大气的成分是什么

自然状态下，大气是由混合气体、水汽和杂质组成。除去水汽和杂质的空气称为干洁空气。

干洁空气的主要成分为7809%的氮，2094%的氧，093%的氩。这三种气体占总

量的9996%，其它各项气体含量计不到01%，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的含量几乎可认为是不变化的，称为恒定组分。

在干洁空气中，易变的成分是二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)等，这些气体受地区、季节、

气象以及人类生活和生产活动的影响。正常情况下，二氧化碳含量在20km以上明显减少。近

地层干洁空气组成如表1-1-1所示。

表1-1-1

干洁空气的气体成分

气体

体积分数

气体

体积分数

(×10-6)

(×10-6)

氮

780

900

氪

1

氧

209

400

一氧化氮

05

氩

9

300

氢

05

二氧化碳

315

氙

008

氖

18

二氧化碳

002

甲烷

10～12

大气中组分是不稳定的，无论是自然灾害，还是人为影响，会使大气中出现新的物质，或某

种成分的含量过多地超出了自然状态下的平均值，或某种成分含量减少，都会影响生物的正

常发育和生长，给人类造成危害，这是环境保护工作者应研究的主要对象。

纯气体成分主要成分是：氮(N2)占7809％，氧(O2)占2095％，氩(Ar)占093％，二氧化碳(CO2)占003％。除此之外，尚有极少量其他气体，如氖(Ne)占00018％，氦(He)占0000524％，氪(Ke)占00001％，氙(Xe)占000008％，氢(H2)占000005％，臭氧(O3)占0000007％，等等。

这里简要介绍一下几种主要成分。氮(N2)是大气中浓度最大的气体，是地球上生命的基本成分。但是，大气中的氮只有少量参加自然界中的氮循环。氮循环的主要表现是：通过微生物，使氮成为有机化合物，而被固定在土壤和海洋中；又通过细菌作用，使土壤和海洋中的硝酸和亚硝酸还原，再回到大气中去。豆科植物可以通过根瘤菌的作用，直接将大气中的氮改造成为植物体不可缺少的养料。有机物的分解也是使氮回到大气中的途径。人为输送的作用，主要表现在工业用氮作为硝酸的原料；而农业把氮肥投入到土壤中，对氮循环也有不可忽视的影响。

在大气中氧(O2)是浓度仅次于氮(N2)的气体，是地球生命不可缺少的气体。动物和植物都吸入氧，并将它以二氧化碳(CO2)形式呼出，返回大气和海洋中；二氧化碳又通过光合作用，被海洋中的藻类和陆地上的植物吸收，转化为有用的碳水化合物和副产品氧(O2)。根据科学家的估计，海洋中的藻类通过光合作用释放的氧，要占生物用氧的90％。氧在一定程度上参与地球上所有生物的化学循环。尽管地球上自然植被在缩减，化石燃料被不断燃烧，氧的供应减少而消耗增多，但是大气中氧的浓度几乎是稳定的，就是因为海洋藻类释放的氧占有很大比重，起了稳定作用。农业的发展，也使值物吸收二氧化碳和释放氧的能力有所增加。

二氧化碳(CO2)在大气中含量虽然很少，却是大气的重要组成部分，一方面，二氧化碳是植物进行光合作用的基本原料；另一方面，二氧化碳能强烈地吸收和放射辐射波，避免地球一部分辐射能量返回宇宙空间，从而产生温室效应。地球上二氧化碳的主要来源是含碳物质的燃烧，既包括植物燃烧，也包括化石燃料(煤、石油、天然气)的燃烧。动物呼吸和有机体的腐烂，都会产生大量二氧化碳进入到大气中，而植物的光合作用、工业的发展以及森林面积的不断减少等，都会引起大气中二氧化碳有规律的增加。到现在，二氧化碳浓度已增加到340PPm，而且还在以每年1PPm的速度继续增加，使地球温室效应增强，从而导致整个地球变暖，引起人们的广泛关注。

臭氧(O3)是由3个氧原子构成的，它能使闪电后或电气设备周围的空气带有特殊的臭味儿。臭氧是一种有刺激性气味的淡蓝色有毒气体，甚至在低浓度下也容易发生爆炸。地球大气中臭氧的含量虽然很少，但是它能吸收太阳紫外线，使地面上的生命机体避免紫外线的严重损伤。地球有一个薄薄的臭氧层，在距离地表面约10～50公里的范围内，这一层的臭氧含量相当高。

在由多种气体组成的大气当中，可归纳为恒定的、可变的和不定的3类组分。像大气中的氮、氧、氩以及微量的氖、氦、氪、氙、氩等稀有气体，都是大气中的恒定组分。在近地表大气中，这些气体组分的含量几乎是可以看做不变的。大气的可变组分主要是指大气中的二氧化碳和水蒸气等。在通常情况下，二氧化碳的含量为002％～004％，水蒸气的含量为4％以下。这些组分在空气中的含量。是随季节、气象的变化以及人类活动等因素的影响而发生变化的。由恒定组分和正常状态下的可变组分组成的大气，称为洁净大气。

大气是由一层很厚的无色、无味的气体组成的，既看不见它，又摸不着它，它的组成是非常复杂的。

大气并不是一种单纯气体，而是由很多种气体混合组成的。一种是看不见的空气；一种是很活泼的水气；另外还有混合在它们中间的灰尘杂质。空气是组成大气的主要成分，它是由氮、氧、氩和二氧化碳等气体混合组成的，其中氮和氧加在一起，就相当于整个大气的９９％以上。人们的呼吸，植物制造营养物质，都需要它。可是它在气象上的作用并不十分显著。水气在大气中变化性最大，随着大气冷热的变化，它可以变成水滴，也可以变成冰滴；有时可以增加得很多，我们用肉眼就可以看到它，有时可以减少得很少，甚至一点都没有。云和雨就是水气增加到一定程度时凝结而成的。灰尘杂质种类很多，有的是从烟囱里冒出来的烟粒，有的是由海水浪花卷入高空经过蒸发（水变成水气的过程叫蒸发）剩下来的固体，也有的是从道路上或庭院内飞起的尘土。

对于空中的灰尘，人们总是讨厌它，但是它在大气的变化过程中却起很大的作用。如果没有这些小东西，水气没有凝结的核心，就不会结成水滴，天空就不会产生云、雨。所以，灰尘杂质在大气变化过程中的重要性，并不低于其他成分。但是，大气中的灰尘杂质过多，也会对环境造成污染，这是需要防止的。

大气是由多种气体组成的混合气体。大气的总质量为514×1018kg。另外，大气中还含有少量的悬浮固体颗粒和液体微滴。大气中除去水汽、液体和固体杂质外的混合气体称为“干洁大气”，即干燥清洁的空气。干洁大气的组成包括的主要成分是氮、氧、氢三种气体，占大气总体积的9999%（体积分数），加上二氧化碳后，则占大气总体积的99996（体积分数）。次要成分主要是稀有气体，还有微量的有毒气体（NO、NO2、O3、CO、SO2、H2S)。这些有毒气体的天然本底值一般小于百万分之一。在90km以下的大气层中，空气密度是随高度的增加而减小的，但大气中的主要成分的组成比例却几乎没有变化。

由于空气的垂直运动、水平运动以及分子扩散，使得干洁空气的组分比例直到距地面90~100km的高度还基本保持不变，因此可将其视为大气中的恒定组分。其主要原因是氮气和稀有气体的性质不活泼，而自然界中由于燃烧、氧化、岩石风化、呼吸、有机物腐解所消耗的氧基本上又由植物光合作用释放的氧所补偿。

大气中的水汽含量随时间、地域、气象条件的不同而变化。水汽在干旱地区可低到002%，而在温湿地带可高达6%。大气中的水汽含量虽然不大，但对天气变化却起着重要

的作用，因而也是大气中的重要组分之一。

悬浮微粒是指由于自然因素而生成的颗粒物，如岩石的风化、火山爆发、宇宙落物以及海水溅沫等。无论是悬浮微粒的含量、种类，还是化学成分都是变化的。

根据上述组分含量可以很容易地判定大气中的外来污染物。若大气中某个组分的含量远远超过上述标准含量时，或自然大气中本来不存在的物质在大气中出现时，即可判定它们是大气的外来污染物。在上述各个组分中，一般不把水分含量的变化视为外来污染物。

大气的主要组成为：氮分子占7800%（N2）和氧分子占（O2）2025%的均匀混合体，其次为093%的氩（Ar）与003%的二氧化碳（CO2）。再其次的组成元素（按含量的递减而排列）为氖、氦、氪、氙、氢、氯、氧化亚氮、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、氨、一氧化氮及碘。