第5章大气环境与大气污染

1、第五章大气环境与大气污染 第一节 大气组成与结构 （一）、大气的结构 大气大气是指包围在地球外围的空气层，大气层的总质量 约为5.31015 t，只占地球总量的百万分之一。 大气质量在垂直方向的分布是不均匀的，由于重力影 响，大气质量主要集中在下部，其质量的50%集中在 5km 以下，75%集中在10km 以下，98%集中在30km 以下。 根据大气垂直方向上热状况的不同，同时考虑垂直运 动状况，将大气层分为五层： 1. 对流层 对流层是地球大气层中最低的一层，底界为地面,其 平均厚度为12km（两极薄，赤道厚），整个大气80% 95%的质量都集中在这一层；由于对流层和地面接触， 它从地面得到

2、热能，使得大气温度随高度的增加而降 低，一般情况下每升高100m 大气温度降低0.65 C ； 对流层内具有强烈的对流作用，它的强度因纬度的 不同而改变，一般对流作用在低纬度较强、高纬度较 弱，所以对流层的厚度从赤道向两极减小，在低纬度 地区为1718km，中纬度地区为1012km，高纬度地 区为89km； 对流层的下界，自地表向上11.5km，受地表的影 响最大，称为摩擦层或大气边界层摩擦层或大气边界层。 对流层上界称为“对流层顶对流层顶”；云、雾、雨、雪等主 要天气现象以及大气污染现象都在这一层发生，特别 是近地面的大气边界层。 2.平流层（同温层） 对流层顶之上，其高度大约至55km 左

3、右，称为平 流层。 平流层内空气比较干燥，几乎没有水汽及尘埃，非 常稳定； 垂直温度先是随高度增加而不变或变化很小，到 2530km 高度均保持在-55 C 左右，因此，也称同 温层； 再向上则随高度增加而温度升高，到平流层顶为-3 C 以上；对流层顶以上，平流层内臭氧量增加，在 2225km 附近臭氧浓度达到最大，称为臭氧层。臭氧臭氧 层能吸收大部分太阳紫外辐射（层能吸收大部分太阳紫外辐射（0.20. 3 mm0.20. 3 mm）, ,对地对地 面生物和人类具有保护作用。面生物和人类具有保护作用。 3. 中间层 离地表5585km 左右，在平流层之上 温度随高度而 下降的这一层为中间层；温

4、度可降到-100 C ；该层 内又出现比较强的垂直对流运动。 4.电离层（热成层） 中间层之上，上界可达800km 以上的大气层；该层 内大气因直接吸收太阳辐射，故温度随高度增加而升 高，并有明显的日变化和季节变化，昼夜温差可达几 百度； 由于在太阳的辐射作用下，大部分气体分子发生电 离，而且有较高密度的带电粒子，是电离层的主要分 布层，电离层能反射无线电波，其变化对全球的无线 电通讯有重大意义。 5. 散逸层（外大气层） 这是大气圈的最外层，离地表800km 以上； 由于大气向上越来越稀薄，地心引力减弱，以致一个 气体质点如果被碰撞出这一层，就很难有机会再被上 层气体质点碰撞回来，而进入宇宙

5、级空间了；散逸层 是一层相当厚的过渡层，其厚度约1500024000km。 （二）.大气（空气）的组成 自然状态下，大气是由混合气体、水汽和杂质组成。 根据其组成特点可分为： 恒定组分、可变组分和不定 组分。 1、恒定组分； 空气的主要成分是N2 （78.09%） ，O2（20.95%）， Ar (0.93%) ,可见，这三种气体已占空气总量的99.97%， 其他各种气体含量合计不到0.1%，这些微量气体包括 氖、氦、氪、氙等稀有气体，在近地层大气中上述气 体组分的含量几乎认为是不变的，称为恒定组分； 2、可变的成分 是二氧化碳、水蒸气、臭氧等，这些气体受地区、季 节、气象、以及人们生活和生产

6、活动的影响。 3、不定组分 不定组分的来源有： 自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震的引起的， 由此形成的污染物有尘埃、硫、硫氧化物、硫化氢、 氮氧化物等； 由于人类的生产工业化、人口密集、城市工业布局不 合理和环境设施不完善等人为因素，使得大气中增加 如煤烟、尘、氨氧化物等。 除去水汽和杂质的空气称为干洁空气； 表5.1 正常干洁空气的气体成分 第二节 大气污染、污染发生类型及危害 （一）、大气污染的定义 在干洁的大气中，痕量气体的组成是微不足道的。 但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物 质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物 及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染

7、物 质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正 常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做 大气污染。 造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因 素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气 和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展， 在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘 物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是 在人口稠密的城市和工业区域。 （二）、大气污染源 大气污染源大气污染源是指向大气环境排放有害物质或对大气环 境产生有害影响的场所、设备和装置。 按污染物质的来源可分为天然污染源与人工污染源。 自然源造成的污染多为暂时的、局部的； 人为源造成的污染通常延

8、续时间长、范围广，当前所 面临的大气污染，多与人为活动有关。 1.天然污染源 自然界中某些自然现象向环境排放有害物质或造成有 害影响的场所，是大气污染物的一个重要来源。 天然污染源主要有： 火山喷发：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF 及火 山灰等颗粒物 森林火灾：排放出SO2、CO2、CO、HC、NO2 等 自然尘：风砂、土壤尘等.森林植物释放：主要为萜 烯类碳氢化合物 海浪飞沫：颗粒物主要为硫酸盐和亚硫酸盐。 2. 人为污染源 人类的生产和生活活动是大气污染的主要来源。 大气的人为污染源主要有： 燃料燃烧：燃料(煤、石油、天然气等)的燃烧过程是 向大气输送污染物的重要来源。 工业生产

9、过程排放：工业生产过程中排放到大气中的 污染物种类多。数量大是城市工业区大气的主要污染 源。 交通运输过程中排放：现代化交通运输工具如汽车、 飞机、船舶等排放的尾气是造成大气污染的主要原因。 3、其他污染源 （1）农药污染 如农业活动排放，田间施用农药时，一部分农药会 以粉尘等颗粒物形式散逸到大气中，残留在作物体上 或粘附在作物表面的仍可挥发到大气中。进入到大气 中的农药可被悬浮的颗粒物吸收并随气流向各地输送， 造成大气农药污染。 关于化肥对大气环境带来的不利因素正逐渐引起关关于化肥对大气环境带来的不利因素正逐渐引起关 注，注，例如：氮肥在土壤中经过一系列的变化过程会产 生氮氧化物释放到大气中

10、，氮在反硝化作用下可形成 氮气(N2)和氧化亚氮(N2O)释放空气中，不易溶于水， 可传输到平流层，并 与臭氧相互作用，使臭氧层遭到 破坏。 （三）、大气污染物 指大气中超过洁净空气组成中应有浓度水平的物质。 据不完全统计，进入大气的污染物大约有100 多种， 其中对人类环境威胁较大、危害较严重的有：颗粒物、 二氧化硫、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、氟化物 及光化学氧化剂等。 排放到大气中的污染物，在与其正常的空气组分相 混合的过程中会发生各种物理、化学变化，因此，按 照其形成过程的不同，可将大气污染物分为一次污染大气污染物分为一次污染 物和二次污染物物和二次污染物。 1、一次污染物(或称原生

11、性污染物) 由人为污染源或自然污染源直接排放到环境中，其 物理、化学性质均未发生变化的污染物。 这些污染物包括各种气体、蒸汽和颗粒物，最主要 的一次性污染物是颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮 氧化物、碳氢化合物等。 它们又可分为反应性污染物和非反应性污染物反应性污染物和非反应性污染物两类： 反应性污染物反应性污染物性质不稳定，在大气中常与某些物质发 生化学反应或作催化剂，促进其他污染物之间的反应； 非反应性污染物非反应性污染物性质比较稳定，不发生反应或反应极 为缓慢。 2、二次污染物(又称续发性污染物) 是指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光 化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完

12、全 不同的新的大气污染物。 这类污染物的颗粒微小，通常在0.01 m 1.0m，其 毒性比一次污染物还强。 如一次污染物SO2 在大气中氧化成硫酸盐气溶胶； 汽车排放出的 氧化氮、碳氢化合物等在日光照射下发 生光化学反应，生产臭氧、过氧乙酰硝酸酯、醛类等。 表5.2 大气中气体污染物分类 3、主要污染物 (1).气溶胶状态污染物： 在大气污染中，气溶胶是指固体颗粒、液体颗粒或它 们在气体介质中的悬浮体。其直径约为0.002100 m 大小的液滴或固态粒子。 按粒径大小可分为： 总悬浮颗粒物（TSP） 用标准大容量采样器（流量在1.11.7m3/min）在滤 膜上收集到的颗粒误的总质量，通常称为

13、总悬浮颗粒 物。其粒径(Dr)绝大多数在100 m 以下,其中多数在 10 m 以下。 是目前大气质量评价中的一个重要的污染指标。是目前大气质量评价中的一个重要的污染指标。 飘尘： 能在大气中长期漂浮的悬浮物称为飘尘。其粒径主要 是小于10 m 的微粒。 由于飘尘粒径小，能被人直接吸入呼吸道内造成危害； 又由于它能在大气中长期漂浮，易将污染物带到很远 的地方，导致污染范围扩大，同时在大气中还可以为 化学反应提供反应床。 降尘 是指用降尘罐采集到的大气颗粒物。在总悬浮颗粒物 中一般直径大于30 m 的粒子，由于其自身的重力作 用会很快沉降下来，所以将这部分的微粒称为降尘。 单位面积的降尘量可作为

14、评价大气污染程度的指标之 一。 可吸入颗粒物(IP) 美国环保局1978 年把粒径(Dr)15 m 的粒子称为 可吸入粒子。随着研究的深入，国际标准化组织(ISO) 建议见IP 定为粒径(Dr) 10 m 的粒子。 (2). 碳的氧化物 在大气中主要包括CO、CO2，CO2 是大气中正常组 成成分； CO 是大气中很普遍的、排放量极大的污染物。全世 界CO 的排放量约为2.10108 t ，为世界排放量最多 的污染物。 CO 主要产生于含碳物质的不完全燃烧。在烟道气、 汽车尾气、飞机排放中，含有大量的CO。 (3). 氮氧化物 是氮的氧化物的总称。包括N2O(笑气)、NO、NO2、 N2O3、

15、N2O4、N2O5（固体）等。 大气中除了NO、NO2 较稳定外，其他均不稳定，因 此通常所指的氮氧化物主要是指NO、NO2 的混合物， 用NOx 表示。全球每年排放的NOx 的量约为109 t， 其中95%来自于自然发生源。人为发生源主要有汽车、 电厂、工厂等。 对流层中的NOx 的来源主要为石化燃料的燃烧产生 的，约占40%生物作用占40%，闪电固氮占15%，土壤 微生物排放占15%。海洋生物排放小于5%， NOx 是 光化学烟雾形成的重要物质，因此，NOx 是值得重视 的大气污染物。 (4).碳氢化合物（HC） 是以C 与H 形成的化合物的总称。 碳氢化合物种类很多，包括烷烃、烯烃和芳烃

16、等复杂 多样的含有C 与H 的化合物。该类物质主要来源于石 化燃料的不充分燃烧过程和挥发过程，其中汽车排放 占有相当大的比重，石油炼制、化工等。 它是形成光化学烟雾的主要物质，光化学反应产生的 衍生物对人们的眼睛有刺激作用，多环芳烃中有不少 是致癌物质，如： 3，4-苯并（a）芘就是公认的强致癌物，已引起人们的 密切关注。 (5)硫氧化物 是硫的氧化物的总称。通常有SO2、SO3、S2O3、 SO(一氧化硫)，也包括过氧化硫，其混合物用SOx 表 示。 其中SO2 是大气中的分布最广，影响最大的污染物 质。常用它作为大气污染物的指标。 SOx 主要是人类活动产生的，大部分来自煤和石油的 燃烧、

17、石油炼制、有色金属冶炼、硫酸制备等；自然 的硫源，主要是生产中产生的硫化氢氧化，而成为硫 的氧化物。 人类活动排放的SO2 约1.5108 t 在各种污染物中， 排放量仅次于CO 居第二位。其中2/3 来自煤的燃烧， 1/5 来自石油的燃烧，特别是电厂的排放量约占SO2 总量的1/2 左右。 （6）其他有害大气污染物-重金属 如铅及含铅化合物，镉及含镉化合物，汞蒸汽，以 及其他气体如氟及氟化氢、氯及氯化氢等，对环境 和人类健康都构成严重威胁。 人为排放源有：使用含铅汽油的汽车尾气、金属加 工、垃圾焚烧、燃烧石油和煤、电池厂、水泥厂和 化肥厂等 (四).大气污染类型 大气污染类型主要取决于所用能

18、源的性质和污染物的 化学反应特性，但气象条件也起着重要的作用如光、 温度、湿度等。大气污染可从不同角度进行类型划分。 1.以污染物的化学性及它们存在的大气环境状况为依据， 大气污染类型可分为还原型和氧化型。 (1) 还原型（煤炭型） 这种污染常发生在以煤炭为主要燃料.同时也使用石油 的地区，它的主要污染物是SO2、CO 和颗粒物，在 低温、高湿和阴天，且风速很小，伴随有逆温存在的 情况时，一次污染物受阻，容易在低空聚积，生产还 原性烟雾。 如污染早期的典型类型“伦敦烟雾”事件发生时 的大气污染发生类型，故又称伦敦烟雾型。 (2) 氧化型(汽车尾气型、石油化工生产) 这种类型大多发生在以使用石油

19、为燃料的地区，污 染物的主要来源是汽车排气，燃油锅炉以及石油化工 生产。主要的一次污染物是CO、NOx、HC 等。 这些大气污染物在阳光照射下能引起光化学反应， 并生成二次污染物臭氧、醛类、酮类、过氧乙酰硝 酸酯等物质。由于它们具有强氧化性质，对人眼等粘 膜能引起强烈刺激。 如洛杉矶的光化学烟雾就属这种类型。 还原型与氧化型是两种截然不同的大气污染类型，其主 要性状对比见下表： 2.根据燃料性质和大气污染物的组成和反应，可将大气污 染划分为四种类型: (1) 煤炭型 (2) 石油型 (3) 混合型 包括以煤炭为燃料和石油为燃料和原料的污染源排放 的污染物。 (4) 特殊型:是指有关工厂企业排放

20、的特殊的气体而造成的 污染。 生产磷肥的工厂企业造成的氟污染，氯碱工厂周围可 能造成氯气污染等。 第三节 大气污染物的化学转化 大气污染物的化学转化定义： 从各种污染源排放到大气中的污染物，在扩散、输 送过程的同时，由于自身的物理、化学性质的影响， 在一定条件下，如“光、温度、湿度”等的影响下， 在污染物之间，以及它们与空气原有组分之间，进行 一系列的化学反应，形成二次污染物，这一反应过程 称为大气污染物的化学转化。 由转化形成的二次污染物往往具有更强的腐蚀性和刺 激性，对人体的健康和环境形成更严重的危害，因此， 了解和掌握大气污染物的迁移变化的化学规律，对大 气污染的防治将有重要意义。 当前

21、受到关注的大气气溶胶、硫酸烟雾、光化学烟雾、 酸雨、臭氧层破坏等问题，都与大气污染化学有关。 大气污染的特点： （1）大气中污染物含量低，常以ppm（g/g）， 或 ppb (ng/g)计； (2)污染物反应速度慢，常以每小时或每天变化百分之几 或千分之几计算； (3)污染物传递距离长，反应系统大，常以km 或上千 km 计； （4）被污染了的空气组分复杂多变，常受固定或移动污 染源排放量的多少而变动，又受到气象条件、阳光照 射强弱等因素的影响。 因此，大气污染的转化是一个复杂的过程。 （一）、大气层光化学特性 大气中的分子、原子、离子或自由基吸收光子所引发大气中的分子、原子、离子或自由基吸收

22、光子所引发 的反应的反应光化学反应光化学反应 大气环境中的污染物能否进行光化学反应，主要取决 于两个方面： （1）必须要有吸光物质 在大气层中，必须有能吸收太阳光、使其发生初期反 应的物质，才能在大气中引起光化学反应； （2）要具备一定波长的光，一般是可见光或紫外光 在大气环境中，吸光物质受到阳光辐射，吸收光子而 处于某种电子激发态，从而引起其他物质发生化学反 应。 化合物的吸光性质（300nm 700nm） 如果这些吸光物质没有吸收光子进行光化学反应， 则后续反应难以发生； 反之，吸收光子则被激发形成激发态物质，可用下式 表示： 吸光物质A 接受光子（hv），被激发成A* A + hv A*

23、 A基态分子 ， hv 具有一定能量的光子， A*激发态 分子 激发态分子A*不稳定，易立即发生如下某种反应： n发生离解： A* B1 + B2 n直接与其它物质发生反应： A* + B C1 + C2 n发生荧光回到基态： A* A + hv n通过碰撞消耗活化能又回到基态： A*+ MA + M M 为吸收能量分子 举例：NO2的光化学反应 当大气中NO 与NO2 和阳光同时存在时， O3 就作为光 分解产物而生成： NO2 + hv （290430nm） NO + O* O* + O2 + M O3 + M 注： M 为空气中的N2、O2、或其他分子介质，其作用 是吸收反应中的过剩能量

24、而使生产的O3 稳定。 反应是O3 在大气中的唯一化学反应源。 O3 会和NO 再反应生成NO2：O3 +NO O2 + O2 在大气中NO2 能与一系列的自由基如：OH、 HO2、RO2、RO等反应，也能和O3 和NO3 反 应，其中比较重要的是与 OH 、O3 和NO3 的反应。 （二）气溶胶的形成包括物理与化学两个过程 （1）.物理过程气溶胶形成的物理机制，包括成核、凝结、 吸水、吸附和碰并等作用。这些作用取决于原始微粒 的物理性质，如单位体积内的微粒个数（数量浓度）、 颗粒大小的分配、光学性质、沉降性质等。 微粒的形成过程为 各种不同大小的微粒在大气中运动，相互结合，形 成气溶胶的胶核

25、成核作用成核作用。有均质作用与非均质 作用两种。 n均质成核作用指同种物质的分子在气相中相互碰 并形成微粒，并结合成为胶核。 n例如硫酸与水结合成为胶核，其过程为： 非均质作用非均质作用指外来微粒存在于气相中，起着成核作 用，如粉尘、烟黑、盐分、孢子、花粉等。将各种气 体、液体吸附在表面形成气溶胶。 （2）化学过程 在硫酸气溶胶中含有大量的硫酸盐、其中以硫酸铵 为主。在微粒上吸附氨（ NH3 ）和SO2、水气、O2 作用： 硫酸气溶胶形成过程中,如遇到大气中有有机物，可 发生作用形成有机硫酸微粒。 第四节 大气污染物的危害 （一）大气污染物的危害途径：大气污染物侵入人体的主要途径有 呼吸道吸入

26、、随食物和饮用水摄入以及体表接触侵入等。 大气污染物侵入人体的主要途径 （二）常见大气污染物的危害 1 二氧化硫 SO2 主要危害： 形成工业烟雾, 高浓度时使人呼吸困难, 是著名的伦 敦烟雾事件的元凶； 进入大气层后，氧化为SO3 ，在云中形成酸雨，对建 筑、森林、湖泊、土壤危害大；形成悬浮颗粒物，又 称气溶胶, 随着人的呼吸进入肺部, 对肺有直接损伤作 用。 2 悬浮颗粒物 TSP（如：粉尘、烟雾、PM10、 PM2.5 ） 主要危害： （1） 随呼吸进入肺, 可沉积于肺，引起呼吸系统的疾 病。颗粒物上容易附着多种有害物质，有些有致癌性， 有些会诱发花粉过敏症； （2）沉积在绿色植物叶面,

27、 干扰植物吸收阳光和二氧 化碳和放出氧气和水分的过程, 从而影响植物的健康和 生长； （3）厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统； （4）杀伤微生物, 引起食物链改变，进而影响整个生态 系统； （5）遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响生态系统。 3 氮氧化物 NOx（如：NO、NO2、NO3） 主要危害： （1）刺激人的眼、鼻、喉和肺，增加病毒感染的发病率， 例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒，诱发肺 细胞癌变； （2）形成城市的烟雾, 影响可见度； （3）破坏树叶的组织, 抑制植物生长；在空中形成硝酸 小滴,产生酸雨。 4、 一氧化碳 CO 主要危害： 极易与血液中运载氧的血红蛋白结合,

28、 结合速度比 氧气快250 倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物 遭到缺氧性伤害。轻者眩晕, 头疼, 重者脑细胞受到永 久性损伤, 甚至窒息死亡；对心脏病、贫血和呼吸道疾 病的患者伤害性大；引起胎儿生长受损和智力低下。 5 挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物） 主要危害： 容易在太阳光作用下产生光化学烟雾；在一定的浓度 下对植物和动物有直接毒性；对人体有致癌、引发白 血病的危险。 6 光化学氧化物（如：臭氧 O3） 主要危害： （1）低空臭氧是一种最强的氧化剂, 能够与几乎所有 的生物物质产生反应，浓度很低时就能损坏橡胶、油 漆、织物等材料； （2）臭氧对植物的影响很大，浓度很低时就

29、能减缓植物 生长，高浓度时杀死叶片组织, 致使整个叶片枯死, 最 终引起植物死亡，比如高速公路沿线的树木死亡就被 分析与臭氧有关； （3）臭氧对于动物和人类有多种伤害作用, 特别是伤害 眼睛和呼吸系统，加重哮喘类过敏症。 7 有毒微量有机污染物（如：多环芳烃、多氯联苯、二噁 英、甲醛） 主要危害： 有致癌作用；有环境激素（也叫环境荷尔蒙）的作用。 8 重金属（如：铅、镉） 主要危害： （1）重金属微粒随呼吸进入人体, 铅能伤害人的神经 系统, 降低孩子的学习能力，镉会影响骨骼发育，对孩 子极为不利； （2）重金属微粒可被植物叶面直接吸收, 也可在降落到 土壤之后, 被植物吸收, 通过食物链进入

30、人体； （3）降落到河流中的重金属微粒随水流移动, 或沉积于 池塘、湖泊, 或流入海洋, 被水中生物吸收, 并在体内聚 积, 最终随着水产品进入人体。 9 有毒化学品（如：氯气、氨气、氟化物） 主要危害： 对动物、植物、微生物和人体有直接危害。 10 难闻气味 主要危害： 直接引起人体不适或伤害；对植物和动物有毒性；破 坏微生物生存环境，进而改变整个生态状况 11 放射性物质 主要危害： n致癌，可诱发白血病。 12 温室气体（如：二氧化碳、甲烷、氯氟烃） 主要危害： （1）阻断地面的热量向外层空间发散, 致使地球表面温 度升高, 引起气候变暖, 发生大规模的洪水、风暴或干 旱； （2）增加夏

31、季的炎热, 提高心血管病在夏季的发病和死 亡率；气候变暖会促使南北两极的冰川融化, 致使海平 面上升, 其结果是地势较低的岛屿国家和沿海城市被淹； （3）气候变暖会使地球上沙漠化面积继续扩大, 使全球 的水和食品供应趋于紧张。 第五节 当前世界存在的主要大气污染问题 目前全球性大气污染问题主要表现在温室效应、酸雨 和臭氧层耗损三方面。 （一）温室效应 大气中的某些痕量气体的浓度增加，阻止地球热量的 散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是 “温 室效应”。 破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系，吸收地 球释放出来的红外线辐射，就像“温室”一样。 促使地球气温升高的气体称为“温室气体”，主要

32、有二氧化碳、甲烷、臭氧、氧化亚氮和氯氟烃（氟利 昂）等，其中二氧化碳是数量最多的温室气体，也是 最主要的温室气体，约占大气总容量的0.03%。 二氧化碳等温室气体产生温室效应的机理，至今还存 在争议，然而普遍认为，是与温室气体的物理性质有 关。 二氧化碳等温室气体对来自太阳的短波辐射具有高 度的透过性，而对地面反射出来的长波辐射却具有高 度的吸收性。二氧化碳的强吸收带在12.5-17.0m之间， 其他温室气体的吸收带大多在7-13m 的红外大气窗口 区内。 二氧化碳等温室气体在大气中的迅速增加，从地面 反射的红外辐射就会被大量截留在大气层内，使地球 表面的能量平衡发生改变。温室气体帘幕阻止红外

33、辐 射的外逸，太阳能的被“捕获”，势必导致大气层温 度升高，气候变暖，形成“温室效应”。 温室效应将带来以下影响： 1 气候变化 2 海平面上升 3 生态环境变化 （二）酸雨 顾名思义，酸雨就是雨水呈酸性。 大气中含有CO2，因此，降水会因溶入CO2而呈酸 性，大气中二氧化碳的浓度一般约为316ppm 左右， 它可使降水的pH 值达到5.6，因此，一般把pH56 的降水称为酸雨。 酸雨是大气污染现象之一，SO2 是形成酸雨的元凶， SO2 主要产生于烧煤的火力发电厂，从各污染源排出 的SO2 进入大气后，逐渐与空气中的氧及水蒸气起化 学反应而形成硫酸，虽然产生的硫酸由于降雨而稀释， 但即使这样

34、。仍使降雨的含酸量比正常降雨的含酸量 高。二氧化氮同样也会变成硝酸，含有这些酸的雨水 称为酸雨。 大气中总酸度的2/3是由硫造成的。 （三） 臭氧层的破坏 1 1 臭氧及其在大气层中的分布 O3 是O2 的同素异形体。臭氧具有强氧化性，能 氧化许多其他物质。大气中臭氧只占千万分之几，其 中平流层臭氧占大气总臭氧的91。在高度为15 35km 处浓度较大，主要浓集在平流层中20-25km 的 高空，即大气的臭氧层，但最大处也只有大气的十万 分之一左右。 根据估算，如果把散布在大气中的臭氧集中成一个包 围地球、靠近海平面的臭氧层，在地表标准状态下， 只相当于3mm 厚的薄层。 大气中臭氧来源： 近地的对流层，O3 是由雷电、工业生产中的电弧和 汽车电火花等途径形成，O3 和大气中SO2、NO2， HX，NH3 等易反应，所以含量不定; 平流层中O