温度变化特点是：通常0.6K/100m；气体垂直运动激烈；含有大气全部质量的3/4和几乎全部水气，复杂的天气现象。(15℃~-56℃)平流层Stratosphere高度为12～50km；有厚约20km的一层臭氧层，温度随高度的增高而递增

3、（-56℃~-2℃）；垂直对流少，大气稳定，很少出现天气现象。热层(电离层)Thermosphere高度为80～800km；温度随高度增加而迅速上升；散逸层Exosphere空气非常稀薄中间层Mesosphere高度为48～78km；气温随高度的增加而降低；空气运动激烈；(meso-)atmosphericpressureTheatmosphericpressureistheweightexertedbytheoverheadatmosphereonaunitareaofsurfaceABhvacuumMercurybarometerMassofthea

4、tmospherePs:theglobalmeanpressureatthesurface,Ps=9.84x104Pa.R=6400km,theearthradiusg=9.8m2/s,accelerationofgravityResults:ma=5.2x1018kgPressureprofileBarometriclawWhereMa:themolecularweightofairg:accelerationofgravityR:gasconstantT:temperaturez:altitudeExpressingtheamountofsubsta

5、ncesintheatmosphereConcentrationtheamount(mass,moles,molecules,etc)ofasubstanceinagivenvolumedividedbythatvolume.Theexampleconcentrationunitsaremg/m3,mol/m3,molecules/cc,andetc.Mixingratiotheratiooftheamountofthesubstanceinagivenvolumetothetotalamountofallconstituentsinthatvolume

6、.MixingRationiisthemolarconcentrationofiandntotalisthetotalmolarconcentrationofair.partspermillion(ppm)10-6mmolmol-1partsperbillion(ppb)10-9nmolmol-1partspertrillion(ppt)10-12pmolmol-1Conversionbetweenppmandμg/m3ni:mol/m3mi:mg/m3Mi:g/molPressureunitandRConstant:P=1.01325x10^5pasc

7、alR=8.314J/k.molforPinPaandvolumeinm3Conversionbetweenppmandμg/m3Example:TheHongKongAirQualityObjectiveforozoneis240μg/m3.TheU.S.NationalAmbientAirQualityStandardforozoneis120ppb.Whichstandardisstricteratthesametemperature(25oC)andthepressure(1atm)?ppminsolutionvs.ppmasmixingrati

8、oforairbornesubstancesppm:Partspermillio