大气化学电教案99.pptVIP

授课教师：李俊 电 话Email： summili@nuist.edu.cn;;课程描述;参考教材 ;;;走向深层的环保;第一章 地球大气的组成和演化;定义：大气化学是大气科学的一个重要分支，它研究地球大气的组成及其变化，以及引起这些变化的物理化学的过程。 发展： 1929大气臭氧的观测和平流层臭氧光化学 1960年前，大气微量成分平衡、源汇、污染 1944年洛杉矶光化学烟雾事件 光化学作用； 1952年的伦敦烟雾事件 气溶胶 1980s酸雨问题 均相化学转向多相反应化学 1980后全球大气研究机会;大气本身是氧化性的介质，发生在大气中的化学过程倾向于由低氧化态不断走向高氧化态。 由于太阳辐射的作用，大气中的热化学过程与光化学过程结合在一起，光化学反应在大气环境中占有较重要的地位。 大气中含有多种反应，各物种之间并非孤立的，往往通过大气自由基相互间有密切联系。 大气中的化学过程是在一定环境条件下进行的，在现场实验研究中，必须考虑环境条件的因素。;大气化学研究方法;课程内容;大气的结构和组成; ; 中间层（mesosphere） 55-85km 气温下降达-95℃，垂直运动剧烈， 发生光化学反应。 热层（thermsphere）500km 空气密度很小，温度升高到1200℃， 逃逸层;电磁学垂直分布对大气层分层; 电离层(ionosphere) 在中间层，热层里，由于太阳紫外线强烈照射，气体分子中的电子挣脱了原子的束缚，形成了自由电子和离子，所以叫电离层。由于气体分子本身重量的不同以及受到紫外线不同强度的照射，电离层形成了四个具有不同电子密度和厚度的分层，每个分层的密度都是中间大两边小。掌握它们分布，变化的规律，才能了解无线电波在这里传输的特性．; 磁层（Magnetosphere） 在逃逸层外已经基本没有什么地球大气物质，只分布着地球磁场和被其捕获到太阳风粒子，磁鞘（Magnetosheath）目前可以看作地球大气层的边界了，因为再向前（太阳方向）已经是太阳与星际物质的范围了。 ;全球大气总质量为5.13×1015t，其中对流层大气为4.22×1015t，占82％强；平流层为9.06×1014t，占总质量的18％弱。30km以上大气仅占全部大气质量的1％；平流层以上的大气不足全部大气质量的0.1％。 现在，一般将大气化学的研究范围限于对流层和平流层。;一般情况下，可用理想气体状态方程描述空气组分压强、密度及温度的关系： R*为普适气体常数，ν是V体积中空气的摩尔数。 大气中组分浓度表示方法： 质量浓度ρi，mg/m3,ug/m3,ng/m3 摩尔浓度ρi’，mol/m3,umol/m3,nmol/m3 ppm,ppb,ppt;大气的能量来源;地球与大气的能量平衡;气体循环 气体的源 气体的汇;大气的组成;按浓度分类;按停留时间分;排入大气主要气体：H2S,NH3,CH4等，具有还原性； 沉降到地表物质：H2SO4,HNO3,SO42-,NO3-,CO2等，高氧化态； 还原性气体不能被空气中的氧气氧化； 活性很强的自由基（OH,HO2,RO,RO2); 自由基在其电子壳外层有一个不成对电子，对于增加第二个电子有很强的亲和力，强氧化剂。;全球平均值约为7╳105个/cm3； OH最高浓度出现在热带；（温度高，太阳辐射强）； 在2个半球之间，OH分布是不对称的，南半球比北半球多越20％。;白天高于晚上，峰值在阳光最强的时期； 夏季高于冬季。 因计算需要，清洁大气中OH的浓度值采用～1╳106个/cm3 ;OH 自由基的来源;HNO2光分解 H2O2光分解;HO2 自由基的来源;OH与HO2 自由基的汇与相互间的转化;HO2自由基的去除： NO转变成NO2，同时生成OH，这是OH与HO2 自由基相互转化的关键反应。;与大气中各种微量气体反应； 几乎控制了这些气体的氧化与去除过程。;;从大气环境的角度看，人类活动向大气排放各种气体和微粒,当这些物质浓度超过一定的限量以后，可能对人类、动植物或材料产生不良影响，即构成了环境污染。;人为源 燃料燃烧 工业排放 固体废弃物的燃烧 农业活动排放;大气污染物的汇机制;走向深层的环保; 如今，黄河断流了，黄河流域逐渐沙漠化。可是，许多人对于黄河断流的文化意义仍然不甚了了。文明的表土已经流失了，生长在这片荒凉土地上的文明之花还能开放多久?也许，我们还有长江可以退守。但是，长江也正在向黄河“看齐”。 ;; ;硫化氢在大气中易被OH、O和O3