20XX年大气的组成及其主要污染物.ppt

第二章 大气环境化学;第一节 大气的组成及其主要污染物;大气的主要成分（体积百分比） 包括： N2（78.08%）、O2（20.95%）、Ar（0.943%）和CO2（0.0314%）。 几种惰性气体： He（5.24×10-4）、Ne（1.81×10-3）、Ke（1.14×10-4）和Xe（8.7×10-6）的含量相对比较高。 水的含量是一个可变化的数值。一般在1～3%。 痕量组分: 如: H2、CH4、CO、SO2、NH3、N2O、NO2、O3等。;90km以下大气层，空气密度随高度增加而减小，大气主要成分组成比例基本不变，故又称其为均匀层。 近海平面干燥洁净大气组分的含量也称为大气组成的“本底值” ，除去水蒸气和杂质外，其组成如下表：;二、大气层的结构;大气是指包围在地球表面并随着地球旋转的空气层。也称为大气圈或大气层。大气是地球上一切生命赖以生存的气体环境。 大气层的重要性还在于：（1）吸收了来自太阳和宇宙空间的大部分高能宇宙射线和紫外辐射，是地球生命的保护伞；（2）是地球维持热量平衡的基础，为生物生存创造了一个适宜的温度环境。 由于大气的化学成分和物理性质（温度、压力、电离状态等）在垂直方向上有显著的差异，大气层可以分为若干层次。; 地表大气平均压力1atm，相当于1cm2地表承受的空气柱质量1034g；大气质量随高度呈不均匀分布，主要集中在下部。 大气层没有明确的边界，在北极，800km的高空仍少量空气存在。一般认为大气层的厚度约1000km，其质量的75%存在于10km以下；99%在30km以下；100km以上空气质量仅占大气总质量的百万分之一。; 对流层 对流层是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化。在赤道附近为16~18km，在中纬度地区为10~12km，两极附近为8~9km。夏季较厚，冬季较薄。 ; 对流层的特点： （1）气温随高度升高而降低，称为大气垂直递减率，通式如下； 大约每上升100m，温度降0.6℃。 （2）空气密度大。对流层平均厚度为10~12km，仅是大气层厚度的1%，但是大气总质量的3/4以上和几乎所有水汽集中在此层。 （3）天气现象复杂多变。; 平流层的特点： （1）空气没有对流运动，平流运动占显著优势。 （2）空气比下层 稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象，透明度高。 （3）在高约15~35km范围内，有厚约20km的一层臭氧层，因为臭氧具有吸收太阳短波紫外线的能力，并将吸收的太阳辐射转化为分子内能，故平流层的温度随高度而升高，也防止了地球生命遭受高能辐射的伤害。;从平流层顶到80km高度称为中间层，中间层空气更为稀薄，无水分； 中间层的温度随高度增加而降低，在中间层顶，气温达到极低值（约 -100℃）； 在约60km的高空，受到阳光照射的中间层的 大气分子开始电离，所以在60~80km之间是均质层转向非均质层的过渡层。; 从80km到约500km称为热层或电离层。这一层温度随高度增加而迅速增加。据卫星观测，在300km以上，气温达到1000°C以上。 该层大气分子比中间层更加稀薄，受到宇宙射线和阳光紫外线的作用，大部分空气分子都电离成离子和自由电子，所以又称为电离层。由于电离层能够反射无线电波，人类可以利用它进行远距离无线电通讯。 热层内温度很高，昼夜变化很大，热层下部有少量的水分存在，因此偶尔会出现银白并微带青色的夜光云。;热层以上的大气层称为逃逸层。大部分分子发生电离，质子的含量远远超过中性氢原子的含量。 逃逸层空气极为稀薄，密度几乎与太空相同，故又常称为外大气层；空气受地心引力极小，气体及微粒可从这层飞出地球重力场进入太空。 逃逸层的上界在哪里还没有统一，实际上地球大气与星际空间并没有截然的界限。逃逸层的温度随高度增加而略有增加。 ;气压和温度随高度的变化;大气压力随海拔高度变化可用下面的公式描述： ;三、大气中的主要污染物;大气中的含硫化合物主要包括： 氧硫化碳(COS)、二硫化碳、二甲基硫(CH3)2S、硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐和硫酸盐等。 （1）二氧化硫 I.SO2的危害： 刺激性气体,呼吸道危害；植物危害；酸雨 II.SO2的来源与消除： SO2有60％来自煤的燃烧，30％左右来自石油燃烧和炼制过程；有50%会转化形成硫酸或硫酸根，另外50%通过干湿沉降从大气中消除。 III.SO2的浓度特征： 本底浓度一般在0.2～10μL/m3之间，停留时间3～6.5天。;;早晚SO2排放量大，且逆温层低，空气稳定，排放的SO2不易扩散； 影响因素包括：高度、污染源位置与风向、风速、大气稳定度、低层逆温、湍流。;大气中的H2S主要来自天然源。除火山活动产生少量H2S，