大气圈和大气化学new

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1、环境化学化学化工学院宋军2008年6月第一部分大气环境化学第二章大气圈和大气化学2.1大气圈的重要性及其物理特性一、大气环境的结构二、大气的组分三、大气污染源及污染物四、太阳辐射五、影响大气污染物迁移的因素六、大气圈的主要物质循环大气的垂直分层对流层平流层对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减，只因热源是地面；天气复杂且多变，风云雨雪较常见气温初稳后升热只因层中臭氧多水平流动天气好高空飞行很适合上冷下热高空对流电离层中间层电离层能反射无线电波，对无线电通讯有重要作用一、大气环境的结构1.对流层特点：(1)气温随高度增加而降低。在不同地区、

2、不同季节和不同高度，降低的数值并不相同。一般来说每上升100m，温度降低0.65℃。(2)气体密度大。大气总质量的3/4和几乎大气中的全部水份都集中在对流层。(3)天气现象复杂多变，空气具有强烈的对流运动。雨雪、云雾、雷电等自然现象都发生在这一层。2.平流层30-35km以下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，称为同温层。同温层上，随高度的升高温度升高。平流层的特点：(1)空气无对流，平流运动占显著优势。(2)空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃含量甚微，很少出现天气现象，透明度高，10-20km是超音速飞机飞行的理想区域。(3)15-35km的区

3、域内有厚约20km的一层臭氧层。※中间层（平流层顶到80km）气温随高度增加而降低，大气对流运动强烈。※电离层（80km-500km）大气温度随高度增加而增加，温度最高可升至1000℃以上，空气处于高度电离状态，能反射无线电波。※散逸层（外层大气）大气稀薄，气温高，受地心引力极小。二、大气的组分大气的总质量5.14×1018kg成云致雨的必要条件主要成分次要成分水汽固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件；对地面保温大气组成主要作用干洁空气O3N2

4、O2CO2大气各成分的作用两个重要概念：源和汇源：大气组分产生的途径和过程，包括天然和人为两种途径。天然源：自然界发生的物理、化学和生物过程向大气输送物质。人为源：指人类生活，生产活动向大气输送污染物。（书上19页区别人为源和天然源）汇：指大气组分从大气中去除的途径和过程，包括降水湿去除，大气中化学反应转化为其他气体或微粒、地表物质吸收或反应去除、向平流层输送等。大气组分的停留时间各种化学反应、生物活动、放射性衰变及工业活动等不断产生气体投放至大气；又因化学反应、生物活动、物理过程及海洋、陆地吸收而不断迁出大气。某组分在贮库中的总输入速度(Fi)

5、和总输出速度(Ri)是相等的，若假设i组分的贮量为Mi，则可由下式确定组分i在大气中的停留时间ti：ti=Mi/Ri=Mi/Fi大气组成的分类惰性气体Ar、Ne、He、Kr和Xe停留时间都在107年以上，N2(100万年)、O2(6000年)，属于准永久性气体（非循环气体）。其次是参与生物、水、岩石等循环的生物循环气体H2(6-8年)、CO2(5-15年)、CH4(2.5-8年)、N2O(8~15年)、O3(2年)等，属于可变组分。大气中停留时间小于1年的气体，如H2O(10天)、SO2(2-4天)、NO和NO2(8-10天)，CO(73-185

6、天)等，它们在大气中的浓度变化比较明显，属于强可变组分。三、大气污染源及污染物大气污染的概念（ISO定义）：通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。大气污染源燃料的燃烧：如火力发电厂等燃料燃烧，约占总污染物的70％以上。煤的直接燃烧所排放的烟尘时我国大气污染的主要特征。工业生产：如炼铁等工矿企业产生的污染物，约占总污染物的20％左右。交通运输：如汽车等交通工具所排放的污染物，约占总污染物的10％左右，它也称流动污染源。农业生产污染源的分类按污

7、染源存在形式：固定污染源移动污染源按污染源的排放形式分：点源线源面源按污染物排放空间分：高架源地面源按污染物排放时间分：连续源间断源瞬时源按污染物的发生类型分：工业污染源农业污染源生活污染源交通污染源※按形成过程，可以分为一次污染物和二次污染物。一次污染物：从污染源直接排放的原始物质，进入大气后其性质没有发生任何变化。如CO，SO2，NO二次污染物：由污染源排出的一次污染物与大气中原有成分，或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学变化或光化学反应，形成了与原污染物性质不同的新污染物，所形成的新的污染物质，称为二次污染物。如光化学烟雾、硫酸烟雾等。

8、主要的大气污染物※按物理形态，可分为：颗粒污染物和气态污染物。大气颗粒污染物(气溶胶态污染物)，是指固体或液体微粒均匀地分散在气体中形