环境化学课件 (4)
时间：2025-03-13
第二章
大气环境化学
2012-4-8
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绥化学院化学与制药工程系
第一节 天然大气和重要污染物 基本要求： 基本要求： 1、掌握天然大气的组成，大气主要层次的特点. 、掌握天然大气的组成，大气主要层次的特点 2、了解大气中离子和自由基的来源. 、了解大气中离子和自由基的来源 3、了解大气重要污染物的源. 、了解大气重要污染物的源 4、了解温室效应、温室气体及其对大气环境的 、了解温室效应、 影响. 影响
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一、大气的组成和停留时间 1、大气的组成 粒径大于l 降尘; 粒径大于l0µm颗粒称为降尘;粒径小于l0µm的 颗粒称为降尘 粒径小于l 颗粒，称为飘尘。 颗粒，称为飘尘。 飘尘 2、大气组分的停留时间 某组分在贮库中的总输入速度( 某组分在贮库中的总输入速度 ( FX) 和总输出 速 x)是相等的 若假设x 是相等的， 度(Rx)是相等的，若假设x组分的贮量为Mx,则可 由下式确定组分x 由下式确定组分x在大气中的停留时间tX:2012-4-8
tX = Mx/Rx = Mx/ FXhttp://绥化学院化学与制药工程系
惰性气体Ar、Ne、He、Kr 和 Xe停留时间都在 停留时间都在10 惰性气体 Ar、Ne、He、Kr和 Xe 停留时间都在 10 7 年 Ar 以 上，属于外循环气体。 属于外循环气体。 其次是参与生物、 其次是参与生物、水、岩石等循环的生物循环气体 N2(100 万 年 ) 、 0 2 ( 6 0 0 0 年 ) 、 H2(5 年 ) 、 CO2(10 年 ) 、 O(8 15年 CO(1 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， O(10 10. 大气中停留时间小于1年的气体，如H2O(10.1天)、 小于1 小于0 01年 (~1 NO和 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。 小于1 它们在大气中的浓度变化比较明显。2012-4-8 http://绥化学院化学与制药工程系
二、大气的主要层次1962,WMO,把大气划分为对流层、平流层、中间 把大气划分为对流层、平流层、 把大气划分为对流层 层、热成层、逸散层。 热成层、逸散层。 1、对流层 、 (1)气温随高度增加而降低 (1)气温随高度增加而降低。 气温随高度增加而降低。 (2)空气具有强烈的对流运动。 空气具有强烈的对流运动。 空气具有强烈的对流运动 (3)气体密度大。 气体密度大。 气体密度大
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3000
高度(km)散逸层
二、大气的分层
(+) 500 400 热成层 (+) 300 200 100 越往上氧、氦等气体的原子态越多 越往上氧、 90 中间层顶 电离层高度(km)
80 (-) 70 60 平流层顶 50 40 30 中间层
紫外线的强烈照 射，N2和O2产生 不同程度的离解
N2
O2
Ar
CO2
Ne平流层
He(+
)
Kr
H2臭氧 吸收
Xe20 对流层顶 10
O3
每升高100m 每升高 降低0.65℃ 降低 ℃2012-4-8
对流层 0 200
(-) 300 250 绝对温度(K) 绥化学院化学与制药工程系
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2、平流层 、 (1)大气稳定。 )大气稳定。 (2)平流层内垂直对流运动很小。 )平流层内垂直对流运动很小。 (3)大气透明度高。 )大气透明度高。 3、中间层 、 (1)空气更稀薄。 )空气更稀薄。 (2)无水分。 )无水分。 (3)温度随高度增加而降低，中间层顶气温最低 ()温度随高度增加而降低， 100℃)。 ℃ 开始电离。 (4)中间层中上部，气体分子(O2、N2)开始电离。 )中间层中上部，气体分子(
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高度(km)散逸层
二、大气的分层
(+) 500 400 热成层 (+) 300 200 100 越往上氧、氦等气体的原子态越多 越往上氧、 90 中间层顶 电离层高度(km)
80 (-) 70 60 平流层顶 50 40 30 中间层
紫外线的强烈照 射，N2和O2产生 不同程度的离解
N2
O2
Ar
CO2
Ne平流层
He(+)
Kr
H2臭氧 吸收
Xe20 对流层顶 10
O3
每升高100m 每升高 降低0.65℃ 降低 ℃2012-4-8
对流层 0 200
(-) 300 250 绝对温度(K) 绥化学院化学与制药工程系
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4、热层 、 (1)温度随高度增加迅速增高；温度最高可升至 )温度随高度增加迅速增高；温度最高可升至1200℃。 ℃ (2)大气更为稀薄 )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 )大部分空气分子被电离成为离子和自由电子， 电离层，可以反射无线电波。 电离层，可以反射无线电波。 5、逸散层 、 以上高空。 (1)800km以上高空。 ) 以上高空 (2)空气稀薄，密度几乎与太空相同。 )空气稀薄，密度几乎与太空相同。 (3)空气分子受地球引力极小，所以气体及其微粒可以 )空气分子受地球引力极小， 不断从该层逃逸出去。 不断从该层逃逸出去。
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高度(km)散逸层
二、大气的分层
(+) 500 400 热成层 (+) 300 200 100 越往上氧、氦等气体的原子态越多 越往上氧、 90 中间层顶 电离层高度(km)
80 (-) 70 60 平流层顶 50 40 30 中间层
紫外线的强烈照 射，N2和O2产生 不同程度的离解
N2
O2
Ar
CO2
Ne平流层
He(+)
Kr
H2臭氧 吸收
Xe20 对流层顶 10
O3
每升高100m 每升高 降低0.65℃ 降低 ℃2012-4-8
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