HX0讲义2大气环境化学A
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b、平流层内水汽和尘埃甚微少，很少天气现象出 现。
c、大气透明度也很好，现代飞机多在平流层底部 飞行，既平稳又安全。但飞机排放的废物可破坏 臭氧层。
第2章 大气环境化学
（3）中间层
①高度：50～80km ②温度：气温随高度的增加而降低。顶部可达
-92℃左右。垂直温度分布特征与对流层相似。 ③由于层内热源仅靠其下部的平流层提供，因
硫酸和硫酸盐可形成硫酸烟雾和酸性降水，危害很大。
第2章 大气环境化学
1、含硫化合物
(1)SO2
B、SO2的来源与消除 来源：大气中SO2的主要来源包括人为来源和天然来源两类；其 中人为来源是造成大气污染的主要源，特别是含硫矿物的燃烧。 消除：大气中SO2 中的50％会转化为硫酸或硫酸根，剩余的通 过干、湿沉降从大气中消除。
大气层的温度随海拔高度的变化情况见书P20的图2-1。
php0eMg /RhT lgphlgp0Mg 2.3 h0R3T 若 p0取1， 为l即 gphMg 2.3 h0R3T
第2章 大气环境化学
三、大气中的主要污染物
大气污染物分类：
按物理状态：气态污染物和颗粒物两类； 按形成过程：一次污染物和二次污染物两类；
式中：T——绝对温度，K； Z——高度，m。
在对流层中，平均而言dT/dZ<0且Г＝0. 6K／100m。 即 每升高100m，气温降低 0.6℃。
第2章 大气环境化学
③对流层按照受地表各种活动的影响程度的大小，分为： 低层大气（摩擦层或边界层）：高度在1～2km内，大气污 染物绝大部分都停留在这一层，受地表的机械运动和热力作用 强烈。 自由大气层：高度在1～2km以上的对流层的大气，自然界 主要的天气（云、雨、风、霜和雷电等）过程形成都出现在此 层。
④对流层顶部的对流层顶层气体，温度特别低，水分子转化为冰， 阻止水分子进入平流层，否则将出现水分子在平流层光解：
H2O h v HHO
⑤对流层内含有全部大气质量3/4的大气和几乎所有的水汽， ④从污染源排放出的污染物几乎都直接进入对流层，因而这些污染 物的迁移转化过程也主要发生在这一层内。
第2章 大气环境化学
第2章 大气环境化学
1、含硫化合物
(2)H2S
A、H2S的来源 天然源：火山喷射、海洋水浪花和生物活动等。其中 生物体机体腐烂产生的H2S占主要的部分。 人为源：大气中人为来源排放量不大。
B、 H2S的其他来源 H2S还可以由COS，CS2与HO·反应产生：
H • O C O • SS H C2O H • O C 2 S C O • SS H • S H H 2 O H 2 S O 2
C、SO2的浓度特征 SO2的本底具有明显的地区变化和高度变化； SO2的城市浓度具有明显的变化规律； SO2一般是夏季浓度低，日变化小；冬季浓度高，日均浓度变化 大，早晚出现浓度峰值。原因是：早、晚SO2的排放量大，且逆 温层低，空气稳定，排放的SO2的不易扩散造成。 SO2进入大气后，在大气中的分布与气象条件有非常密切的关系， 风速、逆温和湍流对污染物的扩散也起着非常重要作用。 温度梯度处于逆温稳定状态、小风或静风都不利于SO2扩散。
（2）平流层：
①高度：12～50km。 ②温度： 在30～35km以下，随高度的增加气温保持不变或稍有上升。 从30～35km开始，气温随高度的增加而升高。到平流层顶时， 温度可接近0℃。 ③臭氧层：在15～35km高度范围内存在，浓度在25km处最
大。 臭氧分子能够吸收来自太阳的紫外辐射而分解为氧原子和氧分
精品
HX02大气环境化 学A
第2章 大气环境化学
二、大气层的结构
1、大气质量在铅直方向的分布：
大气质量在铅直方向的分布是极不均匀的。
高度h(Km) 5 12 30 50 80 质量W(%) 50 90 99 99.9 99.999
2、大气温度层结和大气密度层结：
静止大气的温度和密度在垂直方向上的分布。 根据大气的温度层结、密度层结和运动规律，可将大 气划分为对流层、平流层、中间层和热层，更远的地方 称为逸散层。
而下热上冷，故空气垂直对流运动相当强烈。
第2章 大气环境化学
（4）热层
①高度： 80～500km。 ②温度：温度随高度的增加而迅速上升。 顶部可达到1000K以上。该层内空气极稀薄，在太阳紫外线 和宇宙射线的辐射下，空气处于高度电离状态，因而热层也可 称为电离层。
（5）逃逸层
逃逸层空气极为稀薄，常成为外大气层。逃逸层的温度 随高度的增加略有增加。
子，当它们又重新化合为臭氧分子时，便可释放出大量的热能， 这就是平流层温度升高的原因。
O 2 O • O • O • O 2 O 3 2 1 O 3 O • O 2 O 3O • 2 O 2 22
第2章 大气环境化学
（2）平流层：
④污染物进入平流层后，会由此而形成一薄层， 使污染物遍布全球。
a、平流层内由于上热下冷，空气垂直对流运动很 小，只能随地球自转而产生平流运动。
第2章 大气环境化学
第2章 大气环境化学
1）对流层：
①是大气的底层，其平均厚度为12km。 ②该层内气温随高度的增加而降低。
对流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；离地面越远气温则越低。
大气垂直递减率—随高度升高气温的降低率。
通常用下式表示： Г= −dT/dz
一次污染物是从污染源直接排放的污染物质，如SO2、NOx等 二次污染物是经过化学反应形成的污染物质，如O3和硫酸盐等
1、含硫化合物
(1)SO2
A、SO2的危害
对人体呼吸道危害很大、刺激呼吸道并增加呼吸阻力，造成呼吸 困难；会造成植物叶组织坏死，损害植物叶面功能，甚至死亡。
SO2在大气中易被氧化形成SO3,而后与水结合，经过Βιβλιοθήκη Baidu相和非均 相成核作用，形成硫酸气溶胶，同时发生化学反应形成硫酸盐。
C、H2S的消除
H • H O 2 S H 2 O • SH
第2章 大气环境化学
2、含氮化合物
大气中存在的氮氧化物主要有N2O、NO、NO2等。 N2O是低 层大气中含量最高的含氮化合物，主要来着天然源，由土壤 中细菌对硝酸盐脱氮产生。
c、大气透明度也很好，现代飞机多在平流层底部 飞行，既平稳又安全。但飞机排放的废物可破坏 臭氧层。
第2章 大气环境化学
（3）中间层
①高度：50～80km ②温度：气温随高度的增加而降低。顶部可达
-92℃左右。垂直温度分布特征与对流层相似。 ③由于层内热源仅靠其下部的平流层提供，因
硫酸和硫酸盐可形成硫酸烟雾和酸性降水，危害很大。
第2章 大气环境化学
1、含硫化合物
(1)SO2
B、SO2的来源与消除 来源：大气中SO2的主要来源包括人为来源和天然来源两类；其 中人为来源是造成大气污染的主要源，特别是含硫矿物的燃烧。 消除：大气中SO2 中的50％会转化为硫酸或硫酸根，剩余的通 过干、湿沉降从大气中消除。
大气层的温度随海拔高度的变化情况见书P20的图2-1。
php0eMg /RhT lgphlgp0Mg 2.3 h0R3T 若 p0取1， 为l即 gphMg 2.3 h0R3T
第2章 大气环境化学
三、大气中的主要污染物
大气污染物分类：
按物理状态：气态污染物和颗粒物两类； 按形成过程：一次污染物和二次污染物两类；
式中：T——绝对温度，K； Z——高度，m。
在对流层中，平均而言dT/dZ<0且Г＝0. 6K／100m。 即 每升高100m，气温降低 0.6℃。
第2章 大气环境化学
③对流层按照受地表各种活动的影响程度的大小，分为： 低层大气（摩擦层或边界层）：高度在1～2km内，大气污 染物绝大部分都停留在这一层，受地表的机械运动和热力作用 强烈。 自由大气层：高度在1～2km以上的对流层的大气，自然界 主要的天气（云、雨、风、霜和雷电等）过程形成都出现在此 层。
④对流层顶部的对流层顶层气体，温度特别低，水分子转化为冰， 阻止水分子进入平流层，否则将出现水分子在平流层光解：
H2O h v HHO
⑤对流层内含有全部大气质量3/4的大气和几乎所有的水汽， ④从污染源排放出的污染物几乎都直接进入对流层，因而这些污染 物的迁移转化过程也主要发生在这一层内。
第2章 大气环境化学
第2章 大气环境化学
1、含硫化合物
(2)H2S
A、H2S的来源 天然源：火山喷射、海洋水浪花和生物活动等。其中 生物体机体腐烂产生的H2S占主要的部分。 人为源：大气中人为来源排放量不大。
B、 H2S的其他来源 H2S还可以由COS，CS2与HO·反应产生：
H • O C O • SS H C2O H • O C 2 S C O • SS H • S H H 2 O H 2 S O 2
C、SO2的浓度特征 SO2的本底具有明显的地区变化和高度变化； SO2的城市浓度具有明显的变化规律； SO2一般是夏季浓度低，日变化小；冬季浓度高，日均浓度变化 大，早晚出现浓度峰值。原因是：早、晚SO2的排放量大，且逆 温层低，空气稳定，排放的SO2的不易扩散造成。 SO2进入大气后，在大气中的分布与气象条件有非常密切的关系， 风速、逆温和湍流对污染物的扩散也起着非常重要作用。 温度梯度处于逆温稳定状态、小风或静风都不利于SO2扩散。
（2）平流层：
①高度：12～50km。 ②温度： 在30～35km以下，随高度的增加气温保持不变或稍有上升。 从30～35km开始，气温随高度的增加而升高。到平流层顶时， 温度可接近0℃。 ③臭氧层：在15～35km高度范围内存在，浓度在25km处最
大。 臭氧分子能够吸收来自太阳的紫外辐射而分解为氧原子和氧分
精品
HX02大气环境化 学A
第2章 大气环境化学
二、大气层的结构
1、大气质量在铅直方向的分布：
大气质量在铅直方向的分布是极不均匀的。
高度h(Km) 5 12 30 50 80 质量W(%) 50 90 99 99.9 99.999
2、大气温度层结和大气密度层结：
静止大气的温度和密度在垂直方向上的分布。 根据大气的温度层结、密度层结和运动规律，可将大 气划分为对流层、平流层、中间层和热层，更远的地方 称为逸散层。
而下热上冷，故空气垂直对流运动相当强烈。
第2章 大气环境化学
（4）热层
①高度： 80～500km。 ②温度：温度随高度的增加而迅速上升。 顶部可达到1000K以上。该层内空气极稀薄，在太阳紫外线 和宇宙射线的辐射下，空气处于高度电离状态，因而热层也可 称为电离层。
（5）逃逸层
逃逸层空气极为稀薄，常成为外大气层。逃逸层的温度 随高度的增加略有增加。
子，当它们又重新化合为臭氧分子时，便可释放出大量的热能， 这就是平流层温度升高的原因。
O 2 O • O • O • O 2 O 3 2 1 O 3 O • O 2 O 3O • 2 O 2 22
第2章 大气环境化学
（2）平流层：
④污染物进入平流层后，会由此而形成一薄层， 使污染物遍布全球。
a、平流层内由于上热下冷，空气垂直对流运动很 小，只能随地球自转而产生平流运动。
第2章 大气环境化学
第2章 大气环境化学
1）对流层：
①是大气的底层，其平均厚度为12km。 ②该层内气温随高度的增加而降低。
对流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；离地面越远气温则越低。
大气垂直递减率—随高度升高气温的降低率。
通常用下式表示： Г= −dT/dz
一次污染物是从污染源直接排放的污染物质，如SO2、NOx等 二次污染物是经过化学反应形成的污染物质，如O3和硫酸盐等
1、含硫化合物
(1)SO2
A、SO2的危害
对人体呼吸道危害很大、刺激呼吸道并增加呼吸阻力，造成呼吸 困难；会造成植物叶组织坏死，损害植物叶面功能，甚至死亡。
SO2在大气中易被氧化形成SO3,而后与水结合，经过Βιβλιοθήκη Baidu相和非均 相成核作用，形成硫酸气溶胶，同时发生化学反应形成硫酸盐。
C、H2S的消除
H • H O 2 S H 2 O • SH
第2章 大气环境化学
2、含氮化合物
大气中存在的氮氧化物主要有N2O、NO、NO2等。 N2O是低 层大气中含量最高的含氮化合物，主要来着天然源，由土壤 中细菌对硝酸盐脱氮产生。