环境化学复习
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环境工程化学复习第二章一、影响大气污染物迁移的因素1、风和大气湍流的影响;2、天气形势和地理地势的影响;(1)、海陆风;(2)、城郊风;(3)、山谷风、二、自由基也称游离基,是指由于共价键均裂而生成的带有未成对电子的碎片。
大气中常见的自由基如:HO·,HO2·,RO,RO2·,RC (O)O2三、与大气污染有直接关系的重要的光化学过程1、氧分子和氮分子的光解2、臭氧的光解3、NO2的光解4、亚硝酸和硝酸的光解5、二氧化硫对光的吸收6、甲醛的光解7、卤代烃的光解四、降水的化学组成无机物:土壤衍生物离子Al3+,Ca2+,Mg2+,Fe3+,Mn2+和硅酸盐等;海洋盐类离子Na+,Cl-,Br-,SO42-,HCO3-及少量K+,Mg2+,Ca2+,I-和PO43+;气体转化物SO42-,NO3-,NH4+,Cl-和H+;人为排放源As,Cd,Cr,Co,Cu,Pb,Mn,Mo,Ni,V,Zn,Ag,Sn和Hg等化合物。
五、酸雨的化学组成酸雨现象是大气化学过程和大气物理过程的综合效应。
酸雨中含有多种无机酸和有机酸,其中绝大部分是硫酸和硝酸,多数情况下以硫酸为主。
从污染源排放出来的SO2和NOx是形成酸雨的主要起始物,其形成过程为SO2+[O] →SO3SO3+H2O→H2SO4SO2+H2O→H2SO3H2SO3+[O] →H2SO4NO+[O] →NO22NO2+H2O→HNO3+HNO2式中:[O]——各种氧化剂六、影响酸雨形成的因素1、酸性污染物的排放及其转化条件2、大气中的NH33、颗粒物酸度及其缓冲能力4、天气形势的影响七、大气颗粒物的化学组成1、无机颗粒物(1)硫酸及硫酸盐颗粒物(2)硝酸及硝酸盐颗粒物2、有机颗粒物P126第四章农药的类型农药进入土壤的途径1)农药以颗粒剂形式施入土壤2)农药以种子处理剂进入土壤3)农药喷施被作物截获和散落到土壤4、农药在土壤环境中的扩散行为。
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复习题一、问答题、论述题1)试述酸雨的形成、危害及控制措施。
2)试述光化学烟雾形成过程。
3)试述酸雨的主要成分、成因及危害,写出有关化学反应式。
4)写出光化学烟雾的链反应机制。
5)为什么排放到大气中的CFCs能破坏臭氧层,写出有关化学反应式。
6)试述大气中CO2等气体浓度上升,引起温室效应的原因。
7)试比较伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。
8)说明臭氧层破坏的原因和机理。
9)请写出生成PAN的化学反应方程式.10)氮氧化物(NO x)进入大气环境,将对环境造成哪些危害?11)简述土壤的缓冲作用,并举例说明其作用原理。
12)何谓土壤胶体的永久电荷、可变电荷和净电荷?请举例说明。
13)何谓土壤的活性酸和潜在酸?这二者之间有何差别?14)土壤中重金属向植物体内迁移的主要方式及影响因素有哪些?15)简述土壤有机质对非离子型有机化合物吸附的影响。
16)农药在土壤中存在哪些迁移、转化过程?17)有哪些因素影响农药在土壤中的行为?18)试述土壤吸附农药的机理。
19)简述污染土壤的修复技术。
20)土壤次生硅酸盐矿物的一个典型特征是具有很高的表面积(包括内表面和外表面)和带负电。
表1给出了土壤中常见粘土矿物的比表面积,试说明并解释不同粘土矿物比表面积、带电荷类型、性质和数量的差异及其对土壤污染物迁移的影响。
表1 土壤中常见粘土矿物的比表面积(m2/g)胶体成分内表面积外表面积总表面积蒙脱石700-750 15-150 700-850伊利石0-5 90-150 90-150高岭石0 5-40 5-40二、计算题1. 在25︒C条件下,某胶体对持久性有机物的吸附符合Langmuir吸附等温式。
当吸附达平衡时该有机物的浓度为5.62 μg/L时,吸附量为5.25 μg/g;当吸附达平衡时的有机物浓度为16.78 μg/L时,吸附量为10.21 μg/g。
试求该胶体在实验条件下吸附有机物的有关常数。
2、已知某耗氧有机物在水体中的降解过程符合一级动力学方程。
《环境化学》考试复习题

《环境化学》考试题库一、填空题1 环境化学是一门研究有害物质在环境介质中的存在、化学特性、行为、效应及其控制的化学原理和方法的科学。
2 水中常见的吸附等温线有H型、F型、L型.3 诱发沉积物中重金属的释放的主要因素有盐浓度升高、氧化还原条件变化、降低pH值、增加水中配合剂的含量。
4 向某一含碳酸的水体加入重碳酸盐(碳酸氢盐), 总酸度增加、无机酸度减少、CO2酸度不变、总碱度增加、酚酞碱度不变和苛性碱度减少。
5 组成水中碱度的物质可以归纳为: 强碱、弱碱、强碱弱酸盐.6 依据软硬酸碱理论, 可以确定天然水中主要的无机配体中硬碱有OH-、Cl—、CO32—、HCO3-、F-, 软碱有S2—。
7 一般根据腐殖质在碱和酸溶液中的溶解度可以把其分成腐殖酸、富里酸、腐黑物三类。
8 亚硝酸的光解是大气中HO·自由基的主要来源之一,醛的光解是大气中HO2·自由基的主要来源之一。
9 影响酸雨形成的因素有酸性污染物的排放、大气中的氨、颗粒物酸度及其缓冲能力、天气形势的影响.10 环境中有机物的降解过程分为吸附催化水解、光降解、生物降解三类.11 光化学烟雾从产生到结束, 其中主要污染物依次出现的顺序为烃、NO、NO2.O3.醛类, 二次污染物有NO2.O3.醛类.12导致臭氧层耗损的典型物质有水蒸气、氮氧化物、氟氯烃.13光子能量公式是E=hc/λ,通常波长大于700nm的光就不能引起光化学离解, 此时对应的化学键能是167。
4KJ/mol.14天然水的总含盐量(TDS)=[Ca2++Mg2++Na++K+]+[HCO3-+SO42—+Cl-]15组成水中酸度的三类物质为强酸、弱酸、强酸弱碱盐16水环境中胶体颗粒的吸附作用可分为表面吸附、离子交换吸附、专属吸附。
17天然水中的颗粒物有矿物微粒、粘土矿物、金属水合氧化物、腐殖质、水体悬浮沉积物几类.18水环境中污染物的光解过程可分为直接光解, 敏化光解, 氧化反应三类。
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第一章绪论一、填空1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面,其中化学物质引起的约占8090。
2、环境化学研究的对象是:环境污染物。
3、环境中污染物的迁移主要有机械、物理-化学和生物迁移三种方式。
4、人为污染源可分为_工业_、农业_、交通_、和生活_。
5、如按环境变化的性质划分,环境效应可分为环境物理、环境化学、环境生物三种。
二、选择题1、属于环境化学效应的是AA热岛效应B温室效应C土壤的盐碱化D噪声2、五十年代日本出现的痛痛病是由_污染水体后引起的A B C D3、五十年代日本出现的水俣病是由污染水体后引起的A B C D三、问答题1、举例说明环境效应分为哪几类?2、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。
第二章大气环境化学一、填空题1、写出下列物质的光离解反应方程式:(1)2+ hν + O(2)2 + hν + 或2 + hν H + 2(3)3 + hν + 2(4)H2+ hν H + 或H2+ hν H2 +(5)3X + hν 3+ X2、大气中的2可以转化成3、3和3等物质。
3、碳氢化合物是大气中的重要污染物,是形成光化学烟雾的主要参与者。
4、乙烯在大气中与O3的反应机理如下:(O3)22O3 + 22H225、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度、化学组成和性质有关,去除方式有干沉降和湿沉降两种。
6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是:+ 1 ++ O3O2 +O2 +7、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题中的温室效应、臭氧层破坏、光化学烟雾等是由大气污染所引起的。
8、大气颗粒物的三模态为爱根核模、积聚模、_粗粒子模。
9、大气中最重要的自由基为。
10、能引起温室效应的气体主要有2_、4、、_氯氟烃等。
11、11和1211的分子式分别为3和2。
12、大气的扩散能力主要受风和湍流的影响。
13、大气颗粒物按粒径大小可分为_总悬浮颗粒物、_飘尘_、降尘、可吸入颗粒物。
14、根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层、平流层、中间层_、热层和逸散层。
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环境化学复习资料环境化学复习资料环境化学是研究环境中化学物质的性质、分布、转化和对环境的影响的学科。
它涉及到大量的知识和概念,因此在复习环境化学时,我们需要有一份全面而系统的复习资料。
本文将为大家提供一些关于环境化学复习的重点内容和方法,帮助大家更好地备考。
一、环境化学基础知识1. 环境化学的定义和研究对象:环境化学是研究环境中各种化学物质的性质、分布、转化和对环境的影响的学科。
它的研究对象包括大气、水体、土壤以及生物体等。
2. 环境化学的重要概念:包括环境污染、环境质量、环境容量、环境风险等。
了解这些概念的含义和相互关系,有助于我们更好地理解环境化学的基本原理。
3. 环境化学的研究方法:环境化学研究的方法包括野外调查、实验室分析、模拟实验和数学模型等。
熟悉这些方法的应用和原理,可以帮助我们更好地进行环境化学的实验和研究。
二、环境污染物的分类和特性1. 大气污染物:包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等。
它们的来源、传输和转化过程对大气环境质量具有重要影响。
2. 水污染物:包括有机污染物、无机污染物、重金属等。
了解不同污染物的特性和对水体生态系统的影响,有助于我们更好地进行水环境治理和保护。
3. 土壤污染物:包括有机污染物、重金属、农药等。
了解土壤污染物的来源和迁移途径,有助于我们更好地进行土壤环境修复和保护。
三、环境化学的应用1. 环境监测与评价:环境化学在环境监测与评价中起着重要作用。
通过采集样品,进行实验室分析,可以获得环境中各种污染物的含量和分布情况,为环境管理和决策提供科学依据。
2. 环境污染控制与治理:环境化学在环境污染控制和治理中发挥着重要作用。
通过研究污染物的来源和转化途径,制定合理的治理策略,可以有效降低环境污染的程度。
3. 环境风险评估与管理:环境化学在环境风险评估和管理中具有重要意义。
通过对环境中化学物质的毒性和暴露的评估,可以判断环境对人体健康的潜在风险,并采取相应的措施进行管理和控制。
环境化学复习

1.环境化学——研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应以及控制机理和方法的科学。
2.研究任务:环境化学的特点是要从微观角度(原子、分子水平上),来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径,其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
3.大气层的结构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/同温层、中间层/过渡层和热层,更远的地方称为逸散层。
4.平流层(Stratosphere ):平流层内顶部温度明显高于下面温度。
空气垂直对流运动很小,只能随地球自转而产生平流运动。
气流稳定!这一特点一利一蔽。
有利方面:现代超高速飞机多在平流层底部飞行,既平稳又安全。
不利方面:平流层内温度下冷上热。
空气垂直对流运动很小,一旦污染物进入平流层后,则很难扩散消除。
然而飞机排放出来的废物可破坏臭氧层,因而成了人们关注的全球性的环境问题5.大气垂直递减率:我们将随高度升高气温的降低率称为气温垂直递减率(大气垂直递减率)在对流层中,气温垂直递减率平均而言为Γ=0.6K/100m。
即每升高100m,气温降低0.6℃。
6.辐射逆温现象在对流层中,气温一般是随高度增加而降低。
但在一些特定条件下会出现反常现象,特别是上暖下冷现象。
判断:由垂直递减率。
当Γ=0时,称为等温气层;当Γ< 0时,称为逆温气层。
一旦发生逆温现象。
气层稳定性很高,相当于进入平流层。
大气中气流垂直运动阻力较大,不利于污染物的扩散。
世界上许多重大的污染事件都和逆温有关。
7.气块的绝热过程:取一个微小容积宏观的气块,称为气团或气块。
并假设它与周围的环境间没有发生热量交换,在此条件下该气块所发生的状态变化过程,称之为绝热过程。
干过程:我们把固定质量的气块所经历的不发生水相变化的过程,称为干过程。
在干过程中其内部的总质量不变。
而且气块内不出现液态水和固态水。
8.干绝热垂直递减率:干空气在上升时温度降低值与上升高度的比,称为干绝热垂直递减率、用Γd表示。
环境化学中考知识点归纳

环境化学中考知识点归纳环境化学是一门研究化学物质在环境中的分布、转化、循环及其对生态系统和人类健康影响的学科。
以下是环境化学中考知识点的归纳:环境化学基本概念- 环境化学的定义和研究范围- 环境污染物的分类:包括重金属、有机污染物、放射性物质等- 环境化学循环:物质在大气、水体、土壤和生物体中的循环过程大气环境化学- 大气组成:氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气及其他气体- 大气污染:包括温室气体、酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等- 大气污染物的来源和影响:工业排放、汽车尾气、农业活动等水环境化学- 水质指标:pH值、溶解氧、硬度、重金属含量等- 水污染源:点源污染和非点源污染- 水处理技术:物理、化学和生物处理方法土壤环境化学- 土壤组成:矿物质、有机质、水分和气体- 土壤污染:农药、化肥、重金属等- 土壤修复技术:物理修复、化学修复和生物修复固体废物处理与资源化- 固体废物的分类:生活垃圾、工业固体废物、危险废物等- 固体废物的处理方法:填埋、焚烧、回收利用等- 资源化技术:废物转化为能源和材料环境化学分析方法- 样品的采集与保存- 化学分析技术:色谱法、光谱法、质谱法等- 污染物的定量与定性分析环境化学与人类健康- 环境污染物对人体健康的影响:呼吸系统疾病、神经系统疾病、癌症等- 环境风险评估:污染物的暴露评估、风险表征和风险管理- 环境保护法规与标准:国家和地方的环境保护法规环境化学的发展趋势- 绿色化学:减少或消除有害物质的使用和产生- 可持续发展:环境、经济和社会的协调发展- 环境教育与公众参与:提高公众环保意识,参与环境保护活动结束语:环境化学作为一门跨学科的科学,其知识点广泛且深入。
通过了解这些知识点,我们不仅能够更好地理解环境问题,而且能够采取有效措施保护我们的环境,促进人类与自然的和谐共生。
《环境化学》复习资料

《环境化学》复习资料1、过氧乙酰基硝酸酯(PAN)的生成1.乙醛光解产生乙酸基2.乙酰基与空气中O2结合形成过氧乙酰基.3.过氧乙酰基与No2化合生成PANps:PAN具有热不稳定性,遇热会分解而回到过氧乙.基和NO2,因而PAN的分解和合成之间存在着平衡.2、温室效应、气体概念大气中的co2吸收了地面辐射出来的红外光,把能量截留于大气之中,从而使大气温度升高,这种现象称为温室效应,能够引起温室效应的气体,称为温室气体.3、大气颗粒物消除方式并解释/(机制)①干沉降指颗粒物在重力作用下沉降或与其他物体碰撞后发生的沉降。
机制i通重力对颗粒物作用,使其降落在土、水等物体上 ii 粒径小于0.1um 靠布朗运动扩散相互碰撞成较大颗粒随大气湍流到地面去除。
②湿沉降.指通过阵雨,降雪等使颗粒物从大气中去除.机制 i 雨除:半径小于1um ii 冲刷:半径大于4um4、水中无机物的迁移转化方式:沉淀一溶解、氧化还原、配合作用、胶体形成、吸附一解吸.5、水环境中颗粒物的吸附作用.①表面吸附:胶体具有巨大的比表面和表面能..物理吸附②离子交换吸附:静电作用,胶体每吸附一部分阳离子,同时也放出等量其他阳离子,属于物理化学吸附,不受温度影响,可逆反应③专属吸附:除化学键外,尚有加强的憎水键、范德华力、氢键在起作用.在中性表面甚至在与吸附离子带相同电荷符号的表面也可吸~6、沉积物中重金属诱发适当的因素盐浓度升高。
氧化还原条件变化。
降低ph。
增加水中配合剂的含量7、腐殖质分为腐殖酸(不碱可酸)、富里酸(可可)、腐黑物(不不)8、光解过程分三类:直接光解、敏化光解、氧化反应敏化光解:水体中存在的天然物质腐殖质被阳光激发,又将其激发态的能量转移给化合物而导致的分解。
9、有机物在土壤中的吸着在在两种机理(只适用于非离子型农药)1.分配作用:即在水溶液中,土壤有机质对有机物的溶解作用.而且在溶质的整个溶解范围内,吸附等温线都是线性的,与表面吸附位无关,只与有机物的溶解度相关(因而放出热量小)2.吸附作用:即在非极性的有机溶剂中.即在非极性有机溶剂中,土壤、矿物质对有机物表面的吸附作用或干土壤矿物质对有机物…作用.10、生物降解作用→两种代谢模式区别①生长代谢:许多有毒物质可以像天然有机污染物作为微生物的生长基质:作为微生物唯碳源有滞后期②共代谢:某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源和能源,必须有另外的化合物存在提供微生物碳源和能源时,该有机物才能被降解.这是共代谢无滞后期11、重金属在土壤一植物体系中的迁移及其机制,从三大类(土壤、植物、重金属分析) 1.土壤理化性质:~PH越低,H+越多,活动性越强,加大了土壤中重金属向生物体迁移的数量.~土壤质地黏重,对重金属的吸附力强,降低了重金属的迁移转化能力~土壤中有机质含量高.对重金属吸附力强.降低了重金属转化能力.~还原条件下能力弱、氧化条件下能力强。
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第一篇绪论环境化学(1)基本概念为探讨环境问题,逐渐发展新的研究方法和手段,提出新的观点和理论,形成一门新的化学.环境化学是一门研究潜在有害化学物质在环境介质中的存在、行为、效应(生态效应、人体健康效应及其它环境效应)以及减少或消除其产生的科学。
(2)研究内容查明潜在有害物质在环境介质中存在;对潜在有害物质溯本求源,查明潜在有害物质在环境介质中和不同环境介质之间的迁移转化和归宿;查明潜在有害物质对环境(生态系统)和人体健康发生作用途径、方式、程度和风险;探索缓解或消除有害物质已造成的影响或防止可能造成影响的方法和途径。
(3)学科分支(1)环境污染化学(2)环境分析化学(3)污染控制化学(4)发展趋势第一个趋势:开展对主要元素,尤其是生命必需元素的生物地球化学循环和主要循环之间的相互作用,人类活动对循环产生的干扰和影响,以及对循环有重大影响的因素的研究。
第二个趋势:重视化学品安全评价。
第三个趋势:全球变化研究,涉及臭氧层耗损、全球变暖、海平面上升-----次级环境效应或更高级环境效应的研究。
第四个趋势:污染控制化学的研究,“污染预防”、“清洁生产”、“零排入”等概念。
环境(自然环境、社会环境)环境是指与体系有关的周围客观事物的总和,体系是指被研究的对象,即中心事物。
环境: 自然环境和社会环境。
(1)环境要素自然环境要素:水、大气、生物、阳光、岩石、土壤等。
人工环境要素:综合生产力、技术进步、人工产品和能量、政治体制、社会行为、宗教信仰等。
环境要素组成环境结构单元环境结构单元又组成环境整体或环境系统(2)环境质量在一个具体的环境内,环境的总体或环境的某些要素,对人群的生存和繁衍以及经济发展的适宜程度,反映人群具体要求而形成的对环境评定的一种概念。
(3)环境问题环境破坏、环境污染与干扰1.环境破坏又称生态破坏。
指人类的社会活动产生的有关环境效应,导致环境结构与功能的变化,对人类的生存与发展产生不利影响。
生物环境破坏、非生物环境破坏2.环境污染有害物质或因子进入环境,在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构与功能发生变化,对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象,即是环境污染,常简称“污染”。
引起环境污染的物质或因子称环境污染物,简称污染物。
环境污染类型:(污染物性质)生物污染、化学污染和物理污染等(环境要素)大气污染、水污染、土壤污染、放射性污染等3.环境干扰人类活动所排出的能量进入环境,达到一定的程度,产生对人类不良影响的现象。
环境学研究环境结构与状态的运动变化规律及其与人类社会活动之间的关系,研究人类社会与环境之间协同演化、持续发展的规律和具体途径的科学。
第二篇环境污染物环境污染物→接触与暴露暴露(exposure)化学物质经与生物体的接触(contact)进人体内的过程接触方式1. 吸入(inhalation)2. 食入(ingestion)3. 皮肤接触(dermal contact)暴露形式急性、亚急性、亚慢性、慢性→剂量与反应(容忍度)1. 无作用值(NOEL)(no-observed-effect level)2. 最低作用值(LOEL)(lowest-observed-effect level)3. 阈值(threshold values)(接受毒性物质而不至于产生毒性的限量值)4. 半致死剂量(LD50)(lethal dose 50%)→不良反应与毒害→影响毒性的因素→毒性分类突变物化学致癌物致畸物 (对后代产生形态或结构上有明显异常的物质)化学物质促使生长缓慢、功能障碍或死亡,通常被称为具有胚胎毒性环境激素——类似生物体内激素功能抑制其作用,改变生物体内免疫、神经与内分泌系统正常运作第三篇 大气环境化学 第一章 地球大气的成分 分类方法 浓度、平均停留时间 (1)浓度 绝对量、相对量 绝对量 如体积质量,单位为mg/m 3,μg/m 3等, 常用来表示大气气溶胶的浓度. 相对量如ppm(10-6),ppb(10-9)和ppt(10-12)等 ppmm 、ppmv (2)平均停留时间 某成分的所有分子更新一次所需要的时间( “平均寿命” ) 干洁大气 除水汽以外的纯净大气称为干洁大气(干空气)。
主要成分:N 2,O 2,Ar 及CO 2,浓度在300 ppmv 以上; 微量成分:1~20 ppmv ,如CH 4等; 痕量成分:1 ppmv 以下,O 2、H 2、氮氧化合物、硫化物、氟氯烃类 (1)基本不变成分或准定常成分:平均寿命大于1000 a ;N 2,O 2,Ar ,Ne ,Kr ,Xe 及He 等. (2)可变成分:平均寿命为几年到十几年,比例随时间、地点而变,如CO 2,CH 4,H 2,N 2O 和O 3等 (3)气体成分:平均寿命短于1 a ,如碳、硫、氮化合物。
大气中的水汽(湿度表示方式) 混合比γ与比湿q (待补充) 水汽质量m v 克,干空气质量m d 克,混合比γ为水汽与干空气的质量比 比湿q 为水汽与湿空气的质量比γ与q 关系 (单位:g/g 或g/kg )大气的分层和结构 热力结构分层: 1对流层: (1)大气温度随高度降低 (2)大气的垂直混合作用强 (3)气象要素水平分布不均匀 对流层大气热源---地面对流层大气 -平均温度递减率 6.5K/km 大气温度随高度降低→对流层内具有强烈的对流运动→水汽和气溶胶粒子等大气成分在垂直方向上的输送。
2对流层顶(几千米)——对流层与平流层的过渡区 大气温度递减率小于2K/km 或更小时的最低高度。
赤道附近及热带对流层顶高约15~20km ,极地和中纬度带高约8~14km 。
空气性质的差异→对流层内水平方向上气象要素(指温度、气压、湿度、风向、风速、辐射等)分布不均匀。
3平流层: 对流层顶向上到50 km 高度左右,垂直减温率为负值的气层。
平流层--逆温--大气很稳定,垂直运动微弱 中纬度地区夏季时是东风,冬季时是西风。
平流层空气中尘埃少,大气的透明度很高。
平流层中水汽的含量少。
4中间层 平流层顶到85 km 高度(亦称中层 ) 臭氧少 温度随高度降低 (中间层顶 )温度下降至-100℃ - 90℃ 水汽少 5热层 中间层顶以上的大气层(温度始终增加)强紫外辐射( 0.18 m)的光化学分解和电离反应 →热层高温 大气稀薄,分子碰撞少,分子巨大的运动速度 热层顶--热层温度趋于常数的高度化学成分分层 ﹤86 km 湍流混合作用>>分子扩散及重力场对轻重气体的分离作用,干空气成分比例保持不变。
90km 110km 湍流混合作用与分子扩散及重力场对轻重气体的分离作用相当,具有湍流混合、分子扩散和分子氧的光解作用以及气体分子的电离作用。
> 120km 分子扩散、光解、电离占主导地位 1匀和层或湍流层 86~90km (对流层、平流层、中层) 大气成分比例,在垂直方向和水平方向保持不变。
vd mr m=v d v m q m m =+1rq r =+2非匀和层由于重力分离作用及光化学作用,大气成分比例随高度而变化,平均摩尔质量随高度逐渐减小。
大气中性成分500km:O,He,N2,H和 O2;1000km:He,H和O3外大气层500km以上的热层顶开始的大气层(或称逸散层)(1)大气处于电离状态,质子含量大大超过中性氢原子的含量(2)空气粒子数稀少,中性粒子之间碰撞平均自由程达到104m。
电磁特性分层电离层60km~500~1000km气层太阳电磁辐射(主要是短于0.1μm的紫外线、X射线)和微粒辐射(从太阳发出的质子、电子等及宇宙线粒子)的作用→空气分子和原子(N2,O2,O等)电离(正离子和自由电子)→产生与复合→平衡→形成电子数密度的垂直分布“电离层突然扰动”、“电离层暴”磁层起始于50~1000 km,其外部边界称为磁层顶。
带电粒子受地球磁场的控制,并沿着地球的磁力线作回旋运动。
太阳风影响,磁层结构不对称。
大气中的离子及自由基甲烷与氯在光的存在下Cl2→2Cl∙Cl∙+ CH4 →CH3∙+ HClCH3∙ + Cl2→CH3 Cl + Cl∙Cl 又可和甲烷反应而使反应继续进行。
大气自由基OH 、HO2 、H3C 、H3CO 和H3COO 等。
OH∙来源HONO →∙ OH + NO(光λ<400nm)H2O2→ 2OH∙(光λ<370nm)O + H2O → 2OH∙(O3光解)OH∙与烷烃、醛、烯烃、芳烃和卤代烃等发生反应OH∙活泼氧化剂HO2∙来源(1)甲醛光解(2)HC3∙和H3CO∙与O作用(3)HO∙与H2O2或CO作用H3C∙、H3CO∙、H3COO∙等来源H3C∙--乙醛和丙酮的光解;H3CO∙ --甲基亚硝酸酯光解;H3COO∙ --H3C∙与O2的作用。
大气中的重要污染物硫化物硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐和有机硫化合物等。
含氮化合物N2O、NO、NO2、N2O5、NH3、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐等。
N2ON2O(温室气体)含量约为0.3ppm。
N2O催化循环反应,导致臭氧的不断损耗。
天然源主要有海洋、土壤、淡水和雷电。
人为源主要有氮肥、化石燃料燃烧及工业排放等。
NO xNO和NO2用NO x表示。
闪电、微生物及NH3氧化等天然源和污染源;大气中氮在高温下能氧化成一氧化氮,火山爆发和森林大火等产生氮氧化物。
燃料高温燃烧硝酸、氮肥、炸药和染料等生产过程产生含氮氧化物废气燃料燃烧排出的废气造成的污染最为严重(人为污染源)。
含碳化合物:二氧化碳CO2---温室效应---全球气候变暖动物的呼吸排出CO2,植物体废弃物作为燃料燃烧或腐败而自然氧化时,产生CO2排入大气。
甲烷在平流层中与OH自由基反应的最终产物为CO2。
海水中CO2比大气高60余倍,交换作用而排出CO2。
碳氢化合物通常指C1~C8的可挥发的碳氢化合物(烷烃、烯烃、炔烃、脂肪烃和芳香烃等,其中CH4是主要的碳氢化合物)CH4主要是由厌氧细菌的发酵过程如沼泽、泥塘、湿冻土带、水稻田底部、牲畜反刍和白蚁的墓穴等产生。
人为排出的碳氢化合物占总产生量不到5%,主要来自汽油燃烧、焚烧、溶剂蒸发、石油蒸发、氮肥的使用和运输损耗等。
含卤素化合物:CH3Cl、CH3Br、CH3I--海洋。
氟氯烃类(CFCs)化合物可用作冰箱制冷剂、喷雾器中的推进剂、溶剂和塑料起泡剂等CFCs--人为源温室气体和温室效应增加大气中CO2等温室气体浓度,阻止地球热量的散失,使地球发生可感觉到的气温升高--“温室效应”。
温室气体包括两类:一类在对流层混合均匀,如CO2、CH4、N2O和CFCs。
另一类在对流层混合不均匀,如O3。
京都议定书:1997年12月,149个国家和地区的代表在日本召开《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议,会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。