第三篇 大气环境化学 第1章 大气成分.
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。
【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
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
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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）
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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。
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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
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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）
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第3章大气环境化学-PPT文档资料
Stratosphere
10-16 km
O3 + hv (220 nm-330 nm) → O2 + O O3 -56 ℃
N2, O2 H2O, CO2
Troposphere 15 ℃ Sea level
. . . . .. .. .
Earth
..
Figure. Major regions of the atmosphere (not to scale).
O3 + hv O + O2
200-300 nm, 300-360 nm λmax = 254 nm
O + O2 + M O3 + M
milliliter (mL); microlitre (µ L)
大气温度层结
中间层 Mesosphere n. [气] 中间层 高度为48～78 km；气温随高度的增加而降低；空气运动 激烈；(meso-) 热层 (电离层) Thermosphere
Stratosphere
高度为12～50 km；温度随高度的增高而递增；垂 直对流少，大气稳定。（-56 ℃ ~-2 ℃）
大气温度层结 O2 + hv O + O
135~176 nm; 240~260 nm
小知识
decimeter (dm); centimeter (cm); millimeter (mm); micrometer (µ m) (测微计、千分 尺、微米)； nanometer (nm); angstrom (Å); angstrom n. 埃（光谱线波 长单位） liter (L);
大气组成的分类
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 、 O2 3、强可变组分 H2O、CO、NOx、 NH3 、 SO2 、 HC、 颗粒物、H2S
大气环境化学
Ch. 3 大气环境化学♦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。
一. 天然大气和重要污染物基本要求：♦掌握天然大气的组成，大气主要层次的特点.♦了解大气中离子和自由基的来源.♦了解大气重要污染物的源.♦了解温室效应、温室气体及其对大气环境的影响.1.1 大气的组成和停留时间一、大气的组成大气主要组分是氮和氧，其次是氩和CO2，此外还有一些稀有气体和CH4、SO2、NO2、CO、NH3和O3等，总和不超过0.1%。
大气还含有0.1至5%的水，正常范围为1~3%，大气的总重量约为5500万亿吨，为地球重量的百万分之一。
粒径大于l0μm颗粒称为降尘;粒径小于l0μm的颗粒，称为飘尘。
二、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(F X)和总输出速度(R x)是相等的，若假设x组分的贮量为M x，则可由下式确定组分x在大气中的停留时间t X：t X = M x/R x = M x/ F X惰性气体Ar、Ne、He、Kr和Xe停留时间都在107年以上，属于外循环气体。
其次是参与生物、水、岩石等循环的生物循环气体N2(100万年)、02(6000年)、H2(5年)、CO2(10年)、CH4(2~5年)、N2O(8~15年)、CO(1年)。
大气中停留时间小于1年的气体，如H2O(10.1天)、O3(小于1天)、SO2(小于0.01年)、NH3(~1天)、NO和NO2(小于1月)等，它们在大气中的浓度变化比较明显。
1.2 大气的主要层次大气划分为对流层、平流层、中间层和热层等若干层。
此外，还有所谓散逸层，有时也划作一个层区。
一、对流层特点：(1)气温随高度增加而降低。
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。
第二篇大气环境化学大气的成分〖中山大学化学与化
地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
在低温下 误差比较大(例如t= -30℃，误差约2％)
O℃以下的水面饱和水汽压值，采用
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地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
饱和混合比rs和饱和比湿qs的计算式
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地球大气成分－水汽密度
纯水汽状态方程 假设纯水汽的状态方程式对湿空气中的水汽也适用，仍以e表示 水汽压，利用干空气的比气体常数Rd 水汽密度（单位为g/m3 ）
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大气的分层和结构 －对流层
对流层顶（几千米）——对流层与平流层的 过渡区
大气温度递减率小于2K/km或更小时的 最低高度。
赤道附近及热带对流层顶高约15～20km ，极地和中纬度带高约8～14km。
空气性质的差异→对流层内水平方向上 气象要素（指温度、气压、湿度、风向、 风速、辐射等）分布不均匀。
（1）道尔顿分压定律 （2）混合理想气体的状态方程
平均摩尔质量
8
地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）
体积百分比
90km以下干空气的平均摩尔质量 Md＝28.9644×10-3 kg／mol．
干空气的比气体常数
9
地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）
若干空气的密度为 干空气的状态方程
气体成分的比热容分别为c1，c2，…，cn，则m克混合气体增温
20
地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
平冰面（-100～0.0℃）
T是热力学温度(K)，T00=-273.16 K是水的三相点温度。
若LV近似为T的线性函数，
积分
马格纳斯(Magnus)公式．
21
地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
经验公式 Tetens经验公式计算水面和冰面的饱和水汽压
环境化学大气环境化学
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。
大气的环境化学第一章 地球的大气的环境-精品文档
N2 O2 Ar CO2 O3
较大。 500km以上 磁层
第三节：大气的能量平衡
大气的能量来源： ★大气的平均温度又称地表的平均温度，就是地表以上 1.25~ 2m 之间的气温，约15℃ (12~27 ℃)。 ★大气和地球的能量主要来源于太阳的辐射 ★太阳辐射能的输入和输出就构成了大气的能量平衡。 辐射平衡对地球表面的环境控制极为重要。
1.按大气中化学组成的分布，大气圈可分为均质层 （90km以下）和非均质层（90km以上）； 均质层--- ---90km以下大气组成比例几乎不变， 主要是N2 、O2、Ar，该层“干洁空气”的平均 分子量接近常数。 非均质层，90km以上N2和 O2的解离，平均分子 量随高度的增加而降低。
Chemical component of homosphere, clean and dry atmosphere:
（3）中间层（mesosphere） 从平流层顶到约80km的高度称为中间 层，此层中温度又随高度的上升而减弱， 相当强烈的垂直混合，这是由于高空吸收 辐射的物质（尤其是臭氧的浓度减少）， 在80km左右可降到最低温度（170k），空 气更为稀薄。
（4）热层（thermosphere） 从中间层顶至约800km高度的大气层 称为热层，该层中O2对太阳远紫外线有强 烈的吸收，因而使该层大气温度随高度上 升而急剧升高，气温可高达1473K以上。 此层空气非常稀薄，O2、N2分子在太阳紫 外线和宇宙射线的作用下发生电离而成为 离子或原子，故此层又称为电离层。
环境化学笔记高考知识点
环境化学笔记高考知识点高考对环境化学的考查涉及许多重要的知识点，本文将为大家总结环境化学的相关知识点，以帮助大家更好地备战高考。
一、大气污染与控制1. 大气成分及其来源：大气主要由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气等组成。
其中，氮氧化物、硫氧化物、挥发性有机物等是大气污染的关键物质，其主要来源包括工业排放、交通排放、燃煤排放等。
2. 酸雨的形成及其危害：酸雨主要是由大气中的硫氧化物和氮氧化物与水蒸气反应形成，会对土壤、水域和植被造成严重的损害。
3. 大气污染物的监测与治理：通过监测大气中的污染物浓度，可以评估和控制大气污染程度。
常用的治理方法包括降低污染物排放、烟气脱硝、烟气脱硫等。
二、水质污染与治理1. 主要水质指标：pH值、溶解氧、浊度、化学需氧量（COD）、氨氮、总磷等是评估水质的重要指标，不同指标反映了不同的水质状态。
2. 水污染物的种类与来源：水中常见的污染物有有机物、重金属、农药、微生物等。
这些污染物可来自工业废水、农田排水、城市污水等。
3. 水质治理技术：常用的水质治理技术包括物理方法（如过滤、沉淀）、化学方法（如氧化、还原、沉淀）和生物方法（如生物降解、植物净化）等。
三、土壤污染与修复1. 土壤污染物种类与来源：土壤污染物主要包括重金属、有机污染物、农药等。
它们的来源包括工业废弃物排放、农药使用、废水灌溉等。
2. 土壤污染评估与监测：通过采集土壤样品进行化学分析，可以评估土壤中污染物的浓度和分布情况。
3. 土壤修复技术：常用的土壤修复技术包括物理修复（如挖掘、覆盖）、化学修复（如吸附、沉淀）和生物修复（如菌类修复、植物修复）等。
四、生态系统的保护与修复1. 生态系统的概念与分类：生态系统由生物群落、生物种群和非生物环境共同构成，可分为陆地生态系统和水生生态系统。
2. 生态系统的稳定性与韧性：生态系统的稳定性指系统对扰动的恢复能力，韧性则指系统对扰动的抵抗能力。
3. 生态系统的修复与保护：通过恢复受损生态系统的生物多样性和功能，可以实现生态系统的修复与保护。
《环境化学》课后习题解答
《环境化学》课后习题解答第一章绪论2、根据环境化学的任务、内容和特点以及发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课？环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。
环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新型科学。
其内容主要涉及：有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态，潜在有害物质的来源，他们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为；有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效用的机制和风险性；有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。
环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
目前，国界上较为重视元素（尤其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化学循环及其相互偶合的研究；重视化学品安全评价、臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。
当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有机物污染为主的水质污染、以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染。
3、环境污染物有哪些类别？主要的化学污染物有哪些？按环境要素可分为：大气污染物、水体污染物和工业污染物。
按污染物的形态可分为：气态污染物、液态污染物和固体污染物；按污染物的性质可分为：化学污染物、物理污染物和生物污染物。
主要化学污染物有：1.元素:如铅、镉、准金属等。
2.无机物：氧化物、一氧化碳、卤化氢、卤素化合物等3.有机化合物及烃类：烷烃、不饱和脂肪烃、芳香烃、PAH等；4.金属有机和准金属有机化合物：如,四乙基铅、二苯基铬、二甲基胂酸等；5.含氧有机化合物：如环氧乙烷、醚、醛、有机酸、酐、酚等；6.含氮有机化合物：胺、睛、硝基苯、三硝基甲苯、亚硝胺等；7.有机卤化物：四氯化碳、多氯联苯、氯代二噁瑛；8.有机硫化物:硫醇、二甲砜、硫酸二甲酯等；9.有机磷化合物:磷酸酯化合物、有机磷农药、有机磷军用毒气等。
《环境化学》(第二版)知识点总结和部分课后习题答案(共
《环境化学》(第二版)知识点总结和部分课后习题答案(共.doc《环境化学》（第二版）知识点总结和部分课后习题答案前言环境化学是一门研究化学物质在环境中的行为、分布、转化及其对生态系统和人类健康影响的科学。
本文档旨在总结《环境化学》（第二版）的核心知识点，并提供部分课后习题的答案，以帮助学生更好地理解和掌握课程内容。
第一部分：环境化学基础1.1 环境化学的定义和研究范畴环境化学的基本概念环境化学的研究领域1.2 环境污染物的分类有机污染物无机污染物放射性污染物1.3 环境化学的分析方法样品采集和处理污染物的检测技术第二部分：大气环境化学2.1 大气组成和结构大气层的划分大气成分及其作用2.2 大气污染现象雾霾酸雨温室效应2.3 大气污染物的化学行为气体扩散化学反应沉降过程第三部分：水环境化学3.1 水体的组成和特性淡水和海水的成分水体的物理化学性质3.2 水污染现象富营养化重金属污染有机污染物3.3 水处理技术物理处理化学处理生物处理第四部分：土壤环境化学4.1 土壤的组成和特性土壤的物理结构土壤的化学组成4.2 土壤污染现象土壤侵蚀土壤盐碱化土壤重金属污染4.3 土壤修复技术物理修复化学修复生物修复第五部分：固体废物处理与资源化5.1 固体废物的分类和管理城市垃圾工业固体废物危险废物5.2 固体废物的处理技术填埋焚烧回收利用5.3 资源化技术废物能源化材料化土地利用第六部分：环境化学案例分析6.1 典型环境化学事件工业污染事件农业污染事件生态破坏事件6.2 环境化学事件的影响分析对生态系统的影响对人类健康的影响6.3 环境化学事件的应对措施污染控制生态修复法律法规部分课后习题答案习题1：大气污染的化学原理习题概述答案解析习题2：水体富营养化的化学机制习题概述答案解析习题3：土壤污染的化学修复方法习题概述答案解析结语《环境化学》（第二版）为我们提供了一个全面了解环境化学的平台。
通过对知识点的总结和习题的解答，我们能够更深入地理解环境化学的原理和应用，为环境保护和可持续发展做出贡献。
第一节 大气环境化学基础知识
第一节大气环境化学基础知识•地球上的大气是自然环境的组成部分。
人类一刻也离不开大气，没有大气就没有地球上的生命，就没有生机勃勃的世界。
大气又是人类极其重要的自然资源。
•在环境保护中，对室内或某个特定场所或区域（如教室、车间等），供人和动植物生存的气体称为“空气”。
•而以大区域或全球性的气流为研究对象时，则采用“大气”一词。
•总之：空气和大气均指围绕地球周围的气体。
二、大气层结构气象要素（气压、气温、大气密度、化学组成等）的垂直分布情况叫做大气层结构。
根据大气温度随高度垂直变化情况将大气层分为五层，分别为对流层、平流层、中间层、热层、逸散层。
a、对流层：大气层最低的一层，平均厚度12km,赤道附近为16~18km，两极8-9km，中纬度地区为10~12km.云雨主要发生层，夏季厚，冬季薄。
主要成分：N2、O2、H2O、CO2、Ar特点：（1）空气密度大，含有全部大气质量3／4的大气和几乎所有的水气。
（2）气温随高度升高而降低(低纬度地区对流层顶的气温约- 83℃，高纬度地区对流层顶的气温约-53℃)。
约每升高100m，温度降低0.6℃---下热上冷（3）垂直方向上发生对流运动，使得对流层上下空气发生交换。
--有利于污染物稀释扩散。
（4）天气复杂多变。
对流层水汽、尘埃较多，雨、雪、云、雾、雹、霜等主要天气现象发生在这一层。
--主要大气污染现象发生在此层。
b、平流层：对流层顶以上距地面约在50 ㎞之间，主要成分O3 、O2 、N2 、He、Ne、Kr、Xe、H2 。
特点：（1）在25km以下的低层，随高度增加气温保持不变，为等温层。
从25km开始，气温随高度的增加而升高，到平流层顶，温度可接近273.15K，-----上热下冷，逆温层（大气温度随高度增加而升高的现象）（2）在10-35km的范围内存在厚度约20km的臭氧层，其含量在20-25km处达到最大。
臭氧层可强烈吸收太阳紫外辐射。
（3）空气垂直对流运动很小，只能随地球自转而产生平流运动，所以该层内气体非常稳定，进入该层的污染物形成一薄层遍布全球，且停留时间长。
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7
地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）
（1）道尔顿分压定律
p p1 p2
pi
i 1
n
（2）混合理想气体的状态方程
pV nR*T m * R T mRT M
平均摩尔质量
M
m n
m n mi i 1 M i
8
地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）
体积ห้องสมุดไป่ตู้分比
19
地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
平冰面（-100～0.0℃）
T00 T00 T lg esi 9.09685( 1) 3.56654lg( ) 0.87682(1 ) 0.78614 T T T00
T是热力学温度(K)，T00=-273.16 K是水的三相点温度。
若LV近似为T的线性函数，
2
地球大气成分－分类方法
浓度、平均停留时间
（1）浓度 绝对量、相对量 绝对量 如体积质量，单位为mg/m3，g/m3等， 常用来表示大气气溶胶的浓度． 相对量 如ppm(10-6)，ppb(10-9)和ppt(10-12)等 ppmm、ppmv （2）平均停留时间 某成分的所有分子更新一次所需要的时间（ “平均寿命” ）
lg es (T )
des LV es 积分 2 dT RV T
2937.4 4.9283lg T 23.5518 T
马格纳斯(Magnus)公式．
20
地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
M
(V M
i 1 i
n
i
)
V
90km以下干空气的平均摩尔质量 Md＝28.9644×10-3 kg／mol．
干空气的比气体常数
R* Rd 287.05 J /(kg.K ) Md
9
地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）
若干空气的密度为
d
p d RdT
干空气的状态方程
气体成分的比热容分别为c1，c2，…，cn，则m克混合气体增温 △T所需的热量 n
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地球大气成分－大气湿度的表示方法
水汽压与混合比及比湿的关系
pe e q p 0.378e
大气中通常e60hPa，可认为
r
e
rq
e
p
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地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
纯水汽的饱和水汽压仅与温度有关。 饱和水汽压随温度的变化率→
克拉珀龙-克劳修斯方程
des LV es dT RV T 2
陆地、海洋和大气中的水量及年交换量
11
地球大气成分 －大气中的水汽
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地球大气成分 －大气湿度的表示方法
湿空气: 水汽和干空气的混合气体 空气湿度－－ 表示湿空气中水汽含量的物理量。 测量水汽含量方法－－ 称重法
基本的湿度参量－－ 混合比、比湿
13
地球大气成分 －大气湿度的表示方法
混合比与比湿q
nd md Md
水汽和干空气的摩尔数
nV mV MV
水汽的分压强
e v p
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地球大气成分 －大气湿度的表示方法
令：
MV 0.622 Md
湿空气中水汽的摩尔分数
r r V r 0.622 r
e V p r r p p r 0.622 r
M M F R
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
世界气象组织(World Meteorological Organization，简称WMO) 饱和水汽压公式→ 戈夫－格雷奇(Goff-Gratch)公式(纯水汽) 平液面（-49.9～100℃）
T 8.2969( 1) 4.76955(1 00 ) T00 T T00 4 3 T lg es 10.79574(1 ) 5.02800lg( ) 1.050475 10 [1 10 ] 0.42873 10 [10 1] 0.78614 T T00 T
4
地球大气成分－干洁大气
5
地球大气成分－干洁大气
6
地球大气成分－干洁大气
（按平均停留时间）
基本不变成分或准定常成分、可变成分、气体成分
（1）基本不变成分或准定常成分 平均寿命大于1000 a；N2，O2，Ar，Ne，Kr，Xe及He等． （2）可变成分 平均寿命为几年到十几年，比例随时间、地点而变，如CO2， CH4，H2，N2O和O3等 （3）气体成分 平均寿命短于1 a，如碳、硫、氮化合物。
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
mv r md
mv q md mv
与q关系
（单位：g/g或g/kg）
q
r 1 r
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地球大气成分 －大气湿度的表示方法
水汽压e
大气中水汽的分压强 湿空气--水汽的摩尔分数
V
nV nd nV
Q
c m T
i 1 i i
混合气体的比热容c
1 Q c m T
m c
i 1
n
i i
m
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地球大气成分 －大气中的水汽
水汽
0.1%-3% 水汽的来源 海洋表面蒸发，副热 带洋面的蒸发→大气环流 向赤道和高纬地区上空输 送。 水汽上升凝结形成水 云或冰云，以降水的形式 降到陆地和海洋。
式中 T－温度， es (T ) －纯水平液面时的饱和水汽压 RV－水汽的比气体常数 LV－相变(汽化)潜热。
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地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
若汽化潜热LV为常数，纯水平液面时的饱和水汽压积分表达式：
es (T ) es 0 exp[
es 0 是T0(273.15 K)时的饱和水汽压
LV 1 1 ( )] RV T T0
第三篇 大气环境化学
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。
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第一章 大气成分
掌握天然大气的组成，大气主要层次的特点。 了解大气中离子和自由基的来源。 了解大气重要污染物的源。 了解温室效应、温室气体及其对大气环境的影响。