第二章-大气环境.ppt

教学内容 第一节 大气污染物的迁移 第二节 大气中污染物的转化 第三节 生活中住与行的危害 1、对流层（troposphere） 大气层接近地面的这一部分称为对流层， 其厚度随纬度变化而不同。在赤道上空约16km， 在两极上空约10km，中纬度地区一般为10~12km。这一层大气有以下特点： 1）密度大，75%以上的大气总质量和90%的水蒸气在对流层； 2）对流层的气温随高度的增加而下降，大约每升高100 m，温度降低0.6℃。然而，在地面至2km的范围内会出现逆温现象，即气温随高度而增加或几乎不变； 3）空气的垂直对流运动强烈； 4）污染物的迁移转化过程和云、雨、雪、冰雹和雷电等气候现象发生在这一层。 2、平流层（stratosphere) 从对流层顶开始到50km左右这一层大气，称为平流层。这一层的特点是： 1）在平流层的下层(12~20km)，随高度的增加，气温不变或变化很小，气温趋于稳定。然后，气温随高度的增加而升高。 2） 15-35 km 范围内有厚有约20 km的臭氧层。  3）气的运动多为平流运动，很少有对流运动。 4）该层的空气比对流层的空气稀薄得多， 水汽、尘埃的含量极少，很少出现天气现象，大气透明度好。 5）该层大气较稳定，污染物进入平流层，将形成一薄层气流，随地球旋转而运动。 3、中间层 (mesosphere) 从平流层顶(50km)至85km左右这一层大气称为中间层。该层的空气更为稀薄，气温随高度的增加而降低，有强烈的对流运动，约在85km处，温度达最低(180K)，此区域称为中间层顶。 4、热层 (thermosphere) 85km~700km这一层大气称为热层。 在80~90km的区域，气温基本不变，随后温度随高度增加而迅速上升。在阳光和各种宇宙射线的作用下，空气中的大部分分子发生电离，空气处于高度电离的状态，所以也称热电离层，该层对无线电通信有重大意义。 5、逸散层（lonosphere） 700~3000km的区域称为逸散层。 该层气温随高度增加而升高，空气极为稀薄，由于空气受地心引力极小，空气和微粒可从该层进入宇宙。 第二节 大气中污染物的转化 (Transportation of Pollutants in Atmosphere) 地球能量主要来自太阳辐射，地球上所有的生命过程几乎都依赖太阳辐射能来维持。太阳光能使全球各圈层中的化学物质发生直接或间接的光化学反应。 由阳光引发的光化学过程是环境中所发生的重要的化学过程之一。光化学是研究在紫外和可见光的作用下物质发生化学反应的科学。光化学反应的活化主要是通过分子吸收一定波长的光来实现的，而热化学反应的活化主要是分子从环境中吸收热能而实现的。光化学反应受温度的影响小，有些反应可在接近0K时发生。被光激发的分子具有较高的能量，可以得到高内能的产物，如自由基、双自由基等。 光量子能量与化学键之间的关系： 一个光子的能量(E)可表示为：  E＝h?＝hc/? 一摩尔光子通常定义为一个einstein，波长为 ?的光的1 einstein的能量为：  E＝N0h?＝N0hc/?＝6.02?1023 hc/? 若?=400nm,E=299.1kJ/mol ?=700nm,E=170.9kJ/mol ①通常化学键的键能大于164.4kJ/mol，所以?700nm的光就不能引起光化学离解。 ② ?100nm的光子能量很高，可以引起分子、原子的放射性蜕变或衰变，属放射化学范畴，不属于光化学范畴。 ③能引起光化学反应的波长范围100——700nm。 次级过程 初级过程中反应物与生成物之间进一步发生的反应。 初级光化学过程的主要类型 在对流层中发生不同类型的初级光化学过程，但是对于气相主要类型有： （a）光解。一个分子吸收一个光量子的辐射能时，如果所吸收的能量等于或多于键的离解能，则发生键的断裂，产生原子或自由基。例如： NO2 + h? (290 ? 430 nm）? NO + O (b)分子内重排。例如： （c）光异构化