地球上的生命主要存在于大氣、水和土壤三個(gè)圈層之中。人類活動(dòng)造成的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，目前主要發(fā)生在大氣圈、水圈和土壤圈之中。因此，有必要對(duì)這三個(gè)圈層加以介紹，這對(duì)理解環(huán)境污染和生態(tài)破壞發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律以及尋找解決這些問(wèn)題的方法具有重要意義。
1. 大氣圈大氣是指在地球引力作用下聚集在地球外部的氣體包層。在環(huán)境科學(xué)中大氣層稱為大氣圈，也稱大氣環(huán)境。
（1） 大氣的組成大氣是多種氣體的混合物，另外還含有少量的懸浮固體微粒和液體微粒。大氣中除去水汽、液體和固體雜質(zhì)外的混合氣體稱為干潔空氣。干潔空氣的組成成分最主要的是氮、氧、氬三種氣體，它們占了大氣總量的99.97%（參見(jiàn)表2-1）。在干潔空氣中，二氧化碳和臭氧的含量很不穩(wěn)定，隨空間和時(shí)間的變化較大。
表2-1 近地表干燥空氣的主要組分 組 分 體積比（ppm） 組 分 體積比（ppm）
氮（N2） 780,900 甲烷（CH4） 1.2氧（O2） 209,500 氪（Kr） 1.1氬（Ar） 9,340 氫（H2） 0.5二氧化碳（CO2） 330 氙（Xe） 0.08氖（Ne） 18 臭氧（O3） 0.01~0.04氦（He） 5.2 _ _（注：1ppm = 百萬(wàn)分之一）
大氣中的水汽主要來(lái)自地球上的水面和其他潮濕物體表面的蒸發(fā)，以及植物的蒸騰作用。大氣中水汽的含量變化很大，其所占的體積比的變化范圍在0~4%之間，并隨高度的增加而減少。
除了上述成分外，空氣還含有一些不定成分，包括懸浮于大氣中的固體雜質(zhì)和氣體污染物。
（2） 大氣圈的分層大氣總質(zhì)量的90%集中在地表以上15公里以內(nèi)，99.9%在50公里高度以內(nèi)。在2000公里高度以上，大氣極其稀薄，逐漸向星際空間過(guò)渡，而無(wú)明顯的上界。大氣的組分和物理性質(zhì)（密度、溫度、壓力、電離度等）都隨高度變化，據(jù)此可把大氣分成若干層次。按大氣溫度垂直變化的特點(diǎn)可分為對(duì)流層、平流層、中間層和熱層。其中對(duì)流層和我們的關(guān)系最密切?？拷孛娴牡讓哟髿猓錅囟入S高度的增加而下降，到一定高度，大氣溫度停止下降并略有回升，這一層大氣稱為對(duì)流層。其厚度在赤道地區(qū)約為16~18千米，中緯度地區(qū)約10~12千米，兩極地區(qū)約7~8千米。在對(duì)流層頂，大氣溫度約為-50°C.在這一層內(nèi)，大氣受地表狀況影響大，對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著。大氣中的水汽大部集中于此層，云和降水等天氣現(xiàn)象就是發(fā)生在這里。通常所發(fā)生的大氣污染也主要是發(fā)生在對(duì)流層內(nèi)。
在離地表10~50千米范圍內(nèi)，由于太陽(yáng)紫外輻射的光化學(xué)作用，氧氣分子和氧原子在氮?dú)獾鹊膮⑴c下生成由三個(gè)氧原子組成的臭氧分子，形成一個(gè)臭氧層。臭氧層的高度大致與平流層相當(dāng)，在離地表20~30千米處，臭氧濃度。臭氧層吸收了危害生命的太陽(yáng)紫外輻射的大部分，使之不能到達(dá)地面。
（3） 影響大氣污染的氣象因素一個(gè)典型的大城市每天向大氣中排放幾千噸空氣污染物，如果沒(méi)有大氣的自然凈化作用，空氣會(huì)很快因污染而對(duì)人類及動(dòng)植物造成致命傷害。大氣的自然凈化過(guò)程包括：降水的洗滌作用；懸浮顆粒的重力沉降作用；污染物跟其他物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)等等。但在降低污染物的危害方面，最重要的還是大氣本身的分散和稀釋作用。而大氣的這種對(duì)污染物的稀釋和分散作用的強(qiáng)弱又主要取決于風(fēng)和大氣穩(wěn)定度兩個(gè)氣象因素。
風(fēng)是指水平的氣流。風(fēng)對(duì)一個(gè)地區(qū)的大氣污染或大氣環(huán)境質(zhì)量的影響是顯而易見(jiàn)的，它包括風(fēng)向和風(fēng)速兩個(gè)方面。風(fēng)向決定污染物擴(kuò)散的方向，風(fēng)速?zèng)Q定污染物擴(kuò)散和稀釋的快慢和程度。
大氣穩(wěn)定度反映的是大氣在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)狀況。當(dāng)一團(tuán)空氣在大氣中上升時(shí)，它受到周圍大氣的壓力逐漸減小，它的體積隨之發(fā)生膨脹。根據(jù)熱力學(xué)原理，氣體膨脹會(huì)降低它的溫度。對(duì)于干燥空氣來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有外界熱量輸入的話，它每上升100米溫度就會(huì)下降約1°C，而不論其所處的高度是多少。由于空氣的熱傳導(dǎo)作用很弱，當(dāng)空氣團(tuán)上升時(shí)實(shí)際發(fā)生的膨脹過(guò)程近似于絕熱膨脹。但是，大氣溫度隨高度的變化率常常不是大于就是小于1°C/100m.當(dāng)大氣的有效垂直降溫率大于1°C/100m時(shí)，大氣是不穩(wěn)定的；反之，大氣是穩(wěn)定的。特別是當(dāng)出現(xiàn)逆溫天氣──氣溫隨高度的增加反而上升時(shí)，大氣異常穩(wěn)定。穩(wěn)定的大氣狀況，特別是逆溫天氣，對(duì)污染物的擴(kuò)散不利，此時(shí)大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)很弱，稀釋作用很小。
1. 大氣圈大氣是指在地球引力作用下聚集在地球外部的氣體包層。在環(huán)境科學(xué)中大氣層稱為大氣圈，也稱大氣環(huán)境。
（1） 大氣的組成大氣是多種氣體的混合物，另外還含有少量的懸浮固體微粒和液體微粒。大氣中除去水汽、液體和固體雜質(zhì)外的混合氣體稱為干潔空氣。干潔空氣的組成成分最主要的是氮、氧、氬三種氣體，它們占了大氣總量的99.97%（參見(jiàn)表2-1）。在干潔空氣中，二氧化碳和臭氧的含量很不穩(wěn)定，隨空間和時(shí)間的變化較大。
表2-1 近地表干燥空氣的主要組分 組 分 體積比（ppm） 組 分 體積比（ppm）
氮（N2） 780,900 甲烷（CH4） 1.2氧（O2） 209,500 氪（Kr） 1.1氬（Ar） 9,340 氫（H2） 0.5二氧化碳（CO2） 330 氙（Xe） 0.08氖（Ne） 18 臭氧（O3） 0.01~0.04氦（He） 5.2 _ _（注：1ppm = 百萬(wàn)分之一）
大氣中的水汽主要來(lái)自地球上的水面和其他潮濕物體表面的蒸發(fā)，以及植物的蒸騰作用。大氣中水汽的含量變化很大，其所占的體積比的變化范圍在0~4%之間，并隨高度的增加而減少。
除了上述成分外，空氣還含有一些不定成分，包括懸浮于大氣中的固體雜質(zhì)和氣體污染物。
（2） 大氣圈的分層大氣總質(zhì)量的90%集中在地表以上15公里以內(nèi)，99.9%在50公里高度以內(nèi)。在2000公里高度以上，大氣極其稀薄，逐漸向星際空間過(guò)渡，而無(wú)明顯的上界。大氣的組分和物理性質(zhì)（密度、溫度、壓力、電離度等）都隨高度變化，據(jù)此可把大氣分成若干層次。按大氣溫度垂直變化的特點(diǎn)可分為對(duì)流層、平流層、中間層和熱層。其中對(duì)流層和我們的關(guān)系最密切?？拷孛娴牡讓哟髿猓錅囟入S高度的增加而下降，到一定高度，大氣溫度停止下降并略有回升，這一層大氣稱為對(duì)流層。其厚度在赤道地區(qū)約為16~18千米，中緯度地區(qū)約10~12千米，兩極地區(qū)約7~8千米。在對(duì)流層頂，大氣溫度約為-50°C.在這一層內(nèi)，大氣受地表狀況影響大，對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著。大氣中的水汽大部集中于此層，云和降水等天氣現(xiàn)象就是發(fā)生在這里。通常所發(fā)生的大氣污染也主要是發(fā)生在對(duì)流層內(nèi)。
在離地表10~50千米范圍內(nèi)，由于太陽(yáng)紫外輻射的光化學(xué)作用，氧氣分子和氧原子在氮?dú)獾鹊膮⑴c下生成由三個(gè)氧原子組成的臭氧分子，形成一個(gè)臭氧層。臭氧層的高度大致與平流層相當(dāng)，在離地表20~30千米處，臭氧濃度。臭氧層吸收了危害生命的太陽(yáng)紫外輻射的大部分，使之不能到達(dá)地面。
（3） 影響大氣污染的氣象因素一個(gè)典型的大城市每天向大氣中排放幾千噸空氣污染物，如果沒(méi)有大氣的自然凈化作用，空氣會(huì)很快因污染而對(duì)人類及動(dòng)植物造成致命傷害。大氣的自然凈化過(guò)程包括：降水的洗滌作用；懸浮顆粒的重力沉降作用；污染物跟其他物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)等等。但在降低污染物的危害方面，最重要的還是大氣本身的分散和稀釋作用。而大氣的這種對(duì)污染物的稀釋和分散作用的強(qiáng)弱又主要取決于風(fēng)和大氣穩(wěn)定度兩個(gè)氣象因素。
風(fēng)是指水平的氣流。風(fēng)對(duì)一個(gè)地區(qū)的大氣污染或大氣環(huán)境質(zhì)量的影響是顯而易見(jiàn)的，它包括風(fēng)向和風(fēng)速兩個(gè)方面。風(fēng)向決定污染物擴(kuò)散的方向，風(fēng)速?zèng)Q定污染物擴(kuò)散和稀釋的快慢和程度。
大氣穩(wěn)定度反映的是大氣在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)狀況。當(dāng)一團(tuán)空氣在大氣中上升時(shí)，它受到周圍大氣的壓力逐漸減小，它的體積隨之發(fā)生膨脹。根據(jù)熱力學(xué)原理，氣體膨脹會(huì)降低它的溫度。對(duì)于干燥空氣來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有外界熱量輸入的話，它每上升100米溫度就會(huì)下降約1°C，而不論其所處的高度是多少。由于空氣的熱傳導(dǎo)作用很弱，當(dāng)空氣團(tuán)上升時(shí)實(shí)際發(fā)生的膨脹過(guò)程近似于絕熱膨脹。但是，大氣溫度隨高度的變化率常常不是大于就是小于1°C/100m.當(dāng)大氣的有效垂直降溫率大于1°C/100m時(shí)，大氣是不穩(wěn)定的；反之，大氣是穩(wěn)定的。特別是當(dāng)出現(xiàn)逆溫天氣──氣溫隨高度的增加反而上升時(shí)，大氣異常穩(wěn)定。穩(wěn)定的大氣狀況，特別是逆溫天氣，對(duì)污染物的擴(kuò)散不利，此時(shí)大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)很弱，稀釋作用很小。