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燃料燃烧
工业生产过程 农业活动排放：农
药、化肥
排放的污染物
二氧化硫、硫化氢、二氧化 碳、一氧化碳、火山灰
一氧化碳、二氧化碳、二氧 化硫、碳氢化合物等 风砂、土壤尘等 萜稀类碳氢化合物 硫酸盐和亚硫酸盐
一氧化碳、氮氧化物、碳氢 化合物、硫氧化合物和铅等
二氧化硫、氮氧化物、二氧 化碳、一氧化碳
二氧化硫、硫化氢等
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY
第二节 大气污染
一、定义
大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质 进入大气中，呈现出足够的浓度，以致于破坏生态系统和 人类正常生存和发展的条件，对人和物造成危害的现象。 大气污染源：向大气环境排放有害物质活对大气环境产生 有害影响的场所、设备和装置
从对流层顶到距地面50－55千米的范围
主要特征: 空气稀薄、水汽和微尘的含量很少，能见度高
大气以水平运动为主，垂直运动极其微弱，不易 成云致雨
温度随高度升高而升高（强烈吸收紫外线）
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大气的结构
在低层大气中由于，短波紫外辐射减弱，氧原子形成微弱，故臭 氧比重减少。
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大气的组成
臭氧（O3）作用： 对紫外辐射有强烈的吸收作用，使40-50千米 高度上大气温度显著升高。
对地面生物有保护作用。
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第二节 大气污染
二、大气污染源及污染物
（一）大气污染源
１、天然源：指自然界自行向大气环境排入污染物的污染源。 人为源：指人类的生产活动所形成的污染源
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大气的结构
4、热层（Thermosphere）：
此外，在高纬度地区的晴夜，在热层中可以出现彩 色的极光。
这可能是由于太阳发出的高速带电粒子使高层稀薄 的空气分子或原子激发后发出的光。这些高速带电粒子 在地球磁场的作用下，向南北两极移动，所以极光常出 现在高纬度地区上空。
10-4-10-2 10-4-10-3 10-5-10-3
光化学 生物活动
光化学
H2CO3 SO2 OCS
10-4-10-3 2* 10-4
10-4
光化学 人类活动、光化学，火山爆发 人类活动、生物活动、光化学
CS2
10-5-10-4
人类活动、生物活动
HO2· HO·
10-7-10-5 10-9-10-6
作用： 强烈吸收地面长波辐射，影响低层的热量收支 水的三相变化在天气变化中起积极作用
成云致雨
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大气的组成
（三）大气中的固体和液体微粒
来源： 燃烧烟粒，海水飞溅扬入大气后蒸发的盐粒，被风吹起的 土壤微粒，火山喷发的烟尘，流星燃烧产生的细小微粒， 宇宙尘埃，细菌微生物和植物的头孢花粉等。
N N2
100%
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大气的组成
分布
臭氧（O3）
来源：
O2 → O + O
O2 + O → O3
原因：
在上层大气中，紫外线强度很大，氧气分子多分离成氧原子。
在较低层大气中， O2和O数量充足，为O3形成提供了物质条件， 因而在距地面30千米处臭氧混合比最大，再通过下沉作用，在2025千米处最多。
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大气的结构
1、对流层（Troposphere）
范围
厚度随纬度、高度和季节变化而变化 全球平均厚度：12千米，低纬度地区17-18千米， 中纬度地区10-12千米，高纬度地区8-9千米。 夏季厚度大于冬季
大气的结构
5、散逸层：
范围： 800千米高度以上的大气层
主要特征： 气温随高度升高而降低 大气质点经常散逸到星际空间
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大气各成分的作用
大气组成
主要作用
干
主要 成分
N2
洁 98.9% O2
空 次要 CO2 气 成分 O3
主要特征
温度随高度增加而降低（γ=0.65℃/100m） 具有强烈的对流运动 气象要素水平分布不均
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大气的结构
内部差异 对流层内部根据温度、湿度、气流运动及天气状况
等可分为三个层次：
层次
下层 边界层或摩擦层
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第一节 大气的结构和组成
大气的结构 大气的组成
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大气的结构
大气的上界
距地面5千米以下的空气占大气质量的50%，整个大气圈 质量的95%都集中在高于海平面20千米以上的高空，再往高 处，地球大气和星际大气便联起来了。这就是说，大气上界 是模糊的，在地球和星际之间并没有一个截然的界限。
中层
上层
自由大气层
范围
1－2Km以下
2－ห้องสมุดไป่ตู้Km
6－顶部
受地面影响
最大
较小
最小
运动形式
湍流
对流
急流
天气现象 低云、雾、浮尘、霾 云和降水
冰晶云
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大气的结构
2、平流层（Stratosphere）
范围:
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第二章 大气环境 Atmospheric Environment
第一节 大气的结构和组成 第二节 大气污染和污染物 第三节 大气环境的危害 第四节 大气中污染物的扩散 第五节 大气污染的综合防治与管理
污染源
天
然
源
移 动 源 人 为静 源止 源
特
点
它和人为源相比产 生的污染物较少， 浓度较低，具有局 部地区某段时间内 可能形成严重影响
的特点。
汽车、火车、飞机 等，分布广泛分散，
难于监测治理。
静止源则包括工 厂 、焚化炉等不移 动的污染源。静止 源污染面积广，易 于集中监测治理。
主要来源
火山喷发
森林火灾 自然尘 森林植物释放 海浪飞沫 交通运输过程：现 代化交通运输工具
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大气的组成
（二）水汽
来源： 江河湖海和潮湿的物体的表面，植物的叶面的蒸 发和蒸腾作用。
分布：
夏季水汽含量大于冬季。 纬度愈高水汽含量愈少 同一纬度上，海洋上空水汽含量多于陆地上空水汽
同一地区，水汽多集中于低层
3、中间层（Mesosphere）
范围： 从平流层顶到距地面85千米的范围
主要特征： 气温随高度升高而降低 下暖上冷，再次出现空气的垂直运动 该层80千米高度上，有一个白天出现的电 离层称为D层
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水汽
生物体的基本成分
维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料；对地面保温
吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害 成云致雨的必要条件；对地面保温
固体杂质
成云致雨的必要条件
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大气的组成
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“极光”现象
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大气的结构
4、热层（Thermosphere）：
范围： 从中间层顶到距地面800千米的范围
主要特征：气 温 随 高 度 升 高 而 升 高 （ 波 长 小 于 0.175μm 的 太 阳紫外辐射都被该层中的原子氧所吸收的缘故） 空气稀薄，在700多千米厚的气体中只含有大气总 质量的0.5% 空气处于高度的电离状态，有电离层E层和F层（无 线电波传输）
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大气的组成
二氧化碳（CO2） 来源： 主要来源于有机物的燃烧及腐化和动植物的呼吸。 分布： 人口稠密地区多，夏季比冬季多
由于大气的垂直混合作用，最多扩散到距地面20千米处 作用： 大气增湿
温室效应（Greenhouse Effect）
（一）干洁空气的成分
1、定义： 大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体。
2、组成： 近地平面的干燥空气，主要成分是氮气(78.09%) 和氧气(20.94%)。其次是氩气(0.934%体积)和二 氧化碳(0.033%体积)。空气中水的体积百分含量 在0.1-0.5%之间，其余的大气成分为稀有气体， 氢的含量约为5×10-5%。除此之外，还有不少痕量 气体成分。
颗粒物、粉尘、氧化亚氮等
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2、按污染源存在的形式进行划分，污染源可以分固定污染 源和流动污染源两类
3、按排放污染物的空间分布方式来划分，可以分为：点源、 线源和面源三类
大气中痕量气体的分布
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成分
体积浓度，ppm
主要来源
CH4
1.6
H2
0.5
N2O
0.3
CO
0.12
生物活动 生物活动，光化学
生物 人类活动，光化学
NOx
10-6-10-2
光化学，雷电、人类活动
H2O2 NH3 HNO3
气估计上界。
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大气的结构
大气的垂直结构
根据：根据大气垂直方向上的 物理性质差异（温度、成分、电荷 等），同时考虑大气的垂直运动状 况进行分层。
对流层（Troposphere） 平流层（Stratosphere） 中间层（Mesosphere） 热(成)层（Thermosphere） 散逸层
分布： 多集中于近地面大气中 陆地上空多于海洋上空，城市多于农村 冬季多，夏季少
作用： 降低空气的能见度 对地面和空气的温度有一定的影响 充当凝结核对成云致雨起重要作用
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（四）大气污染物 人类活动产生的某些有害颗粒物和废气进入大气层 有害烟雾 灰尘烟雾
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大气的结构
大气的上界
根据大气中才有的而星际空间中没有的物理现 物理上界： 象来确定。例如：极光现象（1200千米）
按照人造卫星探测资料推算，大气密度接近星 估计上界： 际空间的高度为2000-3000千米，即以此为大
光化学 光化学
CCl2F2
0.28
H3CCCl3
10-4
人类活动 人类活动
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大气的组成
均质大气
千米
85千米以下，主要成分比例相对稳定
非均质大气
250 O
85千米以上，主要成分比例不稳定
100
O2 0
工业生产过程 农业活动排放：农
药、化肥
排放的污染物
二氧化硫、硫化氢、二氧化 碳、一氧化碳、火山灰
一氧化碳、二氧化碳、二氧 化硫、碳氢化合物等 风砂、土壤尘等 萜稀类碳氢化合物 硫酸盐和亚硫酸盐
一氧化碳、氮氧化物、碳氢 化合物、硫氧化合物和铅等
二氧化硫、氮氧化物、二氧 化碳、一氧化碳
二氧化硫、硫化氢等
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第二节 大气污染
一、定义
大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质 进入大气中，呈现出足够的浓度，以致于破坏生态系统和 人类正常生存和发展的条件，对人和物造成危害的现象。 大气污染源：向大气环境排放有害物质活对大气环境产生 有害影响的场所、设备和装置
从对流层顶到距地面50－55千米的范围
主要特征: 空气稀薄、水汽和微尘的含量很少，能见度高
大气以水平运动为主，垂直运动极其微弱，不易 成云致雨
温度随高度升高而升高（强烈吸收紫外线）
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大气的结构
在低层大气中由于，短波紫外辐射减弱，氧原子形成微弱，故臭 氧比重减少。
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大气的组成
臭氧（O3）作用： 对紫外辐射有强烈的吸收作用，使40-50千米 高度上大气温度显著升高。
对地面生物有保护作用。
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第二节 大气污染
二、大气污染源及污染物
（一）大气污染源
１、天然源：指自然界自行向大气环境排入污染物的污染源。 人为源：指人类的生产活动所形成的污染源
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大气的结构
4、热层（Thermosphere）：
此外，在高纬度地区的晴夜，在热层中可以出现彩 色的极光。
这可能是由于太阳发出的高速带电粒子使高层稀薄 的空气分子或原子激发后发出的光。这些高速带电粒子 在地球磁场的作用下，向南北两极移动，所以极光常出 现在高纬度地区上空。
10-4-10-2 10-4-10-3 10-5-10-3
光化学 生物活动
光化学
H2CO3 SO2 OCS
10-4-10-3 2* 10-4
10-4
光化学 人类活动、光化学，火山爆发 人类活动、生物活动、光化学
CS2
10-5-10-4
人类活动、生物活动
HO2· HO·
10-7-10-5 10-9-10-6
作用： 强烈吸收地面长波辐射，影响低层的热量收支 水的三相变化在天气变化中起积极作用
成云致雨
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大气的组成
（三）大气中的固体和液体微粒
来源： 燃烧烟粒，海水飞溅扬入大气后蒸发的盐粒，被风吹起的 土壤微粒，火山喷发的烟尘，流星燃烧产生的细小微粒， 宇宙尘埃，细菌微生物和植物的头孢花粉等。
N N2
100%
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大气的组成
分布
臭氧（O3）
来源：
O2 → O + O
O2 + O → O3
原因：
在上层大气中，紫外线强度很大，氧气分子多分离成氧原子。
在较低层大气中， O2和O数量充足，为O3形成提供了物质条件， 因而在距地面30千米处臭氧混合比最大，再通过下沉作用，在2025千米处最多。
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大气的结构
1、对流层（Troposphere）
范围
厚度随纬度、高度和季节变化而变化 全球平均厚度：12千米，低纬度地区17-18千米， 中纬度地区10-12千米，高纬度地区8-9千米。 夏季厚度大于冬季
大气的结构
5、散逸层：
范围： 800千米高度以上的大气层
主要特征： 气温随高度升高而降低 大气质点经常散逸到星际空间
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大气各成分的作用
大气组成
主要作用
干
主要 成分
N2
洁 98.9% O2
空 次要 CO2 气 成分 O3
主要特征
温度随高度增加而降低（γ=0.65℃/100m） 具有强烈的对流运动 气象要素水平分布不均
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大气的结构
内部差异 对流层内部根据温度、湿度、气流运动及天气状况
等可分为三个层次：
层次
下层 边界层或摩擦层
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第一节 大气的结构和组成
大气的结构 大气的组成
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大气的结构
大气的上界
距地面5千米以下的空气占大气质量的50%，整个大气圈 质量的95%都集中在高于海平面20千米以上的高空，再往高 处，地球大气和星际大气便联起来了。这就是说，大气上界 是模糊的，在地球和星际之间并没有一个截然的界限。
中层
上层
自由大气层
范围
1－2Km以下
2－ห้องสมุดไป่ตู้Km
6－顶部
受地面影响
最大
较小
最小
运动形式
湍流
对流
急流
天气现象 低云、雾、浮尘、霾 云和降水
冰晶云
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大气的结构
2、平流层（Stratosphere）
范围:
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第二章 大气环境 Atmospheric Environment
第一节 大气的结构和组成 第二节 大气污染和污染物 第三节 大气环境的危害 第四节 大气中污染物的扩散 第五节 大气污染的综合防治与管理
污染源
天
然
源
移 动 源 人 为静 源止 源
特
点
它和人为源相比产 生的污染物较少， 浓度较低，具有局 部地区某段时间内 可能形成严重影响
的特点。
汽车、火车、飞机 等，分布广泛分散，
难于监测治理。
静止源则包括工 厂 、焚化炉等不移 动的污染源。静止 源污染面积广，易 于集中监测治理。
主要来源
火山喷发
森林火灾 自然尘 森林植物释放 海浪飞沫 交通运输过程：现 代化交通运输工具
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大气的组成
（二）水汽
来源： 江河湖海和潮湿的物体的表面，植物的叶面的蒸 发和蒸腾作用。
分布：
夏季水汽含量大于冬季。 纬度愈高水汽含量愈少 同一纬度上，海洋上空水汽含量多于陆地上空水汽
同一地区，水汽多集中于低层
3、中间层（Mesosphere）
范围： 从平流层顶到距地面85千米的范围
主要特征： 气温随高度升高而降低 下暖上冷，再次出现空气的垂直运动 该层80千米高度上，有一个白天出现的电 离层称为D层
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水汽
生物体的基本成分
维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料；对地面保温
吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害 成云致雨的必要条件；对地面保温
固体杂质
成云致雨的必要条件
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大气的组成
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“极光”现象
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大气的结构
4、热层（Thermosphere）：
范围： 从中间层顶到距地面800千米的范围
主要特征：气 温 随 高 度 升 高 而 升 高 （ 波 长 小 于 0.175μm 的 太 阳紫外辐射都被该层中的原子氧所吸收的缘故） 空气稀薄，在700多千米厚的气体中只含有大气总 质量的0.5% 空气处于高度的电离状态，有电离层E层和F层（无 线电波传输）
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大气的组成
二氧化碳（CO2） 来源： 主要来源于有机物的燃烧及腐化和动植物的呼吸。 分布： 人口稠密地区多，夏季比冬季多
由于大气的垂直混合作用，最多扩散到距地面20千米处 作用： 大气增湿
温室效应（Greenhouse Effect）
（一）干洁空气的成分
1、定义： 大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体。
2、组成： 近地平面的干燥空气，主要成分是氮气(78.09%) 和氧气(20.94%)。其次是氩气(0.934%体积)和二 氧化碳(0.033%体积)。空气中水的体积百分含量 在0.1-0.5%之间，其余的大气成分为稀有气体， 氢的含量约为5×10-5%。除此之外，还有不少痕量 气体成分。
颗粒物、粉尘、氧化亚氮等
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2、按污染源存在的形式进行划分，污染源可以分固定污染 源和流动污染源两类
3、按排放污染物的空间分布方式来划分，可以分为：点源、 线源和面源三类
大气中痕量气体的分布
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成分
体积浓度，ppm
主要来源
CH4
1.6
H2
0.5
N2O
0.3
CO
0.12
生物活动 生物活动，光化学
生物 人类活动，光化学
NOx
10-6-10-2
光化学，雷电、人类活动
H2O2 NH3 HNO3
气估计上界。
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大气的结构
大气的垂直结构
根据：根据大气垂直方向上的 物理性质差异（温度、成分、电荷 等），同时考虑大气的垂直运动状 况进行分层。
对流层（Troposphere） 平流层（Stratosphere） 中间层（Mesosphere） 热(成)层（Thermosphere） 散逸层
分布： 多集中于近地面大气中 陆地上空多于海洋上空，城市多于农村 冬季多，夏季少
作用： 降低空气的能见度 对地面和空气的温度有一定的影响 充当凝结核对成云致雨起重要作用
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（四）大气污染物 人类活动产生的某些有害颗粒物和废气进入大气层 有害烟雾 灰尘烟雾
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大气的结构
大气的上界
根据大气中才有的而星际空间中没有的物理现 物理上界： 象来确定。例如：极光现象（1200千米）
按照人造卫星探测资料推算，大气密度接近星 估计上界： 际空间的高度为2000-3000千米，即以此为大
光化学 光化学
CCl2F2
0.28
H3CCCl3
10-4
人类活动 人类活动
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大气的组成
均质大气
千米
85千米以下，主要成分比例相对稳定
非均质大气
250 O
85千米以上，主要成分比例不稳定
100
O2 0