空氣負(fù)離子與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系：

18世紀(jì)，物理學(xué)家?guī)靵鰧?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，絕緣的金屬導(dǎo)體所帶的電荷會(huì)在大氣中消失。物理學(xué)家倫琴和貝克勒爾研究發(fā)現(xiàn)，電解質(zhì)溶液中的氣體帶有正極性或負(fù)極性的電荷微粒，由于這些帶電微粒的存在，使氣體具有導(dǎo)電的性能。物理學(xué)家艾斯特爾、蓋特勒和威爾遜也用大氣導(dǎo)電性的理論對庫侖的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出解釋。這種空氣中的導(dǎo)電微粒，被物理學(xué)家法拉第稱為“離子"，“空氣離子"因而得名。

空氣負(fù)離子又稱負(fù)氧離子，是指獲得1個(gè)或1個(gè)以上的電子帶負(fù)電荷的氧氣離子，它是空氣中的氧分子結(jié)合了自由電子而形成的。自然界的放電(閃電)現(xiàn)象、光電效應(yīng)、噴泉、瀑布等都能使周圍空氣電離，形成負(fù)氧離子。負(fù)離子具有的凈化除塵，減少二手煙危害、改善預(yù)防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除體內(nèi)自由基、降低血液粘稠度的效果，在醫(yī)學(xué)界享有“維他氧"“空氣維生素"“長壽素"“ 空氣維他命"等美稱。

負(fù)氧離子在人們的日常生活中不是隨時(shí)都存在的，經(jīng)過科學(xué)研究測試負(fù)氧離子的形成與消失，與氣象因素有關(guān)系。一般情況下，空氣中負(fù)氧離子的濃度晴天比陰天多，夏季比冬季多，中午比早晚多。負(fù)氧離子在潔凈空氣中它的壽命有幾分鐘，而在灰塵中只有幾秒鐘。因此，空氣中負(fù)氧離子濃度多少，是評定一個(gè)地區(qū)空氣清新與否的標(biāo)志之一。目前，世界衛(wèi)生組織規(guī)定，清新空氣的負(fù)氧離子標(biāo)準(zhǔn)濃度為每立方厘米空氣中不低于1000~1500個(gè)。

下面，我就帶大家來好好認(rèn)識一個(gè)空氣負(fù)離子。

l  空氣負(fù)離子的形成 

中性的空氣分子在某種外力（電場、碰撞、輻射等）作用下，有些外層電子會(huì)脫離原子核的束縛，成為自由電子。自由電子很快就會(huì)附著在氣體分子或原子上，而且特別容易附著在氧分子或水分子上，成為空氣負(fù)離子（也叫陰離子）。失去了電子的空氣分子或原子則成為空氣正離子（也叫陽離子）。這些空氣離子很容易將其周圍的幾個(gè)到十幾個(gè)中性分子或原子吸附在一起，形成帶電荷的小分子團(tuán)，稱為小離子。小離子若遇上空氣中的氣溶膠，則容易被俘獲而形成中離子。如果氣溶膠粒徑較大或重量較大，則形成大離子。

空氣中負(fù)離子的產(chǎn)生首先要有來自大自然的能量作用，其次就是要與空氣中氣體分子和水分子充分接觸，其形成歸納起來有如下幾種能量作用形式：

1)放射性物質(zhì)的作用：地球的巖石圈表面存在各種放射性的物質(zhì)，這些放射性物質(zhì)會(huì)通過能量大或穿透力強(qiáng)的射線使空氣離子化；

2)宇宙射線的照射作用：宇宙射線的照射可使空氣離子化，但它的作用在距地球表面幾千米處比較明顯；

3)紫外線輻射：短波紫外線能直接使空氣離子化；

4)水空氣能量電離作用：由于空氣氣壓或水壓形成的勢能和動(dòng)能，水在跌落、噴射、噴濺和沖擊時(shí)，水滴因高速運(yùn)動(dòng)而斷裂，水分子被截?cái)嗪髱д姾?，周圍空氣分子帶?fù)電荷。通常形成在瀑布、噴泉、海濱或者風(fēng)沙等環(huán)境，這也是為什么雨后或者瀑布旁的空氣特別清新的原因。

5)材料自身靜電場作用：由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的特殊性導(dǎo)致其天生帶有靜電產(chǎn)生靜電場，當(dāng)其與空氣中水分子接觸時(shí)，電離其中的水分子而形成負(fù)離子。

森林環(huán)境中空氣負(fù)離子水平較高，這是由于森林環(huán)境中的瀑布、溪流等流動(dòng)水體較多，森林植物的“放電"和“光電效應(yīng)"以及釋放出的芳香揮發(fā)性物質(zhì)都能使空氣發(fā)生電離現(xiàn)象，并且森林具有降塵功能，使得空氣負(fù)離子濃度增加，而且壽命變長。

當(dāng)然，空氣負(fù)離子也可以在人工條件下產(chǎn)生，其方法主要有：

1)電暈放電：電暈放電是將充分高的電壓施加于一對電極上，其中高壓負(fù)電極連接在一根極細(xì)的針狀導(dǎo)線或具有很小曲率的其他導(dǎo)體上。在放電極附近的強(qiáng)電場區(qū)域內(nèi)，氣體中原有的少量自由電子被加速到某一很高的速度，足以碰撞氣體分子，并電離出新的自由電子和正離子，新的自由電子又被加速產(chǎn)生進(jìn)一步的碰撞電離。這個(gè)過程在極短的瞬間重復(fù)了很多次，于是形成了“電子雪崩"的積累過程，在放電極附近的電暈區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大量的自由電子和正離子，其中正離子被加速引向負(fù)極，釋放電荷。而在電暈外區(qū)，則形成大量的空氣負(fù)離子。電暈放電雖然能夠產(chǎn)生大量的空氣負(fù)離子，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較多的臭氧。近年來，隨著空氣負(fù)離子發(fā)生技術(shù)的不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了以導(dǎo)電纖維和加熱式電暈作為電極的空氣負(fù)離子發(fā)生技術(shù)，可以使起暈電壓降低，從而提高空氣負(fù)離子的發(fā)生濃度，減少了臭氧的產(chǎn)生。 

2)水發(fā)生：利用動(dòng)力設(shè)備和高壓噴頭將水從容器中霧化噴出，霧化后的水滴以氣溶膠形式帶負(fù)電而成為空氣負(fù)離子。其產(chǎn)生空氣負(fù)離子的濃度取決于水的霧化狀況，一般可達(dá)104～105個(gè)/cm3。水發(fā)生型空氣負(fù)離子發(fā)生器具有不產(chǎn)生有害氣體的優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本較高、使用環(huán)境的濕度較大。

l  空氣負(fù)離子的作用 

空氣中含有的負(fù)離子被人們稱為空氣中的“長壽素"或“空氣維生素"。醫(yī)學(xué)科學(xué)家認(rèn)為，負(fù)離子進(jìn)入人體后，能促進(jìn)新陳代謝，提高肌體的免疫力，使人精力旺盛，對人的情緒、記憶、生長、發(fā)育、肌體、壽命均有一定影響。為了人類健康長壽，必須多吸入負(fù)離子。室內(nèi)增加負(fù)離子含量的簡便辦法是開窗開門通風(fēng)，改善空氣質(zhì)量，尤其是冬春季，門窗封閉較嚴(yán)，空氣流通不暢，室內(nèi)負(fù)離子減少。日常應(yīng)經(jīng)常開門開窗通風(fēng)，以增加空氣中的“維生素"含量。 

l  空氣負(fù)離子的濃度的分布規(guī)律

空氣負(fù)離子的多少是評價(jià)空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。據(jù)全國負(fù)離子衛(wèi)生科研協(xié)作組在我國各地選擇有代表性的一些城市進(jìn)行空氣負(fù)離子狀況監(jiān)測結(jié)果顯示，城市室內(nèi)空氣負(fù)離子含量明顯低于室外。大城市住宅房間內(nèi)每立方厘米空氣中的負(fù)離子數(shù)只有40～50個(gè)，其壽命也只有幾秒鐘到幾分鐘；城市街道上的負(fù)離子數(shù)在100～200個(gè)；山谷、瀑布、海濱和林區(qū)負(fù)離子數(shù)經(jīng)常保持在2萬個(gè)以上，壽命可達(dá)20分鐘（空氣負(fù)離子的壽命是很短的，一般只有幾十秒至數(shù)分鐘）。 

日變化規(guī)律：一天中，空氣負(fù)離子濃度有兩個(gè)波峰值，一個(gè)是7～9時(shí)，一個(gè)是22～24時(shí)；另外，19～21時(shí)也較高，而15～17時(shí)出現(xiàn)zui低值。也有學(xué)者認(rèn)為，有時(shí)中午出現(xiàn)第2個(gè)高峰值，zui小濃度值出現(xiàn)在中午前幾個(gè)小時(shí)，有時(shí)黃昏出現(xiàn)第2次低值。 

年變化規(guī)律：一年中，空氣負(fù)離子濃度夏、秋季高于冬、春季；且夏季zui高，冬季zui低。 

空氣負(fù)離子濃度在近地層一般隨著海拔高度的增加而增大。室外空氣負(fù)離子濃度一般高于室內(nèi)。森林環(huán)境中的空氣負(fù)離子濃度比城市居住區(qū)室內(nèi)可高出80～1600倍；當(dāng)森林覆蓋率達(dá)到35%～60%時(shí)，空氣負(fù)離子濃度較高，而當(dāng)森林覆蓋率低于7%時(shí)，空氣負(fù)離子濃度僅為前者的40%～50%。 

森林中不同林類型比較，針葉樹種林的空氣負(fù)離子平均濃度為1500個(gè)/cm3左右，闊葉樹種林為1160個(gè)/cm3左右。不同園林樹種周圍空氣負(fù)離子水平差異顯著。 

不同狀態(tài)的水體對空氣負(fù)離子濃度影響差異顯著。動(dòng)態(tài)水的空氣負(fù)離子濃度大于靜態(tài)水；動(dòng)態(tài)水中瀑布產(chǎn)生的空氣負(fù)離子濃度大于跌水，跌水大于溪流。水域面積大小與空氣負(fù)離子濃度呈正相關(guān)。 

一般而言，森林環(huán)境中的空氣負(fù)離子濃度高于城市居民區(qū)的空氣負(fù)離子濃度。因此，將森林游憩區(qū)空氣負(fù)離子的臨界濃度定為500個(gè)/cm3，保健濃度為≥1000個(gè)/cm3；允許濃度為500個(gè)/cm3與1000個(gè)/cm3之間。 陸地上空氣負(fù)離子的平均濃度為650個(gè)/cm3，但分布很不均勻，有的地方平均只有50個(gè)/cm3，有的地方平均可達(dá)1000個(gè)/cm3，甚至更多，一般正離子數(shù)大于負(fù)離子數(shù)，其比值平均為1.15。