第3章大气环境化学ppt课件.ppt

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1、第3章大气环境化学3.1大气环境化学概述3.2天然大气环境特征及化学组成3.3大气光化学反应3.4气溶胶化学3.5酸沉降化学3.6平流层化学3.7大气污染的控制化学2天然大气环境特征及化学组成大气温度层结图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层中间层顶中间层平流层顶对流层顶平流层对流层100806040200160200240280T(K)Z(km)0.8020481216Z(km)00.20.40.61.0ρ0/ρ0s大气温度层结大气温度层结由于地球的旋转作用以及距地面不同高度的各层

2、次大气对太阳辐射吸收程度上的差异，使得描述大气状态的温度、密度等气象要素在垂直方向上呈不均匀分布。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。StratificationoftheAtmosphere对流层Troposphere高度为11~12米；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；温度随高度的增高而递增；垂直对流少，大气稳定

3、。（-56℃~-2℃）135~176nm;240~260nmO3+hvO+O2200-300nm,300-360nmλmax=254nm小知识decimeter(dm);centimeter(cm);millimeter(mm);micrometer(µm)(测微计、千分尺、微米)；nanometer(nm);angstrom(Å);liter(L);milliliter(mL);microlitre(µL)大气温度层结O+O2+MO3+MO2+hvO+Oangstromn.埃（光谱线波长单位）大

4、气温度层结中间层Mesosphere高度为48～78km；气温随高度的增加而降低；空气运动激烈；(meso-)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n.[气]中间层n.[气]热层n.[气]外逸层大气温度层结图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层中间层顶中间层平流层顶对流层顶平流层对流层100806040200160200240280T(K)Z(km)0.8020481216Z(km)00.20.40.

5、61.0ρ0/ρ0s大气温度层结Figure.Majorregionsoftheatmosphere(nottoscale)..............EarthSealevelStratosphereN2,O2H2O,CO2TroposphereMesosphereThermosphereO310-16km50km85km500km15℃-56℃-2℃-92℃1200℃O3+hv(220nm-330nm)→O2+OO2+,NO+IncomingSolarradiation[O]>>[O2]O2+,O+

6、,NO+1200km,[O]=[O2]Highenergyultraviolet:λ<100nm,Penetrationto～200kmInfrared,visible,andultraviolet:λ>330nm,penetrationtoEearth’ssurfaceUltraviolet:λ200-330nm,penetrationto～50km一般按照停留时间把大气物质分为三类：1、准永久性气体N2、Ar、Ne、Kr、氙2、可变组分CO2、CH4、H2、N2O、O3、O23、强可变组分H2O、C

7、O、NOx、NH3、SO2、HC、颗粒物、H2S大气组成的分类大气中的的自由基自由基在清洁的大气中的浓度仅为1/1012左右，但对对流层光化学反应有很重要的作用。自由基的外层电子层有不成对电子，倾向得到一个电子达到稳定结构，因此具有极强的化学活性。大气中存在的重要自由基包括：H·、HO·、HO2·、R·、RO·、RO2·、HCO·、RCO·等氢氧自由基（·OH）的来源O3+hv(λ<320nm)O(1D)+O2O(1D)+H2O2·OHHONO+hv(λ<400nm)·OH+NOH2O2＋hv(λ<36

8、0nm)·OH+·OH过氧氢氧自由基（HO2·）的来源HCHO+hv(λ<370nm)H·+HCO·H·＋O2HO2·HCO·＋O2HO2·＋COHO·自由基在对流层中随高度和纬度的分布HO·自由在氧化大气微量气体中的作用·OH和HO2·之间的转化和汇·OH和HO2·自由基在清洁大气中可以相互转化，互为源汇。·OH自由基在清洁大气中的主要去除过程是与CO和CH4的反应：·OH＋COCO2＋H·CH4＋·OHCH3·＋H2O所生成的H·和CH