环境化学课件.
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环境化学《第一节 环境化学》ppt
（3） 当今世界面临的环境问题
(A)大气污染严重 全球性的大气污染有：酸雨、温室效应、臭 氧层的破坏。 区域性的大气污染有：光化学烟雾、大气气 溶胶等。
（a）酸雨：pH＜5.6的雨 雪或其它形式的降水。 主要的致酸物质有 H2SO4，HNO3，有机酸。
前体物是SO2，NOX。
世界上最严重的酸雨为 pH＜1.5。我国有1/3 国土被酸雨所覆盖。年降 雨一般pH＜4.5。
2000年 2000环境千年，行动起来吧。 2001年 世间万物，生命之网 2002年 让地球充满生机 2003年 水——二十亿人生命之所系 2004年 海洋存亡，匹夫有责 2005年 营造绿色城市，呵护地球家园 2006年：沙漠和沙漠化
2007年世界环境日主题为“冰川消融，后 果堪忧”。 年“六· 五”世界环境日中国主题——“污染 减排与环境友好型社会”， 2008年世界环境日的主题—— “转变传统观 念，推行低碳经济”. 2008年“六· 五”世界环境日中国主题—— “绿色奥运与环境友好型社会”
环境科学已形成许多分支：环境地学、 环境生物学、环境化学、环境物理学、 环境工程学、环境医学；环境管理学、 环境经济学、环境法学；环境评价学、 环境规划学等。
环境化学是环境科学的一个重要分支学科
5、环境化学 (Environmental Chemistry)
环境化学是在化学学科的传统理论和 方法的基础上发展起来，以化学物质在环 境中出现和引起的环境问题为研究对象， 研究有害物质在环境介质中的存在、化学 特性、行为和效应及其控制的化学原理和 方法的科学。
《中华人民共和国环境保护法》中规定， 环境是指影响人类生存和发展的各种天 然的和经过人工改造的自然因素和总体, 包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森 林、草原、野生生物、自然遗迹、人文 遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市 和乡村等。
环境化学全部ppt课件
免疫毒性效应
污染物质对生物体免疫系统的影响，导致 免疫力下降或免疫功能紊乱，增加感染或 自身免疫性疾病的风险。
CHAPTER 06
环境质量评价方法及标准
环境质量评价概述
环境质量评价的定义和意义 环境质量评价的分类和内容
环境质量评价的程序和步骤
环境质量评价方法
环境质量指数法 指数的计算方法和步骤
大气污染物的归宿
包括干沉降、湿沉降、大气输送和转 化等过程，这些过程可以影响污染物 的浓度和分布。
CHAPTER 03
水环境化学
水体组成与性质
水体组成
水分子、溶解物质、悬浮物质、底泥 等。
水体性质
物理性质（温度、颜色、透明度等） 、化学性质（酸碱度、氧化还原电位 等）。
水体污染及危害
水体污染来源
体。
食物污染
受污染的食品，如含农药残留 的蔬菜、水果，受重金属污染
的鱼类等。
生物体内污染物质分布和排泄规律
分布规律
污染物质在生物体内的分布受多种因素影响，如物质的脂溶 性、分子量大小、生物体代谢能力等。一般来说，脂溶性物 质更易在脂肪组织中积累，而水溶性物质则更易在血液和体 液中分布。
排泄规律
生物体通过多种途径将污染物质排出体外，包括尿液、汗液 、呼吸、乳汁等。不同物质的排泄方式和速率也有所不同， 如重金属往往通过胆汁和尿液排出，而某些有机污染物则可 能通过皮肤排泄。
监管措施和 手段
环境质量标 准实施与监 管
实施效果评 估与反馈
CHAPTER 07
当代环境热点问题探讨
全球气候变化问题
温室气体排放
01
人类活动导致大量温室气体（如二氧化碳、甲烷等）排放，引
发全球气候变化。
戴树桂环境化学课件(2024)
14
2024/1/29
04
土壤环境化学
15
土壤组成与性质
矿物质
土壤矿物质是土壤的主 要组成成分，包括原生
矿物和次生矿物。
2024于 动植物和微生物残体及 其分解和合成的有机物
质。
水分
土壤水分是土壤的重要 组成部分，对土壤的物 理、化学和生物性质有
重要影响。
16
空气
戴树桂环境化学课件
2024/1/29
1
目 录
2024/1/29
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效应 • 环境质量评价方法及标准 • 当前环境热点问题探讨
2
2024/1/29
01
环境化学概述
3
环境化学定义与发展
2024/1/29
，对环境和人类健康造成长期威胁。
02
癌症等健康问题
持久性有机污染物可能导致癌症、免疫系统紊乱等健康问题。
2024/1/29
03
生态系统影响
这些污染物还会在生态系统中长期存在并累积，对动植物和微生物造成
严重影响。
31
感谢您的观看
THANKS
2024/1/29
32
二氧化硫和氮氧化物排放
人类工业生产和能源消耗过程中排放大量二氧化硫和氮氧 化物，这些气体在大气中转化为酸雨。
水体酸化
酸雨导致地表水和地下水酸化，对水生生物和水资源造成 严重影响。
土壤和植被破坏
酸雨还会破坏土壤和植被，降低土壤肥力和生物多样性。
30
持久性有机污染物问题
01
有机氯农药等化学物质
人类使用的某些有机氯农药等化学物质具有持久性、生物累积性和毒性
2024/1/29
04
土壤环境化学
15
土壤组成与性质
矿物质
土壤矿物质是土壤的主 要组成成分，包括原生
矿物和次生矿物。
2024于 动植物和微生物残体及 其分解和合成的有机物
质。
水分
土壤水分是土壤的重要 组成部分，对土壤的物 理、化学和生物性质有
重要影响。
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空气
戴树桂环境化学课件
2024/1/29
1
目 录
2024/1/29
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效应 • 环境质量评价方法及标准 • 当前环境热点问题探讨
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2024/1/29
01
环境化学概述
3
环境化学定义与发展
2024/1/29
，对环境和人类健康造成长期威胁。
02
癌症等健康问题
持久性有机污染物可能导致癌症、免疫系统紊乱等健康问题。
2024/1/29
03
生态系统影响
这些污染物还会在生态系统中长期存在并累积，对动植物和微生物造成
严重影响。
31
感谢您的观看
THANKS
2024/1/29
32
二氧化硫和氮氧化物排放
人类工业生产和能源消耗过程中排放大量二氧化硫和氮氧 化物，这些气体在大气中转化为酸雨。
水体酸化
酸雨导致地表水和地下水酸化，对水生生物和水资源造成 严重影响。
土壤和植被破坏
酸雨还会破坏土壤和植被，降低土壤肥力和生物多样性。
30
持久性有机污染物问题
01
有机氯农药等化学物质
人类使用的某些有机氯农药等化学物质具有持久性、生物累积性和毒性
环境化学全部PPT课件
提出了“持续发展”的战略
——把经济发展和环境保护相结合。
第三阶段：90年代以来
巩固和发展“持续发展”的战略思想。
——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展
环境化学的发展：
孕育阶段：二次大战-1970年；
形成阶段：70-80年代；
发展阶段：80年代。
24
二次大战-20世纪60年代：研究环境中农药
环 境 化 学
Environmental chemistry
1
第一章 绪论 第二章 大气环境化学 环 境 化 学 第三章 水环境化学 第四章 土壤环境化学 第五章生物体内污染物质 的运动过程及毒性 第六章典型污染物在环境各 圈层中的转归与效应 第七章 受污染环境的修复
2
参考书籍
3
参考期刊
环境科学 环境化学 化工环保 环境保护 环境工程 环境科学学报 中国环境科学 农村生态环境 环境污染与防治 环境污染治理技术与设备
19
世界地球日的由来
１９６９年，美国民主党参议员盖洛 德。尼尔森提议，在全国各大学校 园内举办环保问题讲演会，并将次 年的４月２２日作为“地球日”。 1970年4月22日，由美国哈佛大学 学生丹尼斯· 海斯发起并组织的环境 保护活动，犹如星火燎原。全美国 共有2000多万人参加，约1万所中 小学，2000所高等院校和全国的各 大团体参加了这次活动，这一天就 成了第一个地球日。
27
3. 环境化学的研究内容
有害物质在环境中存在的浓度水平和形态； 潜在有害物质的来源，它们在个别环境介质 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 生效应的机制和风险性； 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-绪论 PPT课件
环境问题
• 人类生活和生产活动不断影响和改变环境条件，甚至引起环 境污染。
• 工业化过程中的处置失当，特别是对自然资源的不合理开发 利用，造成了全球性的环境污染和生态破坏。 空气、水和土地污染的环境退化现象 臭氧层破坏 气候变化 水资源的短缺和污染 有毒化学品和团体废弃物的危害 生物多样性的损伤
2. 造成环境污染的三因素 物理的
噪声、震动等 化学的
九大类 生物的
大米草、水葫芦、赤藻等
温室效应
酸雨
光化学烟雾
伦敦烟雾事件
臭氧空洞
海洋污染
赤潮
农药污染
3. 认识环境问题的三个阶段
环境问题并非只限于环境污染,人们对现代环境 问题的认识有个发展过程。 第一阶段：在20世纪60年代人们把环境问题只当成一 个污染问题，认为环境污染主要指的是城市和工农业 发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声 的污染。对土地沙化、热带森林破坏和野生动物某些 品种的濒危灭绝等并未从战略上予以重视。我国当时 以污染控制为中心进行环境管理，曾对改善城市和人 民生活的环境质量起了重要作用。 存在问题：没有把环境问题与自然生态联系起来,低 估了环境污染的危害性和复杂性，没有把环境污染与 社会因素相联系，未能追根寻源。
每年有600万公顷具有生产力的旱地变成沙漠
有1100多万公顷的森林遭到破坏
在非洲,干旱将3500万人置于危难之中
在印度,博帕尔农药厂化学品泄漏造成两千人死亡
在墨西哥城,液化气罐爆炸使千人遇难
在前苏联,切尔诺贝利核反应堆爆炸使核尘埃遍布欧洲
在瑞士,农用化学品、溶剂和录污染了莱茵河,使数百万 尾鱼被毒死
样是热门课题。
（2）各圈层环境化学
环境化学全套课件
环境污染的全生命周期管理
从源头预防到末端治理，对环境污染进行全生命周期的管理，降低 环境负荷。
跨学科的交叉融合
环境化学与生物学、地理学、社会学等学科的交叉融合，为解决环 境问题提供更多思路和方法。
应对挑战的策略与措施
加强环境化学基础研究
深入开展环境化学过程和机理研究，为污染治理和预防提供科学 依据。
物种灭绝、基因资源丧失、生态平衡破坏等。
03
环境化学污染物
有机污染物
持久性有机污染物
这类污染物在环境中难以降解，可在水、土壤和生物体内积累， 对环境和人体健康造成长期危害。
含氯有机污染物
如多氯联苯、二噁英等，这些物质具有致癌、致畸和致突变性， 对环境和人体健康造成严重威胁。
含磷有机污染物
这类污染物具有生物富集性，可导致水体富营养化，对水生生态 系统造成破坏。
详细描述
物理化学过程包括溶解、沉淀、挥发、氧化还原等，这些过程在环境中的元素 迁移转化中起着重要作用。例如，土壤中的重金属离子可以通过溶解作用进入 地下水，进而影响地下水的质量。
生物化学过程
总结词
生物化学过程是环境化学中不可或缺的一部分，主要涉及生物体与环境中的化学 物质之间的相互作用。
详细描述
生物化学过程包括生物降解、生物转化和生物积累等。例如，土壤中的有机污染 物可以通过微生物的降解作用被分解为无害的物质，从而降低土壤污染的程度。
环境化学全套课件
汇报人：
202X-12-23
• 环境化学基础 • 环境污染与生态破坏 • 环境化学污染物 • 环境化学反应与过程 • 环境化学监测与评价 • 环境化学治理与修复 • 环境化学的未来发展与挑战
01
环境化学基础
环境化学的定义与重要性
从源头预防到末端治理，对环境污染进行全生命周期的管理，降低 环境负荷。
跨学科的交叉融合
环境化学与生物学、地理学、社会学等学科的交叉融合，为解决环 境问题提供更多思路和方法。
应对挑战的策略与措施
加强环境化学基础研究
深入开展环境化学过程和机理研究，为污染治理和预防提供科学 依据。
物种灭绝、基因资源丧失、生态平衡破坏等。
03
环境化学污染物
有机污染物
持久性有机污染物
这类污染物在环境中难以降解，可在水、土壤和生物体内积累， 对环境和人体健康造成长期危害。
含氯有机污染物
如多氯联苯、二噁英等，这些物质具有致癌、致畸和致突变性， 对环境和人体健康造成严重威胁。
含磷有机污染物
这类污染物具有生物富集性，可导致水体富营养化，对水生生态 系统造成破坏。
详细描述
物理化学过程包括溶解、沉淀、挥发、氧化还原等，这些过程在环境中的元素 迁移转化中起着重要作用。例如，土壤中的重金属离子可以通过溶解作用进入 地下水，进而影响地下水的质量。
生物化学过程
总结词
生物化学过程是环境化学中不可或缺的一部分，主要涉及生物体与环境中的化学 物质之间的相互作用。
详细描述
生物化学过程包括生物降解、生物转化和生物积累等。例如，土壤中的有机污染 物可以通过微生物的降解作用被分解为无害的物质，从而降低土壤污染的程度。
环境化学全套课件
汇报人：
202X-12-23
• 环境化学基础 • 环境污染与生态破坏 • 环境化学污染物 • 环境化学反应与过程 • 环境化学监测与评价 • 环境化学治理与修复 • 环境化学的未来发展与挑战
01
环境化学基础
环境化学的定义与重要性
(完整版)环境化学.ppt
工 业 废 水 ： 铅 污 染 和 砷 污 染
0.0
8
环境问题
1. 环境污染的概念
前因
人为因素
环境素质
后果
生态系统 生产生活
工业“三废”，化肥农 业，生活垃圾等
大气、水、土壤质量等 要素质量下降
水生/陆生生态系统破 坏，生物多样性减少
资源问题
2. 环境污染的内涵
污染生态化学
化学污染物的生态毒理学研究 环境污染对陆地/水生生态系统的影响
化学物质的生态风险评价
环境理论化学
环境界面化学 定量结构活性相关研究 环境污染预测模型
0.0
19
环境化学
4. 环境化学的发展方向
国际：重视元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物 地球化学讯及其相互耦合的研究；重视化学品安全 评价；重视臭氧层破坏、气候变暖等。 20世纪末， 美国化学家提出了“环境良性化学”。
0.0
22
环境化学
超临界流体萃取技术是利用处于临界压力和临界温度以上的
流体，具有特异增加的溶解能力而发展起来的分离新技术。
它具有萃取效率高、分离工艺简单、不需要溶剂回收设备、
工作条件温和、应用前景广泛等特点，一般是在室温或接近
室温下完成。例如深水鱼油（EPA、DHA即脑黄金）；维生
素E；维生素C等的提取。当将排放的有机废料与氧置于超临
有害物质的环境污染 生态系统的干扰和破坏 不可再生资源的滥采滥用 固废、噪声等造成的环境损害
3. 产生环境污染的因素
物理因素：噪声、放射线等 化学因素：工业“三废” 生物因素：细菌，病毒等
约占80%~90%。
0.0
10
环境问题
20世纪
90年代
《环境化学课件》PPT课件
物体。
水体污染
工业废水、生活污水等 排放到水体中的污染物 ，通过饮水和食物链进
入生物体。
土壤污染
农药、重金属等污染物 在土壤中积累，通过食
物链进入生物体。
其他途径
包括食物摄入、皮肤接 触等途径，使污染物进
入生物体。
生物体内污染物质转化与排泄机制
01
生物转化
生物体内的酶系统可将污染物转化为低毒或无毒的代谢产物，如肝脏中
化学法
包括中和、氧化还原、电解和混凝等。
生物法
利用微生物的代谢作用，将有机物转化为无害物质，包括活性污泥 法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
土壤污染治理技术与方法
物理化学修复技术
包括土壤淋洗、土壤固化/稳定化、热脱附和电动 修复等。
生物修复技术
利用微生物或植物对土壤中的污染物进行降解、 转化或固定，包括微生物修复和植物修复等。
REPORT
《环境化学课件》 PPT课件
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效
应 • 环境污染治理技术与方法
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
危害
影响水生生物生存、破坏水生态平衡、危害人类健康等。
水环境化学原理
1 2
水中的化学反应
酸碱反应、沉淀溶解反应、氧化还原反应等。
水质指标与标准
pH值、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等。
3
水处理原理与技术
物理处理、化学处理、生物处理等。
REPORT
水体污染
工业废水、生活污水等 排放到水体中的污染物 ，通过饮水和食物链进
入生物体。
土壤污染
农药、重金属等污染物 在土壤中积累，通过食
物链进入生物体。
其他途径
包括食物摄入、皮肤接 触等途径，使污染物进
入生物体。
生物体内污染物质转化与排泄机制
01
生物转化
生物体内的酶系统可将污染物转化为低毒或无毒的代谢产物，如肝脏中
化学法
包括中和、氧化还原、电解和混凝等。
生物法
利用微生物的代谢作用，将有机物转化为无害物质，包括活性污泥 法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
土壤污染治理技术与方法
物理化学修复技术
包括土壤淋洗、土壤固化/稳定化、热脱附和电动 修复等。
生物修复技术
利用微生物或植物对土壤中的污染物进行降解、 转化或固定，包括微生物修复和植物修复等。
REPORT
《环境化学课件》 PPT课件
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效
应 • 环境污染治理技术与方法
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
危害
影响水生生物生存、破坏水生态平衡、危害人类健康等。
水环境化学原理
1 2
水中的化学反应
酸碱反应、沉淀溶解反应、氧化还原反应等。
水质指标与标准
pH值、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等。
3
水处理原理与技术
物理处理、化学处理、生物处理等。
REPORT
环境化学PPT课件
大气圈垂直结构
对流层、平流层、中间层、热成 层、外大气层
大气组成
恒定成分（N2、O2、Ar等）、 可变成分（CO2、H2O等）、不 定成分（自然源、人为源污染物 ）
大气污染物的来源与分类
污染源
自然源（火山喷发、森林火灾等）、人为源（工业、交通、 农业等）
污染物分类
气溶胶状态污染物（粉尘、烟、雾等）、气体状态污染物（ SO2、NOx、CO等）
为植物根系和土壤微生物提供氧气，参 与土壤中的气体交换
土壤污染物的来源与分类
天然源
地质背景值高、火山活动、自然风化和 淋溶作用
按性质分类
化学污染物、物理污染物、生物污染物
人为源
工业“三废”、农药和化肥使用、生活 污水和垃圾
按形态分类
气体、液体、固体
土壤污染物的迁移转化过程
物理过程
吸附与解吸、挥发与凝结 、溶解与沉淀
阐述工业废水、生活污水、农业面源污染等水体污染的主要来源 ，以及其对水生态环境和人类健康的危害。
水污染治理技术分类
介绍物理法、化学法、生物法等水污染治理技术的原理和应用。
水污染治理案例分析
通过具体案例，分析水污染治理技术的实际应用效果及存在的问 题。
土壤污染治理技术原理及应用
土壤污染来源及危害
阐述工业固体废弃物、农药化肥使用等土壤污染的主要来源，以 及其对农产品安全和人类健康的危害。
环境化学的研究对象与任务
研究对象
环境化学的研究对象包括大气、水、土壤、生物等环境中的化学物质。
任务
环境化学的主要任务是揭示化学物质在环境中的迁移、转化和归宿规律，评价 化学物质对环境和人类健康的影响，为环境保护和可持续发展提供科学依据。
(完整版)环境化学.ppt
0.0
27
环境化学
4.2 各圈层环境化学的发展方向
土壤环境化学：有机物污染物（如农药） 在土壤中的吸附、降解过程机制，土壤 环境复合污染问题，以及污染土壤修复 的化学基础等。
0.0
28
环境化学
4.3 污染控制化学的发展方向
从末端污染控制模式转向全过程控制模 式，提倡污染预防（pollution prevention），清洁生产（cleaner production），循环经济（circular economy）和绿色化学（green chemistry） 。
0.0
25
环境化学
1943年，美国洛杉矶第一次出现，所以光化学烟雾也 称为洛杉矶烟雾，呈蓝色，具强氧化性，能使橡胶开 裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，使大气能见度 降低。
含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在 阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种 一次污染物和二次污染物（如臭氧，醛等）的混合物 所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。
(2)农业：主要是农药、化肥、农业废弃物等。 (3)交通运输：主要是噪声、汽油（柴油）等燃料
燃烧产生的有毒有害气体。 (4)生活：主要是生活污水和垃圾。
0.0
34
环境污染物
3. 化学污染物的分类
(1)元素：重金属和准金属、卤素、臭氧、黄磷等。 (2)无机物：氰化物、一氧化碳、氮氧化物、卤化物、无
【其它】对环境问题的认识过程；环境 化学的任务、内容和特点；环境污染物 和化学污染物的分类及组成；环境污染
物在环境各圈层的迁移转化过程
0.0
本 章 重 点
5
第一节 环境化学 环境问题 环境化学
0.0
6
2006年十大环境事件之一
相关主题
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第二章：大气环境化学
当前三大全球环境问题：气候变化、酸沉降、臭氧层损耗都发生在大气圈内
重点内容:
（1）污染物在大气中的迁移 气象基础：大气垂直分层、气象要素、气温绝热变化、大气稳 定度、大气混合层 污染物迁移影响因素：混合层、地形、逆温、山谷风、海陆风等 污染物迁移的数学模式：推导与应用 （2）污染物在大气中的转化 光化学反应基础 自由基反应和来源 氮氧化物和碳氢化合物、硫氧化合物的转化 （3）几种代表性的大气环境污染问题 酸雨，光化学烟雾， 温室效应，全球变暖 臭氧层破坏
dp g = dz
=>
pg R T
dp g g 1 dz dz p R T R T
dp g p R
=> => ln
=> p p0 exp
p g 1 dz p0 R T
1 dz T
g 1 dz R T
=>
=>
pv mRT M
p m RT RT v M M
(令
)
R
R M
(2)
p RT
其 中 R=8.314J ． mol-1 ． K-1,M 气体摩尔质量 （ 空气的摩尔体积为 22.4l ． mol-1 ，空气密度 =1.29g ． l-1, 所以 M=22.4*1.29=28.869gmol1）,所以R’=R/M=287 J．kg-1．K-1。 由（1）和（2）得到：
（3）
可见只要知道温度随高度的分布函数形式，就可以推得气压随高度 的变化函数形式。
3、风
水平方向的空气运动，垂直方向 则称为对流或升降气流。 一般用风向、风速来表示风 的特征 风向一般用 16 个方位表示， (E S W N) 风速是单位时间内空气在水 平方向移动的距离（m/s） 一般风速是地面以上10m处风 速仪观测得到的平均值
二、基本气象要素
气温、气压、湿度、风、云量
1、气温
• 一般气象中采用的气温是指离地面1.5m高度处百叶箱中观测到的空 气温度。 • 大气预测模型中使用的气温一般也是指该温度。
• 气温在水平方向的差异导致气流水平方向运动的动力，形成风，能 够稀释和迁移污染物 • 气温在垂直方向的差异导致气流的上下强烈对流，有利于形成降水， 能够冲刷污染物。
一、大气垂直分层:
1962,WMO, 对流层、平流层、中间层、热成层、逸散层。
1、对流层: 平均厚度12km,赤道19km，两极8-9km， 云雨主要发生层，夏季厚，冬季薄。
特点:（1）气温随高度升高而降低。
（2）空气密度大。
（3）天气复杂多变。
（4）对流层下部湍流。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ平流层:
对流层顶到约50km的地方
4、热（成）层
从80km到约800km的地方
(1)温度随高度增加迅速增高； (2)大气更为稀薄; (3)大部分空气分子被电离成为离子和自由电子，又称电 离层，可以反射无线电波
5、逸散层
（ 1） 800km以上高空
（ 2）
（ 3）
空气稀薄，密度几乎与太空相同
空气分子受地球引力极小，所以
气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去
2、气压:
初始状态： 高度增加△z, 地面处高度0： 则高度△z处： 压强p1=ρgz 压强p2=ρg(z-△z)
所以，得到：P2-P1=△p=-ρg△z
转化为微分形式则：
dp g dz
(1)
（ρ密度g/m3，空气=1.29g/L，g重力加速度9.8m/s2）。 另外，气象学上用比气体常数来表示状态方程，其推导过程为：pv=nRT
第一节、污染物在大气中的迁移
迁移：污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。 原因：空气运动形成风，风的形成主要是由于温度差异引起的。所以大气 中温度的差异是空气运动的动力源。
一、大气垂直分层 二、基本气象要素
三、气块的绝热过程和干绝热递减率
四、大气稳定度 五、逆温 六、局地环流对污染物扩散的影响
特点：
（1） 空气基本无对流，平流运动占显著优势。
（2） 空气比下层稀薄，水汽、尘埃含量很少，很少 有天气现象，透明度极高。
（3） 在15-35km的范围内（平流层上层），厚度约 20km的臭氧层。
3、中间层
（ 1） （ 2） （ 3） （ 4）
从平流层顶到约85km的高度。
空气更稀薄 无水分 温度随高度增加而降低，中间层顶，气温最低 （-100℃） 中间层中上部，气体分子（O2、N2）开始电离。
外界加于体系的热量dq=0
体系对外做功dw=pdv(体系膨胀或压缩) 体系内能变化 du=nCvdT(体积不变情况下，内能变 化，定容比热Cv)
所以：pdv=- nCvdT
（ 4）
又由于pv=nRT,取全微分得到：pdv+vdp=nRdT
由（4）和（5）可得：nRdT—vdp= pdv=- nCvdT 即： nRdT =>
三、气块的绝热过程和干绝热递减率
1、气团运动的绝热过程
空气移动,高压区→低压，膨胀降温，压缩升温。
当气团在水平方向运动, 非绝热过程。
当气团作垂直升降运动时，近似为绝热过程。
温度垂直递减率，干绝热递减率
高温暖气团倾向于从地表移动到低压的高处， 气团绝热膨胀并降温。若没有水汽凝结，冷却速 率 为 0.98℃/100m ， 称 为 温 度 的 干 绝 热 递 减 率
（rd）。
然而，一般气团中都含有水蒸气，冷凝放潜热， 得到温度的垂直递减率（r）,冷却速率为 0.65℃/100m。 当污染源排放的污染刚进入大气环境的时候， 可视为一个绝热过程。
膨胀降温20℃
压缩升温21℃
2、气团运动的绝热方程
根据热力学第一定律：
dq=du+dw(q— 外界加于体系的热量， u— 体系内能变 化，w—体系对外做功) 绝热过程中：
风玫瑰图（m/s）
4、云
大气中水汽凝结的产物
一般用云量、云高来确定大气稳定度
云高：云层底部距离地面的高度，高云（ >5000m ） 中云（2500-5000m）低云（<2500m）
云量：云遮蔽天空的成数。将可见天空分为 10 份， 被云遮挡了几份，云量就是几。晴空无云，云量为0，乌 云遮天，云量为10.
nRT dp nCvdT p
当前三大全球环境问题：气候变化、酸沉降、臭氧层损耗都发生在大气圈内
重点内容:
（1）污染物在大气中的迁移 气象基础：大气垂直分层、气象要素、气温绝热变化、大气稳 定度、大气混合层 污染物迁移影响因素：混合层、地形、逆温、山谷风、海陆风等 污染物迁移的数学模式：推导与应用 （2）污染物在大气中的转化 光化学反应基础 自由基反应和来源 氮氧化物和碳氢化合物、硫氧化合物的转化 （3）几种代表性的大气环境污染问题 酸雨，光化学烟雾， 温室效应，全球变暖 臭氧层破坏
dp g = dz
=>
pg R T
dp g g 1 dz dz p R T R T
dp g p R
=> => ln
=> p p0 exp
p g 1 dz p0 R T
1 dz T
g 1 dz R T
=>
=>
pv mRT M
p m RT RT v M M
(令
)
R
R M
(2)
p RT
其 中 R=8.314J ． mol-1 ． K-1,M 气体摩尔质量 （ 空气的摩尔体积为 22.4l ． mol-1 ，空气密度 =1.29g ． l-1, 所以 M=22.4*1.29=28.869gmol1）,所以R’=R/M=287 J．kg-1．K-1。 由（1）和（2）得到：
（3）
可见只要知道温度随高度的分布函数形式，就可以推得气压随高度 的变化函数形式。
3、风
水平方向的空气运动，垂直方向 则称为对流或升降气流。 一般用风向、风速来表示风 的特征 风向一般用 16 个方位表示， (E S W N) 风速是单位时间内空气在水 平方向移动的距离（m/s） 一般风速是地面以上10m处风 速仪观测得到的平均值
二、基本气象要素
气温、气压、湿度、风、云量
1、气温
• 一般气象中采用的气温是指离地面1.5m高度处百叶箱中观测到的空 气温度。 • 大气预测模型中使用的气温一般也是指该温度。
• 气温在水平方向的差异导致气流水平方向运动的动力，形成风，能 够稀释和迁移污染物 • 气温在垂直方向的差异导致气流的上下强烈对流，有利于形成降水， 能够冲刷污染物。
一、大气垂直分层:
1962,WMO, 对流层、平流层、中间层、热成层、逸散层。
1、对流层: 平均厚度12km,赤道19km，两极8-9km， 云雨主要发生层，夏季厚，冬季薄。
特点:（1）气温随高度升高而降低。
（2）空气密度大。
（3）天气复杂多变。
（4）对流层下部湍流。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ平流层:
对流层顶到约50km的地方
4、热（成）层
从80km到约800km的地方
(1)温度随高度增加迅速增高； (2)大气更为稀薄; (3)大部分空气分子被电离成为离子和自由电子，又称电 离层，可以反射无线电波
5、逸散层
（ 1） 800km以上高空
（ 2）
（ 3）
空气稀薄，密度几乎与太空相同
空气分子受地球引力极小，所以
气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去
2、气压:
初始状态： 高度增加△z, 地面处高度0： 则高度△z处： 压强p1=ρgz 压强p2=ρg(z-△z)
所以，得到：P2-P1=△p=-ρg△z
转化为微分形式则：
dp g dz
(1)
（ρ密度g/m3，空气=1.29g/L，g重力加速度9.8m/s2）。 另外，气象学上用比气体常数来表示状态方程，其推导过程为：pv=nRT
第一节、污染物在大气中的迁移
迁移：污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。 原因：空气运动形成风，风的形成主要是由于温度差异引起的。所以大气 中温度的差异是空气运动的动力源。
一、大气垂直分层 二、基本气象要素
三、气块的绝热过程和干绝热递减率
四、大气稳定度 五、逆温 六、局地环流对污染物扩散的影响
特点：
（1） 空气基本无对流，平流运动占显著优势。
（2） 空气比下层稀薄，水汽、尘埃含量很少，很少 有天气现象，透明度极高。
（3） 在15-35km的范围内（平流层上层），厚度约 20km的臭氧层。
3、中间层
（ 1） （ 2） （ 3） （ 4）
从平流层顶到约85km的高度。
空气更稀薄 无水分 温度随高度增加而降低，中间层顶，气温最低 （-100℃） 中间层中上部，气体分子（O2、N2）开始电离。
外界加于体系的热量dq=0
体系对外做功dw=pdv(体系膨胀或压缩) 体系内能变化 du=nCvdT(体积不变情况下，内能变 化，定容比热Cv)
所以：pdv=- nCvdT
（ 4）
又由于pv=nRT,取全微分得到：pdv+vdp=nRdT
由（4）和（5）可得：nRdT—vdp= pdv=- nCvdT 即： nRdT =>
三、气块的绝热过程和干绝热递减率
1、气团运动的绝热过程
空气移动,高压区→低压，膨胀降温，压缩升温。
当气团在水平方向运动, 非绝热过程。
当气团作垂直升降运动时，近似为绝热过程。
温度垂直递减率，干绝热递减率
高温暖气团倾向于从地表移动到低压的高处， 气团绝热膨胀并降温。若没有水汽凝结，冷却速 率 为 0.98℃/100m ， 称 为 温 度 的 干 绝 热 递 减 率
（rd）。
然而，一般气团中都含有水蒸气，冷凝放潜热， 得到温度的垂直递减率（r）,冷却速率为 0.65℃/100m。 当污染源排放的污染刚进入大气环境的时候， 可视为一个绝热过程。
膨胀降温20℃
压缩升温21℃
2、气团运动的绝热方程
根据热力学第一定律：
dq=du+dw(q— 外界加于体系的热量， u— 体系内能变 化，w—体系对外做功) 绝热过程中：
风玫瑰图（m/s）
4、云
大气中水汽凝结的产物
一般用云量、云高来确定大气稳定度
云高：云层底部距离地面的高度，高云（ >5000m ） 中云（2500-5000m）低云（<2500m）
云量：云遮蔽天空的成数。将可见天空分为 10 份， 被云遮挡了几份，云量就是几。晴空无云，云量为0，乌 云遮天，云量为10.
nRT dp nCvdT p