地球上的生命主要存在于大气、水和土壤三个圈层之中。人类活动造成
的环境污染和生态破坏，目前主要发生在大气圈、水圈和土壤圈之中。因此，
有必要对这三个圈层加以介绍，这对理解环境污染和生态破坏发生和发展的
规律以及寻找解决这些问题的方法具有重要意义。
1. 大气圈
    大气是指在地球引力作用下聚集在地球外部的气体包层。在环境科学中
大气层称为大气圈，也称大气环境。
(1) 大气的组成
    大气是多种气体的混合物，另外还含有少量的悬浮固体微粒和液体微
粒。大气中除去水汽、液体和固体杂质外的混合气体称为干洁空气。干洁空
气的组成成分最主要的是氮、氧、氩三种气体，它们占了大气总量的99.97%
（参见表2-1）。在干洁空气中，二氧化碳和臭氧的含量很不稳定，随空间
和时间的变化较大。

(注：1ppm = 百万分之一)
    大气中的水汽主要来自地球上的水面和其他潮湿物体表面的蒸发，以及
植物的蒸腾作用。大气中水汽的含量变化很大，其所占的体积比的变化范围
在0~4%之间，并随高度的增加而减少。
    除了上述成分外，空气还含有一些不定成分，包括悬浮于大气中的固体
杂质和气体污染物。
(2) 大气圈的分层
    大气总质量的90%集中在地表以上15公里以内，99.9%在50公里高度
以内。在2000公里高度以上，大气极其稀薄，逐渐向星际空间过渡，而无
明显的上界。大气的组分和物理性质（密度、温度、压力、电离度等）都随
高度变化，据此可把大气分成若干层次。按大气温度垂直变化的特点可分为
对流层、平流层、中间层和热层。其中对流层和我们的关系最密切。靠近地
面的底层大气，其温度随高度的增加而下降，到一定高度，大气温度停止下
降并略有回升，这一层大气称为对流层。其厚度在赤道地区约为16~18千
米，中纬度地区约10~12千米，两极地区约7~8千米。在对流层顶，大气温
度约为-50°C。在这一层内，大气受地表状况影响大，对流运动显著。大气
中的水汽大部集中于此层，云和降水等天气现象就是发生在这里。通常所发
生的大气污染也主要是发生在对流层内。
    在离地表10~50千米范围内，由于太阳紫外辐射的光化学作用，氧气分
子和氧原子在氮气等的参与下生成由三个氧原子组成的臭氧分子，形成一个
臭氧层。臭氧层的高度大致与平流层相当，在离地表20~30千米处，臭氧浓
度最大。臭氧层吸收了危害生命的太阳紫外辐射的大部分，使之不能到达地
面。
(3) 影响大气污染的气象因素
    一个典型的大城市每天向大气中排放几千吨空气污染物，如果没有大气
的自然净化作用，空气会很快因污染而对人类及动植物造成致命伤害。大气
的自然净化过程包括：降水的洗涤作用；悬浮颗粒的重力沉降作用；污染物
跟其他物质间的化学反应等等。但在降低污染物的危害方面，最重要的还是
大气本身的分散和稀释作用。而大气的这种对污染物的稀释和分散作用的强
弱又主要取决于风和大气稳定度两个气象因素。
    风是指水平的气流。风对一个地区的大气污染或大气环境质量的影响是
显而易见的，它包括风向和风速两个方面。风向决定污染物扩散的方向，风
速决定污染物扩散和稀释的快慢和程度。
    大气稳定度反映的是大气在垂直方向上的运动状况。当一团空气在大气
中上升时，它受到周围大气的压力逐渐减小，它的体积随之发生膨胀。根据
热力学原理，气体膨胀会降低它的温度。对于干燥空气来说，如果没有外界
热量输入的话，它每上升100米温度就会下降约1°C，而不论其所处的高度
是多少。由于空气的热传导作用很弱，当空气团上升时实际发生的膨胀过程
近似于绝热膨胀。但是，大气温度随高度的变化率常常不是大于就是小于
1°C/100m。当大气的有效垂直降温率大于1°C/100m时，大气是不稳定的；
反之，大气是稳定的。特别是当出现逆温天气──气温随高度的增加反而上
升时，大气异常稳定。稳定的大气状况，特别是逆温天气，对污染物的扩散
不利，此时大气的对流运动很弱，稀释作用很小。
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