什么是空气负离子?对环境的有益作用有哪些。

2020/8/26 10:00:32

空气负(氧)离子(Negative air (oxygen) ion,NAI)是带负电荷的单个气体分子和氢离子团的总称。在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负(氧)离子的重要场所。 在空气净化、城市小气候等方面有调节作用,其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一。

概念 NAI主要是由空气中含氧负离子与若干个水分子结合形成的原子团,根据地理物理学和大地测量学国际联盟的大气联合委员会采用的理论,NAI就是O2-(H2O)n,或OH-(H2O)n,CO4(H2O)2,是带负电荷单个气体分子以及其轻离子团的总称。由于氧分子比CO2,N2等分子更具有亲电性,因此氧分子会优先获得电子形成负离子,所以NAI主要由负氧离子组成,故常被称为空气负氧离子。 研究简史 1889年德国的科学家Elster和Geitel首次发现了NAI的存在,19世纪末,德国物理学家菲利浦·莱昂纳德博士在学术上首次证明负氧)离子对人体的功效 ,Aschkinass和Caspari等学者于1902年进一步肯定了NAI的生物学意义。1932年世界首台医用NAI发生器诞生于美国。 功能作用 NAI作为活性氧的重要成员之一,由于其带负电荷在结构上与超氧化物自由基相似,其氧化还原作用强,能够破坏细菌病毒电荷的屏障及细菌细胞活性酶的活性;另外,NAI可以沉降空气中的悬浮颗粒物  。然而负离子浓度并非越高越好,当浓度超过10000000个/cm3时,负离子对机体会产生一定的毒副作用。

自然生成 生成NAI可以分为以下两种方式:一种是自然生成,电离大气分子需要能量,如宇宙射线和紫外线辐射,静电力,光照,光合作用,照明激发,直接导致中性气体分子的初始电离。一般来说,从气体电离所需的能源来看,有6种自然能源,包括宇宙射线,紫外线辐射和光电发射,岩石和土壤中放射性元素释放的射线,瀑布冲击和摩擦,照明激发和风暴 ,光合作用。 人工生成 另一种是人工生成,产生空气人造离子的方法有几种,包括电晕放电,热金属电极或光电极的热电子发射,放射性同位素的辐射,紫外线等.

国内外对空气负离子的评价还没有统一的标准 ,主要有单极系数、重离子与轻离子的比、安倍空气质量评价系数(日本)、空气离子相对密度(德国)等评价指数,其中单极系数和安倍空气质量评价系数这两个评价指标应用最广  。单极系数(q) 在正常大气中,空气正、负离子浓度一般不相等,这种特征被称为大气的单极性。单极性用单极系数来表示,即空气中正离子与负离子的比值,即q=n+/n-。单极系数越小,表示空气中负离子浓度比正离子浓度高得越多,对人体越有利。日本学者研究表明,当n-大于1000个cm-3,且q值小于1时,空气清洁舒适。 当q>1时,空气不清洁,而当q值增加到3以上,人们会感到烦躁不安。 通常,低层大气中q值在1~1.2之间;植被较多的地方q值小于1;高山上q值可低到0.53。 安倍空气质量评价系数(CI) 日本学者安倍通过对城市居民生活区空气离子的研究,建立了安倍空气离子评价指数。安倍空气质量评价系数反映了空气中离子浓度接近自然界空气离子化水平的程度,CI=n-/1000q。 CI为空气质量评价指数,n-为空气负离子浓度(个·cm-3),q为单极系数,1000个/cm-3的负离子数为人体最基本的需要标准。空气质量评价指数把空气负离子作为指标,同时又考虑了正、负离子的构成比,较为全面和客观,因此,在国外的城市空气离子评价中已经得到了广泛的应用。  CI值越大,空气质量越好,可划分为以下5个等级,CI>1.00时,空气质量为A级,最清洁;CI为1.00~0.70时,空气质量为B级,清洁;CI为0.69~0.50时,空气质量为C级,中等;CI为0.49~0.30时,空气质量为D级,容许;CI<0.29 时,空气质量为E级,0.29是临界值 ,低于0.29则为污染空气。