大气与大气污染

大气与大气污染一、大气的组成1大气与空气按照国际标准化组织（ISO）对大气和空气的定义：大气（atmosphere）是指 环绕地球的全部空气的总和，空气是指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的 室外空气。可见，“大气”与“空气”是作为同义词使用的，其区别仅在于“大气”所 指的范围更大些，“空气”所指的范围相对小些。2大气的组成大气是由多种气体混合而成的，其组成可以分为三部分：干燥清洁的空气、 水蒸气和各种杂质。干洁空气的主要成分是氮、氧、氩和二氧化碳气体，其含量 占全部干洁空气的 99.996（体积）；氖、氦、氪、甲烷等次要成分只占0.004 左右。由于大气的垂直运动、水平运动、湍流运动及分子扩散，使不同高度、不同 地区的大气得以交换和混合。因而从地面到90km的高度，干洁空气的组成基本 保持不变，也就是说，在人类经常活动的范围内，地球上任何地方干洁空气的物 理性质是基本相同的。大气中的水蒸气含量，平均不到 0.5，而且随着时间、地点和气象条件等 不同而有较大变化，其变化范围可达0.01%4%。大气中的水蒸气含量虽然很 少，但却导致了各种复杂的天气现象：云、雾、雨、雪、霜、露等。这些现象不 仅引起大气中湿度的变化，而且还导致大气中热能的输送和交换。此外，水蒸气 吸收太阳辐射的能力较弱，但吸收地面长波辐射的能力却较强，所以对地面的保 温起着重要的作用。大气中的各种杂质是由于自然过程和人类活动排到大气中的 各种悬浮微粒和气态物质形成的。大气中的悬浮微粒，除了由水蒸气凝结成的水 滴和冰晶外，主要是各种有机的或无机的固体微粒。有机微粒数量较少，主要是 植物花粉、微生物、细菌、病毒等。无机微粒数量较多，主要有岩石或土壤风化 后的尘粒、流星在大气层中燃烧后产生的灰烬、火山喷发后留在空中的火山灰、 海洋中浪花溅起在空中蒸发留下的盐粒，以及地面上燃料燃烧和人类活动产生的 烟尘等。大气中的各种气态物质，也是由于自然过程和人类活动产生的，主要有硫氧 化物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氨、甲烷、甲醛、烃蒸气、恶 臭气体等。在大气中的各种悬浮微粒和气态物质中，有许多是引起大气污染的物质。它 们的分布是随时间、地点和气象条件变化而变化的，通常是陆上多于海上，城市 多于乡村，冬季多于夏季。它们的存在，对辐射的吸收和散射，对云、雾和降水 的形成，对大气中的各种光学现象，皆具有重要影响，因而对大气污染也具有重 要影响。二、大气污染大气污染是指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足 够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和人们的福利， 甚至危害了生态环境。所谓人类活动不仅包括生产活动，而且也包括生活活动， 如做饭、取暖、交通等。自然过程包括火山活动、山林火灾、海啸、土壤和岩石 的风化及大气圈中空气运动等。一般说来，由于自然环境所具有的物理、化学和 生物机能（即自然环境的自净作用），会使自然过程造成的大气污染，经过一定 时间后自动消除（即使生态平衡自动恢复），所以可以说，大气污染主要是人类 活动造成的。大气污染对人体的舒适、健康的危害，包括对人体的正常生活环境和生理机 能的影响，引起急性病、慢性病以致死亡等；而所谓福利，是指与人类协调共存 的生物、自然资源以及财产、器物等给人们带来的福利。按照大气污染的范围来分，大致可分为四类：局部地区污染，局限于小范 围的大气污染，如受到某些烟囱排气的直接影响；也区性污染，涉及到一个地 区的大气污染，如工业区及其附近地区或整个城市大气受到污染；广域污染， 涉及到比一个地区或大城市更广泛地区的大气污染；全球性污染，涉及到全球 范围（或国际性）的大气污染，以下讨论全球性污染问题。全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。1温室效应大气中的二氧化碳和其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳(CFCs)、水蒸气等，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地 表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象，称为“温室效应”。上述那些微量 气体，则称为“温室气体”，其中 CO 是最重要的温室气体。22臭氧层破坏大气中臭氧含量仅占一亿分之一，主要集中在离地面2025 km的平流层 中，并称为臭氧层。臭氧层具有强烈吸收太阳紫外线的功能，从而保护地球上各 种生命的存在、繁衍和发展，氟氯碳， NO 等物质向大气排放逐渐增多，是导致 臭氧层破坏的主要原因。据估计，南极上空臭氧层“空洞”面积已达2400km 2，约 占总面积的 60，北半球上空臭氧层比以往任何时候都薄，欧洲和北美上空臭 氧层平均减少了1015，西伯利亚上空甚至减少了 35。臭氧层的破坏将 导致皮肤癌和角膜炎患者增加，破坏地球上的生态系统等严重问题。3酸雨pH 小于 5.6 的雨、雪或其他形式的大气降水(如雾、露、霜)称为酸雨。酸雨的形成主要是因化石燃料燃烧和汽车尾气排放的so和NO。在大气中形成x 硫酸和硝酸，又以雨、雪、雾等形式返回地面，形成“酸沉降”。酸雨的危害是破 坏森林生态系统和水生态系统，改变土壤性质和结构，损坏人体呼吸道和皮肤等。 中国的西南、华南和东南地区的酸雨危害相当严重。