地球的外部圈层--大气的物质组成
(2010-10-21 16:48:22)
标签:
生命活动大气中组分二氧化碳含量化学反应杂谈 |
分类: 地球科学 |
地球的外部圈层
大气的物质组成
大气圈的总质量绝大部分集中在大气圈的下层。低层大气是由干洁空气(dry and clear
air)、水汽和悬浮在大气中的固体杂质三部分组成的。干洁空气是由多种气体混合组成的,主要由氮、氧、二氧化碳、水及一些微量惰性气体组成。其中氮和氧二者约占干洁空气容积的99%。大气中的氧,是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质。
随着人类活动的日益增强和工业化的发展,大气中的有毒、有害物质和悬浮颗粒也明显增多。就大气的组成成分而言,可分为恒定组分、可变组分和不定组分3种。
一、恒定组分
所谓的恒定组分(constant
component)是指在地球表面上任何地方其组成几乎是可以看成不变的成分。当然,所指的任何地方并不是整个大气圈,而是约90
km以下的低层大气。这个部位的干洁大气主要由氮(78.09%)、氧(20.94%)、氩(0.93%)组成,这三者共占大气总体积的99.96%。此外,还有氖、氦、氪、氡等少量的稀有气体(表8-1)。
表8-1
大气成分 |
相对含量(ppb.v) |
来源 |
存留时间 |
N2 |
7.81×108 |
生命活动 |
长 |
O2 |
2.01×108 |
生命活动 |
长 |
H2O |
106~107 |
物理变化(蒸发、升华) |
长 |
Ar |
9.34×106 |
原子核变化 |
永久恒定 |
CO2 |
3.5105 |
生命活动、工业 |
变化、增加中 |
Ne |
1.8×104 |
地球内部 |
永久恒定 |
He |
5.2×103 |
原子核变化 |
逃逸 |
CH4 |
1.6×103 |
生命活动 |
变化、增加中 |
Kr |
1.0×103 |
地球内部 |
永久恒定 |
H2 |
5.0×102 |
生命活动、光化学反应 |
变化 |
N2O |
3.0×102 |
生命活动、工业 |
增加中 |
CO |
1.0×102 |
光化学反应、工业 |
变化、增加中 |
SO2 |
<102 |
工业、光化学反应 |
变化 |
O3 |
<102 |
光化学反应 |
变化 |
Xe |
9×101 |
地球内部 |
永久恒定 |
NO, NO2, NOx |
可变 |
工业、生命活动 |
-* |
CH3Cl |
6.0×10-1 |
生命活动 |
短 |
CCl2F2 |
2.9×10-1 |
工业 |
增加中 |
CCl3F |
1.7×10-1 |
工业 |
增加中 |
CCl4 |
1.2×10-1 |
工业 |
增加中 |
CH3CCl3 |
9.8×10-2 |
工业 |
增加中 |
CF4 |
7.0×10-2 |
工业 |
增加中 |
CH3Br |
1.0×10-2 |
生命活动、工业 |
可能在增加中 |
* 相对短存留时间,在大气中平均存在约一个月。 |
二、可变组分
可变组分(variable
component)指大气中的二氧化碳、臭氧和水蒸汽。通常情况下,大气中二氧化碳含量为0.02%~0.04%,水蒸汽的含量为4%以下,臭氧约为0.01×10-6。但是可变组分可以随季节、气象和人类活动而发生变化。大气中二氧化碳来源于自然界和人类活动。据研究,地质作用过程释放出的二氧化碳和动物呼出的二氧化碳,基本上与植物和海洋吸收之间保持动态平衡。目前大气中二氧化碳含量的猛增主要是由人类活动造成的。
三、不定组分
不定组分(uncertain
component)指大气中可有可无的成分,如尘埃、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、煤烟、金属粉尘等等。这部分物质在大气中含量变化非常大,在一些工业密集的地区含量非常高,常严重威胁和危害着人体健康。通常说大气污染就是指这部分物质含量在大气中超标。不定组分一是来源于火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性灾难;二是来源于人类的生活和生产活动。