大气环境化学课件：概述2017.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 大气组成分类 按浓度分类 主要成分：浓度为百分之几，如N2，O2，Ar。 微量成分：浓度在1ppmv到1%，如CO2，H2O，CH4， He 等。 痕量成分：浓度在1ppmv以下。 按生命时间分类 定常成分：寿命在100年以上，如N2，O2，和惰性气体。 可变成分：寿命在几年到十几年，如CO2，H2，CH4 等。 快变成分：寿命在1年以下。如H2O，……... 地球大气气体的组成 气体的时空尺度 人类活动对大气组成的影响 CO2 SO2 人工固氮 CFCs 生物体燃烧 O3 ？ 主要的大气污染物 含硫化合（H2S，SO2，DMS，COS等） 含氮化合物（NO，NO2，NH3，HNO3等） 一氧化碳和二氧化碳（CO，CO2） 碳氢化合物，碳氢氧化合物（烃、醛、酮等） 光化学氧化剂（臭氧，H2O2，PAN等） 卤素化合物（HF，HCl，氯氟化碳等） 大气气溶胶 放射性物质 对流层清洁大气和城市污染大气微量成分浓度(浓度ppb) 3、现代大气： 以氮气和氧气为主。 地球大气的演化大体可分为三个阶段： 1、原始大气： 以宇宙中最丰富的轻物质 H2、He和CO为主。 2、次生大气（45～20亿年前）： 地球逐渐冷却以后, 由于造山运动、火山喷发 和从地幔中释放出地壳内原来吸附的气体, 形 成了次生大气, 其主要成分是CO2、CH4、NH3 和H2O等。 §1.3 地球大气的演化 地球的次生大气和水圈生成 原始大气 次生大气 水圈 46亿年前，H2，O2，CH4，H2S 火山爆发和固体吸附。主要成份是CO2、 CH4、NH 3和水汽。CO2至30亿年前大 约是现在大气的10倍。强温室效应使地 表平均温度可达300℃左右。 随着二氧化碳浓度下降，大气温度也下降。 水汽可以凝成液体水，出现云、雨， 并在地球表面积聚，演变成水圈。 生物圈 大气中氧的产生和生物圈的形成 现在大气与类地行星大气的区别 O2—生命 O3—UVB 现在大气的形成是在和生物圈相互作用中形成的： 光合作用 生物圈形成 碳循环：为什么重要？ 1、大气的组成；温室气体 2、生物体的基本组成 3、生物的呼吸是氧和碳循环 4、有机物的燃烧和腐败释放碳氧 5、影响海洋pH 光合作用使无机碳变为有机碳 CO2 + H20 = CH2O + O2 营养素(NO3-, NH4+, PO4-3, H4SiO4, Fe） 参与此反应，形成各种有机物 营养素 + 106 CO2 + 170 H2O = (CH2O)106(NH3)16(PO4) + 138 O2 呼吸 光合作用 根据目前世界燃料的消耗量计算 人类一年燃烧的碳量 相当于 植物光合作用1000年生成的总量 人类活动与大气圈的演化 大气科学几乎涉及科学的各个领域 人和自然的协调发展 宿命论： 以消极适应自然为特征，只强调人的受动性 征服论： 以无节制地开发自然为特征，只强调人的能动性 和谐论： 以人与自然协调发展为特征，强调人的受动性与 能动性的统一。 第一章 小结 1，大气化学是大气科学的分支，近年来得到迅速发展, 是与多种学科密切联系的交叉学科；它研究大气的组成及影响其组成变化的过程。 2，随人口的急剧增加、经济高速发展、工业化、城市化、能源和各种资源大量消耗、土地利用的急剧变化所导致的局地、区域和全球的环境、生态和气候的变化提出和推动了此学科的快速发展；经济发展、现代科技进步为学科发展提供了条件。 3，大气化学不仅研究发生在大气中的化学转化过程、要研究自源发射、输送、转化、沉降乃至对受体的影响的循环过程；大气圈层是地球环境圈层的一部分，大气化学不仅研究发生在大气圈中的物理、化学过程还要研究气圈与生物圈、水圈、地圈的相互作用。 4，氧、氮构成地球大气的主要成分、大气还包含了惰性气体和H2O、CO2、O3、CH4、CO以及其他的各种微量气体组分、自由基和悬浮的液态、固态的粒子。大气是多相化学体系；大气的强氧化性是其重要的特征，许多微量组分活跃的参与大气化学变化。 5，气体状态方程是描述大气物性的基本方程之一。大气组分浓度可用单位体积大气中含物种的质量、摩尔数或分子个数表示，也可用混合比表示。 6，大气组分在大气中滞留的时间表征该组分参与大气化学循环过程的活跃程度，称为物种的生命时间。 7，现代大气是在漫长的地球演化过程中，由次生大气演化而来；水圈出现、生命产生和演化对形成现代