2019大气环境化学上
合集下载
第二篇大气环境化学1天然大气
The ozone layer is in the stratosphere. Ozone absorbs UV, causing the rising temperature with altitude in this layer.
The temperature structure keeps the air calm in this layer. (That’s why jet aircraft fly in the lohere, temperature rises with altitude, caused by absorption of UV solar radiation by N2 and O2.
The lower atmosphere
The troposphere and the stratosphere together are called the lower atmosphere.
凡是有自由基生成或由其诱发的反应都叫自由基反 应。
1.3 大气中的离子及自由基
甲烷与氯在光的存在下发生的反应就是一种自由基反应： Cl2 2Cl Cl + CH4 CH3 + HCl CH3 + Cl2 CH3 Cl + Cl 放出的Cl又可和甲烷反应而使反应继续进行。
2、大气中主要自由基的来源 最 主 要 的 是 OH 自 由 基 ， 其 次 是 HO2 及 H3C、H3CO 和
=0.03年(11days)
结论:大气中水分更替时间短,对Ri 和 Fi变化敏感.
1.1 大气的组成和停留时间
惰 性 气 体 Ar、Ne、He、Kr 和 Xe 停 留 时 间 都 在 1 0 7 年 以 上 ，
N2(100万年) 、O2(>1000年)属于准永久性气体(非循环性气体)。
The temperature structure keeps the air calm in this layer. (That’s why jet aircraft fly in the lohere, temperature rises with altitude, caused by absorption of UV solar radiation by N2 and O2.
The lower atmosphere
The troposphere and the stratosphere together are called the lower atmosphere.
凡是有自由基生成或由其诱发的反应都叫自由基反 应。
1.3 大气中的离子及自由基
甲烷与氯在光的存在下发生的反应就是一种自由基反应： Cl2 2Cl Cl + CH4 CH3 + HCl CH3 + Cl2 CH3 Cl + Cl 放出的Cl又可和甲烷反应而使反应继续进行。
2、大气中主要自由基的来源 最 主 要 的 是 OH 自 由 基 ， 其 次 是 HO2 及 H3C、H3CO 和
=0.03年(11days)
结论:大气中水分更替时间短,对Ri 和 Fi变化敏感.
1.1 大气的组成和停留时间
惰 性 气 体 Ar、Ne、He、Kr 和 Xe 停 留 时 间 都 在 1 0 7 年 以 上 ，
N2(100万年) 、O2(>1000年)属于准永久性气体(非循环性气体)。
大气环境化学
大气环境化学1、大气的组成2、大气组分动态平衡的盒子模式源：大气组分产生的途径和过程→源强：进入大气的组分输入速率(Fi）汇：指大气组分从大气中去除的途径和过程→汇强：从大气输出组分的速率（Ri）（降水湿去除、化学反应转化、地表物质吸收或反应去除、向平流层输送）当Fi＝Ri时，大气组分的质量Mi恒定；当Fi>Ri时，污染物相对积累3、停留时间停留时间（平均停留时间）：某种组分在进入大气后到被清除之前在大气中停留的平均时间τ ＝大气中的总贮量Mi / Fi 或者RiQ：研究停留时间的意义？某组分的停留时间越长，表明该组分在离开大气或转化成其它物质以前，在环境中存留的时间也越长；表明该组分在大气中的储量相对于输入（出）来说是很大的，即使人类活动改变了该组分的的输入（出）速度，对其总量的影响也不明显；若组分停留时间越短，其输入（出）速率的改变就对总贮量很敏感。
[计算1] 已知CH4在对流层的平均浓度c＝1.55×10－6（w/w），且不随时间变化；已知：大气的总质量5.14×1018 kg；F CH4＝R CH4＝1.5×1014（mol/a）；对流层占总大气圈质量的比例：3/4；CH4的相对分子质量为16；[计算2] 全球对流层清洁大气中总硫的平均浓度c＝1×10-9 （w/w），Fs＝Rs＝200×1012 g/a；大气的总质量5.14×1018 kg；对流层占总大气圈质量的比例：3/4求大气中硫的停留时间？（结果用天表示）4、环境本底值环境本底值：指自然环境在未受污染的情况下，各种环境要素中的化学元素或化学物质的基线含量，又叫环境背景值。
大气组成的“本底值”——近海平面洁净的大气组分的含量来表示。
5、大气的化学组成主要组分：氮气（N2）、氧气（O2）次要组分：氩气（Ar）和二氧化碳（CO2）－占总大气的99.992％（体积分数）痕量组分：惰性气体和微量有毒气体－NO、NO2、CO、SO2、H2S干洁大气（干燥清洁的大气）组分：N2（78%）、O2（21%）、Ar、CO26、大气污染物组成分类气态污染物－常温下是气体或蒸汽，就是以气态方式输入并停留在大气中的污染物，包括SOx、NOx、COx、CH、CFCs－占90%；大气颗粒物－液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。
大气环境化学(1)
Γ ＜ 0 气温随高度增加而升高 由于对流(duìliú)层内大气的重要热源是来自地面的长波 辐射，故离地面越近气温就越高，离地面越远气温就 越低，使得对流层内Γ＞0
共四十二页
2．平流层 (同温层)
从对流层顶到约52km高度的范围为平流层．其下部有一 很明显的温度稳定区，然后随高度增加而温度上升，其原因是 地表辐射影响减少以及氧和臭氧对太阳辐射吸收加热，这种温
逸散层
大气圈的分层结构(jiégòu)
共四十二页
共四十二页
1．对流层
最靠近地面的大气层，厚度约12km，存在着强烈的垂直对流作 用．水汽、尘埃较多．雨、雪、云、雾、雷电等主要天气现象和过程 都发生在这一层里．对人类影响最大，大气污染通常指这一层靠地面 2km范围． (15 ℃~-56 ℃)
特点：
① 若层结大气使气块趋于回到原来的平衡位置，则称
层结是稳定的；
② 若层结大气使气块趋于继续离开原来的位置，则称
层结是不稳定的； ③ 介于二考之间则称层结为中性的。
共四十二页
Γ＜Γ d，表明大气是稳 定的；
Γ>Γ d ，大气是不稳定 的
Γ＝Γ d ，大气处于平衡 状态。
可见(kějiàn)：大气的垂直 递减率Γ越大 ，气块的 干绝热递减率Γd越小， 气块越不稳定。
指污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程。
结果：可使污染物浓度减低。
大气圈中的空气运动主要由于温度差异引起。
主要影响因素(yīn sù)：大气温度层结及由此引起的空气 运动的规律
共四十二页
主要 内容 (zhǔyào)
一、大气温度层结和密度层结 二、辐射逆温层 三、气块的绝热过程和干绝热递减率 四、大气稳定度 五、影响大气污染物迁移(qiānyí)的因素
共四十二页
2．平流层 (同温层)
从对流层顶到约52km高度的范围为平流层．其下部有一 很明显的温度稳定区，然后随高度增加而温度上升，其原因是 地表辐射影响减少以及氧和臭氧对太阳辐射吸收加热，这种温
逸散层
大气圈的分层结构(jiégòu)
共四十二页
共四十二页
1．对流层
最靠近地面的大气层，厚度约12km，存在着强烈的垂直对流作 用．水汽、尘埃较多．雨、雪、云、雾、雷电等主要天气现象和过程 都发生在这一层里．对人类影响最大，大气污染通常指这一层靠地面 2km范围． (15 ℃~-56 ℃)
特点：
① 若层结大气使气块趋于回到原来的平衡位置，则称
层结是稳定的；
② 若层结大气使气块趋于继续离开原来的位置，则称
层结是不稳定的； ③ 介于二考之间则称层结为中性的。
共四十二页
Γ＜Γ d，表明大气是稳 定的；
Γ>Γ d ，大气是不稳定 的
Γ＝Γ d ，大气处于平衡 状态。
可见(kějiàn)：大气的垂直 递减率Γ越大 ，气块的 干绝热递减率Γd越小， 气块越不稳定。
指污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程。
结果：可使污染物浓度减低。
大气圈中的空气运动主要由于温度差异引起。
主要影响因素(yīn sù)：大气温度层结及由此引起的空气 运动的规律
共四十二页
主要 内容 (zhǔyào)
一、大气温度层结和密度层结 二、辐射逆温层 三、气块的绝热过程和干绝热递减率 四、大气稳定度 五、影响大气污染物迁移(qiānyí)的因素
【环境化学】第一章 大气环境化学 第一节 大气的组成和主要污染物
把大气圈看做一个盒子，是各种大气组分的储库 （Reservoir）
当Fi＝Ri时，大气组分的质量Mi恒定（千百年的地质 变化过程中，Fi＝Ri）
23
当Fi > Ri时：
污染物相 对积累
24
第二章 大气环境化学 / 第一节 大气的组成和主要污染物
1.3 大气环境化学研究中的基本概念
3. 停留时间（Residence time）
27
研究停留时间的意义
某组分的停留时间越长，表明该组分在离开大气或转 化成其它物质以前，在环境中存留的时间也越长；
某组分的停留时间越长，表明该组分在大气中的储量 相对于输入（出）来说是很大的，即使人类活动改变 了该组分的的输入（出）速度，对其总量的影响也不 明显；
若组分停留时间越短，其输入（出）速率的改变就对 总贮量很敏感。
28
大气中各组分的停留时间
惰性气体：Ar、Ne、He、Kr、Xe－ τ ＞107（a），准永久性气体或 非循环气体
生物循环气体：N2（100a）、O2（6000a） H2（5a）、 CO2（10a） CH4（2.4a）、N2O（8～15a） CO（1a） －可变化组分
小于1年的气体： H2O（10.1d） O3（＜1d） SO2（＜0.02a）NH3（1d） NO和NO2（＜1 month）－强可变化组分
21
第二章 大气环境化学 / 第一节 大气的组成和主要污染物
1.3 大气环境化学研究中的基本概念
2. 汇（Sink）和汇强（Ri）
汇－ 指大气组分从大气中去除的途径和过程
降水湿去除 化学反应转化 地表物质吸收或反应去除 向平流层输送
汇强－从大气输出组分的速率（Ri）
22
当Fi＝Ri时，大气组分的质量Mi恒定（千百年的地质 变化过程中，Fi＝Ri）
23
当Fi > Ri时：
污染物相 对积累
24
第二章 大气环境化学 / 第一节 大气的组成和主要污染物
1.3 大气环境化学研究中的基本概念
3. 停留时间（Residence time）
27
研究停留时间的意义
某组分的停留时间越长，表明该组分在离开大气或转 化成其它物质以前，在环境中存留的时间也越长；
某组分的停留时间越长，表明该组分在大气中的储量 相对于输入（出）来说是很大的，即使人类活动改变 了该组分的的输入（出）速度，对其总量的影响也不 明显；
若组分停留时间越短，其输入（出）速率的改变就对 总贮量很敏感。
28
大气中各组分的停留时间
惰性气体：Ar、Ne、He、Kr、Xe－ τ ＞107（a），准永久性气体或 非循环气体
生物循环气体：N2（100a）、O2（6000a） H2（5a）、 CO2（10a） CH4（2.4a）、N2O（8～15a） CO（1a） －可变化组分
小于1年的气体： H2O（10.1d） O3（＜1d） SO2（＜0.02a）NH3（1d） NO和NO2（＜1 month）－强可变化组分
21
第二章 大气环境化学 / 第一节 大气的组成和主要污染物
1.3 大气环境化学研究中的基本概念
2. 汇（Sink）和汇强（Ri）
汇－ 指大气组分从大气中去除的途径和过程
降水湿去除 化学反应转化 地表物质吸收或反应去除 向平流层输送
汇强－从大气输出组分的速率（Ri）
22
大气环境化学概述
大气环境化学概述一、引言大气环境化学是研究大气环境中各种化学成分与过程的相互作用和影响的一个重要学科，其研究对象包括大气中的气态和颗粒态污染物、大气化学反应过程、大气光化学和大气中的气溶胶等。
大气环境化学的研究对于理解和减少大气污染、改善空气质量、保护人类健康和生态环境具有重要意义。
二、大气环境化学的研究内容1.大气中的主要污染物：大气中的主要污染物包括臭氧（O3）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、挥发性有机化合物（VOCs）等。
2.大气中的化学反应过程：大气中的化学反应过程是大气环境化学的核心内容，包括氧化反应、光解反应、光化学反应等。
3.大气中的气溶胶：气溶胶是大气中的微粒，对大气光学特性、云和降水形成、空气污染等方面具有重要影响。
4.大气污染物来源与传输：大气污染物的来源包括自然来源和人为来源，而传输过程则直接影响大气污染的空间分布和浓度水平。
三、大气环境化学的研究方法1.实地观测：通过建立大气污染源监测站和气象站，实时监测和记录大气中的污染物浓度、气象参数等数据。
2.模型模拟：利用数学模型对大气中的化学反应过程和污染物传输进行模拟和预测，为空气质量预报提供科学依据。
3.实验室研究：通过实验室模拟大气环境中的化学反应过程，探究不同污染物之间的相互作用和影响。
4.多学科交叉研究：大气环境化学是一个跨学科领域，需要与大气物理学、气象学、环境科学等学科相互交叉，并结合相关技术手段开展研究。
四、大气环境化学研究的应用与前景1.空气质量管理与控制：大气环境化学研究为改善空气质量提供科学依据，指导制定大气污染防治政策和措施。
2.气候变化研究：大气中的气溶胶和温室气体等化学成分对气候变化起着重要作用，大气环境化学研究对于气候变化机制的解析具有重要意义。
3.健康保护与风险评估：大气污染物对人类健康和生态环境产生危害，大气环境化学研究可以帮助评估大气污染对人体健康和生态系统的影响，保护人类健康。
五、结语大气环境化学作为一门交叉学科，已经成为应对大气污染和气候变化等环境问题的重要研究领域。
环境化学 第二章 大气环境化学
高度电离，电离层，稀薄
0 160 200 240 280 K
8
大气温度的垂直分布
高度（km）3000
散逸层
（+ ）
500
400 热成层 300
（+ ）
200
100 越往上氧、氦等气体的原子态越多
90 中间层顶
80
电离层
紫外线的强烈照
射，N2和O2产生 不同程度的离解
度 高 k（ m）
70 中间层
60
对流层
16
2．平流层（Stratosphere）
范围：高度12~50km 特征： ① 温度随高度增加而上升, 温度大约为220~260K, 在
12~20km处温度基本不变。 ②由于高能电磁辐射比对流层强烈，所以光化学反应很
重要。 ③O3层即存在于此层下部，高度为15~35km处，其中
25km处浓度最高。
擦层边界层低层大气（1－2km）污染物 80
集中；自由层：自然现象对流层顶层：
水变冰，阻止氢的损失
60
X(km)
B、平流stratosphere
O2→O· + O · O · +O2→O3
O3→O · + O2 O3+ O · →2O2
40
吸收紫外线
C、中间层mesosphere
20
D、热层（电离层）thermosphere
1、要在江南地区顺利育苗，可采取哪些有效的措施？
夜间在秧田里灌水；人造烟雾的办法
2、温室内气温高于室外的原因是什么？ 温室内二氧化碳的浓度较高，水分充足，能更多的吸收红外线长波辐射， 保温效应好
3、农民在冬季采用塑料大棚发展农业，是对哪些自然条件进行改造？ 热量条件和水分条件
0 160 200 240 280 K
8
大气温度的垂直分布
高度（km）3000
散逸层
（+ ）
500
400 热成层 300
（+ ）
200
100 越往上氧、氦等气体的原子态越多
90 中间层顶
80
电离层
紫外线的强烈照
射，N2和O2产生 不同程度的离解
度 高 k（ m）
70 中间层
60
对流层
16
2．平流层（Stratosphere）
范围：高度12~50km 特征： ① 温度随高度增加而上升, 温度大约为220~260K, 在
12~20km处温度基本不变。 ②由于高能电磁辐射比对流层强烈，所以光化学反应很
重要。 ③O3层即存在于此层下部，高度为15~35km处，其中
25km处浓度最高。
擦层边界层低层大气（1－2km）污染物 80
集中；自由层：自然现象对流层顶层：
水变冰，阻止氢的损失
60
X(km)
B、平流stratosphere
O2→O· + O · O · +O2→O3
O3→O · + O2 O3+ O · →2O2
40
吸收紫外线
C、中间层mesosphere
20
D、热层（电离层）thermosphere
1、要在江南地区顺利育苗，可采取哪些有效的措施？
夜间在秧田里灌水；人造烟雾的办法
2、温室内气温高于室外的原因是什么？ 温室内二氧化碳的浓度较高，水分充足，能更多的吸收红外线长波辐射， 保温效应好
3、农民在冬季采用塑料大棚发展农业，是对哪些自然条件进行改造？ 热量条件和水分条件
第3篇大气环境化学第1章大气成分
中、高层大气
以辐射平衡作用为主 O2、O和O3对太阳辐射的吸收（加热） O3、CO2和水汽的红外辐射（冷却）
2020/6/28
27
大气的分层和结构 －对流层
特点
（1）大气温度随高度降低 （2）大气的垂直混合作用强 （3）气象要素水平分布不均匀
对流层大气热源---地面
对流层大气 －平均温度递减率 6.5K/km
M M
FR
2020/6/28
3
地球大气成分－干洁大气
除水汽以外的纯净大气称为干洁大气（干空气）。
干洁大气
主要成分、微量成分和痕量成分
主要成分：N2，O2，Ar及CO2，浓度在300 ppmv以上； 微量成分：1～20 ppmv，如CH4等； 痕量成分：1 ppmv以下，O2、H2、氮氧化合物、硫化物、氟氯烃类
2020/6/28
13
地球大气成分 －大气湿度的表示方法
混合比与比湿q
水汽质量mv克，干空气质量md克，混合比为水汽与干空气的质量比
比湿q为水汽与湿空气的质量比
r mv md
与q关系
（单位：g/g或g/kg）
q mv md mv
q r 1 r
2020/6/28
14
地球大气成分 －大气湿度的表示方法
Tetens经验公式计算水面和冰面的饱和水汽压 e s 6 .1 0 7 8 e x p [1 7 .2 6 9 3 T 8 8 2 3 (5 T .8 6 2 7 3 .1 6 )]
e si 6 .1 0 7 8 e x p [2 1 .8 7 4 5 T 5 8 4 7 (T .6 6 2 7 3 .1 6 )]
大气温度随高度降低→对流层内具有 强烈的对流运动→水汽和气溶胶粒子等 大气成分在垂直方向上的输送。
以辐射平衡作用为主 O2、O和O3对太阳辐射的吸收（加热） O3、CO2和水汽的红外辐射（冷却）
2020/6/28
27
大气的分层和结构 －对流层
特点
（1）大气温度随高度降低 （2）大气的垂直混合作用强 （3）气象要素水平分布不均匀
对流层大气热源---地面
对流层大气 －平均温度递减率 6.5K/km
M M
FR
2020/6/28
3
地球大气成分－干洁大气
除水汽以外的纯净大气称为干洁大气（干空气）。
干洁大气
主要成分、微量成分和痕量成分
主要成分：N2，O2，Ar及CO2，浓度在300 ppmv以上； 微量成分：1～20 ppmv，如CH4等； 痕量成分：1 ppmv以下，O2、H2、氮氧化合物、硫化物、氟氯烃类
2020/6/28
13
地球大气成分 －大气湿度的表示方法
混合比与比湿q
水汽质量mv克，干空气质量md克，混合比为水汽与干空气的质量比
比湿q为水汽与湿空气的质量比
r mv md
与q关系
（单位：g/g或g/kg）
q mv md mv
q r 1 r
2020/6/28
14
地球大气成分 －大气湿度的表示方法
Tetens经验公式计算水面和冰面的饱和水汽压 e s 6 .1 0 7 8 e x p [1 7 .2 6 9 3 T 8 8 2 3 (5 T .8 6 2 7 3 .1 6 )]
e si 6 .1 0 7 8 e x p [2 1 .8 7 4 5 T 5 8 4 7 (T .6 6 2 7 3 .1 6 )]
大气温度随高度降低→对流层内具有 强烈的对流运动→水汽和气溶胶粒子等 大气成分在垂直方向上的输送。
《大气环境化学 》课件
PART 05
大气污染控制与治理
REPORTING
政策法规与标准制定
政策法规
制定和实施大气污染防治相关政策法规，包括污染物排放标准、环境质量标准等，以规范企业和个人的行为，减 少大气污染物的排放。
标准制定
根据不同地区和行业的实际情况，制定大气污染物排放标准，以及环境空气质量标准，为污染控制提供科学依据 。
交通运
总结词
交通运输过程中会产生大量的尾气和颗粒物，如一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合 物等。
详细描述
交通运输是大气污染物的重要来源之一，主要来自汽车、摩托车和运输车辆等。 这些车辆在行驶过程中会排放大量的尾气，其中含有多种有害物质，如一氧化碳 、氮氧化物、碳氢化合物等。
农业活动
总结词
农业活动如施肥、喷洒农药等会产生一定的大气污染物，如 氨气、氮氧化物等。
《大气环境化学》 PPT课件
REPORTING
• 大气环境化学概述 • 大气污染物的来源与形成 • 大气污染物的传输与转化 • 大气污染物对人类和环境的影响 • 大气污染控制与治理 • 大气环境化学的未来展望
目录
PART 01
大气环境化学概述
REPORTING
大气环境化学的定义与重要性
定义
大气环境化学是一门研究大气环境中 化学物质的形成、转化、传输和影响 等过程的学科。
要点一
与地球科学
要点二
与生物学
研究大气化学与地球大气的相互作用，如火山喷发对大气 化学的影响。
研究大气污物对生物体的影响，以及生物体对大气污染 物的适应和进化。
THANKS
感谢观看
REPORTING
其影响因素。
大气中化学物质的环境效应与健康影响
环境化学大气环境化学
人为源
人类生产和生活活动产生的污染物， 如工业排放、交通尾气、农业活动和 城市生活垃圾等。
大气中污染物的扩散与传
大气湍流扩散
污染物在气流的作用下，通过扩散作用在大气中传播和稀释。
污染物传输
污染物在大气中随气流迁移，受到地形、气象条件和地理环境等因素的影响。
大气中污染物的转化与归宿
化学反应
大气中的污染物可以与其他气体或颗粒 物发生化学反应，生成新的化合物或分 解为其他物质。
污染控制策略制定 基于大气环境化学研究，制定针 对不同污染物的控制措施和减排 目标，有效改善空气质量。
气候变化应对 将大气环境化学研究成果应用于 气候变化应对策略的制定，推动 减缓和适应气候变化的行动。
THANKS
感谢观看
大气环境质量的评估标准
国家标准
01
根据国家法律法规制定的大气质量标准，如PM2.5、PM10、二
氧化硫等污染物的浓度限值。
世界卫生组织标准
02
与国际接轨的大气质量标准，为全球范围内的大气质量评估提
供参考。
区域或地方标准
03
根据特定区域或地方的环境条件和需求，制定更为严格或具有
针对性的大气质量标准。
动物迁徙和生态平衡等。研究大气环境化学有助于保护生态环境。
03
促进可持续发展
通过研究大气环境化学，可以更好地了解大气中化学物质的变化规律，
为制定环境保护政策和措施提供科学依据，促进可持续发展。
大气环境化学的历史与发展
历史回顾
大气环境化学作为一门学科，经历了从传统气象学和化学的分离到多学科交叉融合的发展过程。早期的学者主要 关注气象现象和化学物质在大气中的分布，而现代的大气环境化学则更加注重化学物质在大气中的转化和传输机 制。
人类生产和生活活动产生的污染物， 如工业排放、交通尾气、农业活动和 城市生活垃圾等。
大气中污染物的扩散与传
大气湍流扩散
污染物在气流的作用下，通过扩散作用在大气中传播和稀释。
污染物传输
污染物在大气中随气流迁移，受到地形、气象条件和地理环境等因素的影响。
大气中污染物的转化与归宿
化学反应
大气中的污染物可以与其他气体或颗粒 物发生化学反应，生成新的化合物或分 解为其他物质。
污染控制策略制定 基于大气环境化学研究，制定针 对不同污染物的控制措施和减排 目标，有效改善空气质量。
气候变化应对 将大气环境化学研究成果应用于 气候变化应对策略的制定，推动 减缓和适应气候变化的行动。
THANKS
感谢观看
大气环境质量的评估标准
国家标准
01
根据国家法律法规制定的大气质量标准，如PM2.5、PM10、二
氧化硫等污染物的浓度限值。
世界卫生组织标准
02
与国际接轨的大气质量标准，为全球范围内的大气质量评估提
供参考。
区域或地方标准
03
根据特定区域或地方的环境条件和需求，制定更为严格或具有
针对性的大气质量标准。
动物迁徙和生态平衡等。研究大气环境化学有助于保护生态环境。
03
促进可持续发展
通过研究大气环境化学，可以更好地了解大气中化学物质的变化规律，
为制定环境保护政策和措施提供科学依据，促进可持续发展。
大气环境化学的历史与发展
历史回顾
大气环境化学作为一门学科，经历了从传统气象学和化学的分离到多学科交叉融合的发展过程。早期的学者主要 关注气象现象和化学物质在大气中的分布，而现代的大气环境化学则更加注重化学物质在大气中的转化和传输机 制。
《大气环境化学》重点习题及参考答案精编版
2《大气环境化学》重点习题及参考答案1．大气中有哪些重要污染物？说明其主要来源和消除途径。
环境中的大气污染物种类很多，若按物理状态可分为气态污染物和颗粒物两大类；若按形成过程则可分为一次污染物和二次污染物。
按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤素化合物。
主要按照化学组成讨论大气中的气态污染物主要来源和消除途径如下：（1）含硫化合物大气中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳（ COS ）、二硫化碳（CS 2）、二甲基硫（CH 3）S 、硫化氢（H 2S ）、二氧化硫（SO 2）、三氧化硫（SO 3）、硫酸（H 2SO 4）、亚硫酸盐（MSO 3）和硫酸盐（MSO 4）等。
大气中的 SO 2（就大城市及其周围地 区来说）主要来源于含硫燃料的燃烧。
大气中的 SO 2 约有 50%会转化形成 H 2SO 4 或 SO 42-，另外 50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。
H 2S 主要来自动植物机体的腐烂，即主要由植物机体中的硫酸盐经微生物的厌氧活动还原产生。
大气中H 2S 主要的去除反应为：HO + H 2S → H 2O + SH 。
（2）含氮化合物大气中存在的含量比较高的氮的氧化物主要包括氧化亚氮（ N 2O ）、一氧化氮（NO ）和二氧化氮（NO 2）。
主要讨论一氧化氮（NO ）和二氧化氮（NO 2）， 用通式 NO x 表示。
NO 和 NO 2 是大气中主要的含氮污染物，它们的人为来源主要 是燃料的燃烧。
大气中的 NO x 最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉降从大气中去除。
其中湿沉降是最主要的消除方式。
（3）含碳化合物大气中含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO ）、二氧化碳（CO 2）以及有机的碳氢化合物（HC ）和含氧烃类，如醛、酮、酸等。
CO 的天然来源主要包括甲烷的转化、海水中 CO 的挥发、植物的排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧，其中以甲烷的转化最为重要。
CO 的人为来源主要是在燃料不完全燃烧时产生的。
第二章 大气环境化学详解
CO、CO2、有机的碳氢化合物和含氧 烃类，醛、酮、酸等。
41
（1）CO 人为来源：
C＋（1/2）O2→CO C＋CO2→2CO 天然来源： 甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的 排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧。
42
CO的去除 a、土壤吸收
43
b、与HO·自由基的反应
44
CO的停留时间及浓度分布（约0.4a） 环境本底值随纬度和高度有较明显的变化
第二章 大气环境化学
1
大气环境化学主要研究大气环境 中污染物质的化学组成、性质、存在 状态等物理化学特性及其来源、分布、 迁移、转化、累积、消除等过程中的 化学行为、反应机制和变化规律，探 讨大气污染对自然环境的影响等。
2
大气污染主要是由于城市化、工 业化、交通现代化，尤其是煤炭、石 油等矿物能源的大量消耗，空气中一 氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧 化物、甲烷、颗粒物、铅、砷、汞、 镉、氟等有害物质大量增加而造成的。 因此，控制大气污染的任务也相当繁 重。正是全球大气污染的加剧，导致 了全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨 危害的频繁发生。
3
排入大 气中的 烟尘随 风扩散
4
枯树-有 害气体 污染的 恶果
5
6
钢铁厂排放的废气
7
火力发电厂排烟 污染大气
8
排入大 气中的 烟尘随 风扩散
9
工厂 烟囱－ 旧式工 业带来 的危害
10
温室气体排放
11
第一节 大气的组成及主要污染物
一、大气的主要成分 N2：78.08% O2：20.95% Ar：0.934% CO2：0.0314%
含碳化合物、含卤素化合物
24
1、含硫化合物 （1）SO2
41
（1）CO 人为来源：
C＋（1/2）O2→CO C＋CO2→2CO 天然来源： 甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的 排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧。
42
CO的去除 a、土壤吸收
43
b、与HO·自由基的反应
44
CO的停留时间及浓度分布（约0.4a） 环境本底值随纬度和高度有较明显的变化
第二章 大气环境化学
1
大气环境化学主要研究大气环境 中污染物质的化学组成、性质、存在 状态等物理化学特性及其来源、分布、 迁移、转化、累积、消除等过程中的 化学行为、反应机制和变化规律，探 讨大气污染对自然环境的影响等。
2
大气污染主要是由于城市化、工 业化、交通现代化，尤其是煤炭、石 油等矿物能源的大量消耗，空气中一 氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧 化物、甲烷、颗粒物、铅、砷、汞、 镉、氟等有害物质大量增加而造成的。 因此，控制大气污染的任务也相当繁 重。正是全球大气污染的加剧，导致 了全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨 危害的频繁发生。
3
排入大 气中的 烟尘随 风扩散
4
枯树-有 害气体 污染的 恶果
5
6
钢铁厂排放的废气
7
火力发电厂排烟 污染大气
8
排入大 气中的 烟尘随 风扩散
9
工厂 烟囱－ 旧式工 业带来 的危害
10
温室气体排放
11
第一节 大气的组成及主要污染物
一、大气的主要成分 N2：78.08% O2：20.95% Ar：0.934% CO2：0.0314%
含碳化合物、含卤素化合物
24
1、含硫化合物 （1）SO2
大气环境化学
03
全球合作
面对全球性的大气环境问题，各国间的合作将更加紧密，共同开展跨国
的大气环境化学研究项目，推动全球环境保护事业的发展。
大气环境化学在环境保护中的作用和价值
揭示污染源
通过研究大气环境化学过程，可以深入了解污染物的来源 和传输路径，为制定有效的污染控制措施提供科学依据。
预测环境变化
大气环境化学研究有助于预测未来环境变化趋势，为应对 气候变化、保护生态系统和人类健康提供决策支持。
02 大气环境化学基础知识
大气组成与结构
描述大气的组成和结构
大气主要由氮气（约78%）、氧气（约21%）、氩气（约1%）等组成，还有少量其 他气体，如二氧化碳、甲烷、臭氧等。
大气分为对流层、平流层、中间层、热层和外层，各层温度和高度不同，对流层是 地球表面最主要的保护层，也是人类生活的主要环境。
大气环境化学
目录
• 引言 • 大气环境化学基础知识 • 大气环境化学过程 • 大气环境化学的影响 • 大气环境化学的防治措施 • 未来展望
01 引言
大气环境的重要性
人类生存的基础
01
大气环境是人类生存的基础，提供呼吸所需的氧气，调节气候，
保护生物多样性。
维持生态平衡
02
大气环境中的化学物质循环和转化维持着地球生态平衡，对生
02
大气中的化学反应主要受温度、湿度、光照和大气组成等因素影响。
03
化学反应可以是大气污染物之间的反应，也可以是大气污染物与大气 成分之间的反应，如光化学反应、氧化反应等。
04
这些反应可以导致大气污染物的转化、分解或合成，从而影响大气的 质量和人类健康。
03 大气环境化学过程
大气中污染物的转化
大气环境化学概论
dT
dz
>0 =0:等温层 <0:逆温层
这时气层稳定性比较弱，有利于 污染物的迁移和扩散。
污染物的运动不受温度的影响
这时气层稳定性很强，对于大气 的垂直运动起着阻碍作用，不利 于污染物的迁移和扩散。
2.1 温度层结
第2节 大气中污染物的迁移
2.1.2 意义
研究大气温度层结可用于判断气块稳定情况、 气体垂直混合情况，并考察污染物扩散情况。
(23)高架连续点源地的面地轴面线最质大量质浓量度浓度
( xm,a0x ,
0,
H2) Q Q z euH2uyy
z
exp(
H2
2
2 z
)
2.3大气污染数学模式
2.3.2 有效源高的计算 有效源高H=烟囱高度h+烟羽抬升高度ΔH
经验关系式
H
vsd u
1.5
2.68105
p
Ts Ta Ts
d
H
▪大气污染物的概念 指由于人类活动或自然过程排入大气的并 对环境或人产生有害影响的那些物质。 ▪大气污染物的分类: 从形成过程：一次、二次污染物 从存在状态：气态和固体颗粒态的污染物
从化学组：含硫化合物、含氮化合物、 含碳化合物、含卤素化合物
第一节 大气的组成及其主要污染物
1.3大气中的主要污染物
少量的水汽和固体杂质。
第一节 大气的组成及其主要污染物
1.2 大气层的结构
对流层（troposphere） 平流层（stratosphere） 中间层（mesosphere） 热 层 （thermosphere ） 逸散层（escape layer）
第一节 大气的组成及其主要污染物
1.2 大气层的结构
第二章 大气环境化学 PPT课件
3 过氧乙酰基硝酸酯（PAN):
三、氮氧化物的转化
3 过氧乙酰基硝酸酯（PAN):
四、碳氢化合物的转化
1 大气中的主要碳氢化合物 甲烷 石油烃 芳香烃 萜类
四、碳氢化合物的转化
2 碳氢化合物在大气中的反应 （1）烷烃的反应：
四、碳氢化合物的转化
（1）烷烃的反应：例如
四、碳氢化合物的转化
（1）烷烃的反应：
（3）光化学烟雾控制对策
最理想的方案当然是控制其发生的源头，即控制 碳氢化合物、氮氧化物等的排放，阻止其发生。 如：改善汽车本身：用酒精代替汽油、安装催 化反应器等。
另一种方案是使用能控制自由基形成的阻化剂， 以消除自由基使链式反应终止。比如：二乙基 羟胺（DEHA)
(C2H5)2NOH + HO. (C2H5)2NO + H2O
(二) HO·自由基的来源
3．醛(特别是甲醛)的光解
(三)H02·自由基的来源
1．甲醛的光解 H02·的主要来源是大气中甲醛(HCHO)的
光解
(三)H02·自由基的来源
(三)H02·自由基的来源
二、大气中重要自由基的来源
❖ HO·和HO2·自由基各种来源的相对重要 性取决于空气团中存在的物质、时间和地点等。
上老人死于此次事件。
五、光化学烟雾
定义：
含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的 大气，在阳光照射下发生光化学反应产生二次 污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混 合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾
五、光化学烟雾
危害：
a 人体健康：刺激人的眼睛，并伴有头 痛、呼吸困难等。 b 植物：伤害植物叶子 c 橡胶：开裂老化
六、硫氧化物的转化及硫酸型烟雾型污染
三、氮氧化物的转化
3 过氧乙酰基硝酸酯（PAN):
四、碳氢化合物的转化
1 大气中的主要碳氢化合物 甲烷 石油烃 芳香烃 萜类
四、碳氢化合物的转化
2 碳氢化合物在大气中的反应 （1）烷烃的反应：
四、碳氢化合物的转化
（1）烷烃的反应：例如
四、碳氢化合物的转化
（1）烷烃的反应：
（3）光化学烟雾控制对策
最理想的方案当然是控制其发生的源头，即控制 碳氢化合物、氮氧化物等的排放，阻止其发生。 如：改善汽车本身：用酒精代替汽油、安装催 化反应器等。
另一种方案是使用能控制自由基形成的阻化剂， 以消除自由基使链式反应终止。比如：二乙基 羟胺（DEHA)
(C2H5)2NOH + HO. (C2H5)2NO + H2O
(二) HO·自由基的来源
3．醛(特别是甲醛)的光解
(三)H02·自由基的来源
1．甲醛的光解 H02·的主要来源是大气中甲醛(HCHO)的
光解
(三)H02·自由基的来源
(三)H02·自由基的来源
二、大气中重要自由基的来源
❖ HO·和HO2·自由基各种来源的相对重要 性取决于空气团中存在的物质、时间和地点等。
上老人死于此次事件。
五、光化学烟雾
定义：
含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的 大气，在阳光照射下发生光化学反应产生二次 污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混 合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾
五、光化学烟雾
危害：
a 人体健康：刺激人的眼睛，并伴有头 痛、呼吸困难等。 b 植物：伤害植物叶子 c 橡胶：开裂老化
六、硫氧化物的转化及硫酸型烟雾型污染
大气环境化学1-1综述
(4)大气主要成分：N2, O2, CO2, H2O, 气溶胶
对 流 层 摩擦层/边界层/低层大气： z＜1-2 km污染物主要停留层 自由大气层： z＞1-2 km 天气过程发生层 对流层顶层： 结冰层
2、平流层(17~55km)
平流层下层(17~35km)，随着高度的增高，气温保持不 变或稍有上升，故又称同温层。 z＞ 30-35km ， T随 z的 增加而增加。 特点： (1)大气稳定。 (2)平流层内垂直对流运动很小。 (3)大气透明度高，少云雨天气现象。 大气组分为O3，形成约20km厚的O3层。
逆温类型
空气污染事件多数都发生在有逆温层和静风条件下。按其生 成过程可分为辐射逆温 、下沉逆温等。 辐射逆温： 由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。在晴朗无 云或少云、风速不大的夜间，地面很快辐射冷却，贴近地面 的气层也随之降温，空气是自下而上地被冷却。近地层降温 多，离地面愈远的气层降温愈少，因而形成自地面向上的逆 温。 下沉逆温又称压缩逆温。当高压区内某一层空气发生大规模 强度较大的气团下沉运动时，气层顶部比底部下降的距离要 大(H＞H’)，因而顶部绝热增温比底部多而形成逆温。
（三）、含碳化合物（主要是一氧
化碳、二氧化碳和碳氢化合物） 1、 CO（ （主要由含碳燃料的不完全燃烧而产生，有毒）
CO 的天然源：海洋中生物的作用、植物排放、森林大火以及 大气中CH4的光化学氧化和CO2的光解等。 放电作用引起云层中有机物的光氧化作用，二氧化碳的轻微解 离作用，种子发芽、籽苗生长及人和动物新陈代谢过程中都会产生 CO 。 CO主要危害：参与光化学烟雾的形成及转化为温室气体CO2。 汇： HO 、 HOO 、O、O3等反应，生产CO2；土壤中一些真菌也能利用大
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 大气环境化学
• 大气的组成及其主要污染物 • 大气颗粒物 • 大气中污染物的迁移 • 大气中污染物的转化
1 大气的组成及其主要污染物
1.1 大气的主要成分 1.2 大气层的结构 1.3 大气污染化学与大气污染 1.4 大气中的主要污染物
1.1.1大气圈的重要性
• 滋润保护着人类而且无时无刻不在传输着物质、能量和信 息。
• 我国大气污染有三个特点：一是SO2污染重于 NOx，二是硫氧化物主要来源于燃煤排放产生的 SO2，三 是城市大气颗粒物浓度普遍较高，大 多数地区常处于超标状态。
1.3.2 大气污染系统
• 是由排放源—大气—承受体 三个基本组成部分 • 导致污染的物质流将排放源，大气和承受体三者
联系起来，构成大气污染系统，这种物质是由大气 运载的 ，并会妨害人类及其环境，因而称为气载污 染物。 • 汇：气载污染物从大气中消失的去处，包括水体， 土壤，植物和建筑物等 • 承受体：承受污染的对象，人类及环境。 • 排放源：气载污染物的排放点或排放区域，分为自 然源（大量和不可控）和人为源
• 目前世界普遍采用的 大气圈分层方法是 1962年世界气象组织 （WMO）执行委员会 正式通过国际大地测 量和地球物理联合会 （IUGG）建议的分层 系统，即根据大气温 度垂直变化特征，将 大气圈分为对流层、 平流层、中间层、热 成层和逸散层
1）对流层
①大气圈最接近地面的一层，厚度从赤道向两极减少， 低 纬 度 为 17-18km,高 纬 度 为 8-9km， 平 均 厚 度 为 12km；H↑ ，则T↓（0.65℃/100m，不能直接吸收 太阳辐射却能从地面反射得到热能而使大气增温）， 对流强烈;
• 空的主要成分：O2、N2、CO2；
O2， 人类和动物呼吸所必须，且须大量存在(成人10-12m3/d，是食 物的10倍，饮水的3-4倍)； N2， 固氮作用（一系列复杂的生化反应转 化成氨基酸）； CO2，植物的光合作用。
• 保护作用：防止从外层空间的宇宙线，r射线，X射线和陨 石等对人类的侵害，同时，允许太阳辐射中的近紫外线， 可见光和近红外光线到达地面——保温；
②集中了占大气总质量的75%的空气和几乎全部水蒸 气,主要天气现象云、雾、雪、雹及降水等发生在这 一层 ；
③<1-2km, 摩擦层，也称乱流混合层,污染物大多集中 在这一层；
>1-2km ，自由大气层，乱流及其效应通常极微弱， 污染物很少到达这里。
对流层顶温度很低，水凝结成冰，不能进入平流层。
2）平流层
①对流层顶至高度约50～55 km；
②平流层内空气干燥，几乎没有水汽和尘埃，大气 透明度好（超高速飞行，10—20km）；
③温度先是随高度增加变化很少，距地面30-35km 处温度为-55 ℃，再向上T随 H↑而↑，到平流层顶 升至-3 ℃ ，因在15～35 km内，形成一个约20 km厚的O3层。
1.4 大气中的污染物及其危害
• 按物理状态分为气态污染物（约占90%）和大气颗粒 物（10%）
5）散逸层：热成层顶以上的大气，也称外层，该层大 气极为稀薄，气温高，分子运动速度加快。有的能 克服地球引力而逃逸到太空中去。
1.3.1大气污染化学
• 定义：研究大气污染物的化学 特征及其产生，迁移、转化、 消除和致害过程中的化学行为， 以便掌握和运用有关规律，控 制污染，改善环境，造福人类。
• 1973年，第一次全国环保会议 之后，我国环保工作有了全面 的开展；
• 1975年，中科院成立了环境化 学研究所组建了大气污染化学 研究组，后扩大为研究室，开 始有了我国第一个研究大气污 染化学的专业单位；
• 1977年，中科院制定环境科学发展规划时，提 出了以燃煤产生的大气污染问题为主攻方向；
• 20年来，我国大气污染化学的研究，大致可归 纳为：大气颗粒物的表征和污染物的迁移转化 两方面。
污染源
• 自然源：来源于自然界的生命活动或其它自然现象 的变化所产生的。萜类，针叶树的叶或所放出；火 山爆发，颗粒物及含硫气体化合物；森林火灾，CO， CO2。
• 人为源：人类生活及生产活动产生大量污染物 ① 燃料的燃烧。 主：固体化石燃料（煤、褐煤
等），液体化石燃料（石油及石油产品，液态天然 气），气体燃料. ② 工矿企业及农业排放的废气,主火电厂及冶金工业 ③ 运输工具运行中废气的排放.
空气（air）：处于大气最低层约有十多公里的对流层气 体混合物。
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 通常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。
1.2 地球大气圈的垂直分层
• 是地球上H2O、O2、N2、C等重要物质循环不可缺的介质； • 地球能量转换和传递的重要介质。
1.1.2大气的主要成分
• 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%。
④无垂直对流运动，主要是平流运动。
3）中间层：平流层顶至85 km；H↑则T↓，顶部气温为 -83～-113 ℃，因高空吸收辐射的物质（尤其O3）减 少。
4）热成层：85 ～800km，空气稀薄，气体在宇宙射 线作用下电离，能将地面发射的无线电波返回地面， 对全球无线电通讯具有重要作用；H↑则T↑，电离后 的氧强烈吸收λ<180nm太阳远紫外辐射的能量；
• 痕量组分，如H2（5×10-5）、CH4（2×10-4）、CO （1×10-5）、SO2（2×10-7）、NH3（6×10-7）、 N2O（2.5×10-5）、NO2（2×10-6）、O3（4×10-6） 等。
1.1.3大气与空气
大气（atmosphere）：围绕地球或任何其他天体的气层 或气圈。
• 大气的组成及其主要污染物 • 大气颗粒物 • 大气中污染物的迁移 • 大气中污染物的转化
1 大气的组成及其主要污染物
1.1 大气的主要成分 1.2 大气层的结构 1.3 大气污染化学与大气污染 1.4 大气中的主要污染物
1.1.1大气圈的重要性
• 滋润保护着人类而且无时无刻不在传输着物质、能量和信 息。
• 我国大气污染有三个特点：一是SO2污染重于 NOx，二是硫氧化物主要来源于燃煤排放产生的 SO2，三 是城市大气颗粒物浓度普遍较高，大 多数地区常处于超标状态。
1.3.2 大气污染系统
• 是由排放源—大气—承受体 三个基本组成部分 • 导致污染的物质流将排放源，大气和承受体三者
联系起来，构成大气污染系统，这种物质是由大气 运载的 ，并会妨害人类及其环境，因而称为气载污 染物。 • 汇：气载污染物从大气中消失的去处，包括水体， 土壤，植物和建筑物等 • 承受体：承受污染的对象，人类及环境。 • 排放源：气载污染物的排放点或排放区域，分为自 然源（大量和不可控）和人为源
• 目前世界普遍采用的 大气圈分层方法是 1962年世界气象组织 （WMO）执行委员会 正式通过国际大地测 量和地球物理联合会 （IUGG）建议的分层 系统，即根据大气温 度垂直变化特征，将 大气圈分为对流层、 平流层、中间层、热 成层和逸散层
1）对流层
①大气圈最接近地面的一层，厚度从赤道向两极减少， 低 纬 度 为 17-18km,高 纬 度 为 8-9km， 平 均 厚 度 为 12km；H↑ ，则T↓（0.65℃/100m，不能直接吸收 太阳辐射却能从地面反射得到热能而使大气增温）， 对流强烈;
• 空的主要成分：O2、N2、CO2；
O2， 人类和动物呼吸所必须，且须大量存在(成人10-12m3/d，是食 物的10倍，饮水的3-4倍)； N2， 固氮作用（一系列复杂的生化反应转 化成氨基酸）； CO2，植物的光合作用。
• 保护作用：防止从外层空间的宇宙线，r射线，X射线和陨 石等对人类的侵害，同时，允许太阳辐射中的近紫外线， 可见光和近红外光线到达地面——保温；
②集中了占大气总质量的75%的空气和几乎全部水蒸 气,主要天气现象云、雾、雪、雹及降水等发生在这 一层 ；
③<1-2km, 摩擦层，也称乱流混合层,污染物大多集中 在这一层；
>1-2km ，自由大气层，乱流及其效应通常极微弱， 污染物很少到达这里。
对流层顶温度很低，水凝结成冰，不能进入平流层。
2）平流层
①对流层顶至高度约50～55 km；
②平流层内空气干燥，几乎没有水汽和尘埃，大气 透明度好（超高速飞行，10—20km）；
③温度先是随高度增加变化很少，距地面30-35km 处温度为-55 ℃，再向上T随 H↑而↑，到平流层顶 升至-3 ℃ ，因在15～35 km内，形成一个约20 km厚的O3层。
1.4 大气中的污染物及其危害
• 按物理状态分为气态污染物（约占90%）和大气颗粒 物（10%）
5）散逸层：热成层顶以上的大气，也称外层，该层大 气极为稀薄，气温高，分子运动速度加快。有的能 克服地球引力而逃逸到太空中去。
1.3.1大气污染化学
• 定义：研究大气污染物的化学 特征及其产生，迁移、转化、 消除和致害过程中的化学行为， 以便掌握和运用有关规律，控 制污染，改善环境，造福人类。
• 1973年，第一次全国环保会议 之后，我国环保工作有了全面 的开展；
• 1975年，中科院成立了环境化 学研究所组建了大气污染化学 研究组，后扩大为研究室，开 始有了我国第一个研究大气污 染化学的专业单位；
• 1977年，中科院制定环境科学发展规划时，提 出了以燃煤产生的大气污染问题为主攻方向；
• 20年来，我国大气污染化学的研究，大致可归 纳为：大气颗粒物的表征和污染物的迁移转化 两方面。
污染源
• 自然源：来源于自然界的生命活动或其它自然现象 的变化所产生的。萜类，针叶树的叶或所放出；火 山爆发，颗粒物及含硫气体化合物；森林火灾，CO， CO2。
• 人为源：人类生活及生产活动产生大量污染物 ① 燃料的燃烧。 主：固体化石燃料（煤、褐煤
等），液体化石燃料（石油及石油产品，液态天然 气），气体燃料. ② 工矿企业及农业排放的废气,主火电厂及冶金工业 ③ 运输工具运行中废气的排放.
空气（air）：处于大气最低层约有十多公里的对流层气 体混合物。
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 通常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。
1.2 地球大气圈的垂直分层
• 是地球上H2O、O2、N2、C等重要物质循环不可缺的介质； • 地球能量转换和传递的重要介质。
1.1.2大气的主要成分
• 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%。
④无垂直对流运动，主要是平流运动。
3）中间层：平流层顶至85 km；H↑则T↓，顶部气温为 -83～-113 ℃，因高空吸收辐射的物质（尤其O3）减 少。
4）热成层：85 ～800km，空气稀薄，气体在宇宙射 线作用下电离，能将地面发射的无线电波返回地面， 对全球无线电通讯具有重要作用；H↑则T↑，电离后 的氧强烈吸收λ<180nm太阳远紫外辐射的能量；
• 痕量组分，如H2（5×10-5）、CH4（2×10-4）、CO （1×10-5）、SO2（2×10-7）、NH3（6×10-7）、 N2O（2.5×10-5）、NO2（2×10-6）、O3（4×10-6） 等。
1.1.3大气与空气
大气（atmosphere）：围绕地球或任何其他天体的气层 或气圈。