負離子濃度

負離子濃度是指單位體積空氣中的負離子數目，其單位為：個/cm3。空氣離子測量儀，主要用於測量空氣本底值和各種空氣離子發生器所產生的各種正、負極性的中、小離子。基本原理是採用電容式空氣離子收集器收集空氣離子攜帶的電荷，通過測量這些電荷形成的電流和取樣空氣流量換算出離子濃度，一般認為，每個空氣離子 只帶1個單位的電荷。正、負空氣離子隨取樣氣流進入收集器后，在收集板與極化板之間的極化電場作用下，按不同極性分別向收集板和極化板偏轉。收集板上收集到的電荷通過微電流計落地，形成一股電流I；極化板上的電荷通過極化電源落地中和。改變極化電壓的極性可以改變收集板收集到的離子的極性，從而改變所測量離子的極性。單位體積空氣離子數目（即離子濃度）的計算公式是：

N=I/qva(1-3)

式中，N為每單位體積空氣中離子數目（個/cm3），I為微電流計讀數(A)，q為基本電荷電量(1.6×l0-19C)，v為取樣空氣流速(cm/s)，a為收集器有效截面積(cm2)。

物理學上定義：失去或獲得電子后所形成的帶電的粒子叫離子，失去電子的分子(團)或原子顯示正電性叫正離子，獲得多餘電子的分子(團)或原子顯示負電性叫負離子。負氧離子則是指獲得多餘電子的氧氣離子，一個是負離子，一個是負氧離子，二者雖然只差了一個字，卻有很大不同。從這些標準概念里我們不難看出負離子範圍更廣，它包含了負氧離子，而我們平時所說的負離子對人體有好處，其實指的是負氧離子，不過是普通百姓將二者簡單的畫上了等號。相關數據顯示，在森林、海濱，負離子含量高達5000~10000個/cm³，而在污染嚴重的城市，這一數據僅為300~1000個/cm³，在室內就更少了，只有100~200個/cm³, 甚至是沒有。我們在森林海濱等地會感覺空氣清新，呼吸暢通，是因為自然環境下的空氣質量比較高，包括了空氣的乾濕度適宜，負氧離子含量高，適度的氧氣含量、溫度、氣流，植物的味道，水流的聲音等等，但是作用於人體最直接最有效的是負氧離子，而負氧離子在進入人體后馬上就能產生一系列的作用於人體的化學反應。

清華大學博導、中科院專家林金明教授所著的《環境、健康與負離子》一書中如下定義：

徠空氣的正、負離子，按其遷移率大小可分為大、中、小離子。離子遷移率大於0.4 cm2//(V`s)為小離子，小於0.04 cm2/(V`s)為大離子，介於s兩者之間則為中離子。接近分子大小的荷電原子團或分子團，都屬於小的空氣離子。這些小的空氣離子具有高的運動速度，在大氣中互相碰撞，又不斷聚集，形成大離子或中離子。

只有小離子、或稱之為小離子團才能進入生物體。而其中的小負離子、或稱之為小負離子團，則有良好的生物活性。

空氣離子按體積大小可分為輕、中、重離子三種。輕離子在電場中運動速度較快，為1～2 cm2/V.S中、在自然界中或普通環境中遷移率大於0.4 cm2/(V.s)為小粒徑負離子，重離子在電場中運動較慢，僅為0.0005 cm2/V.S。在自然界中或普通環境中小於0.04 cm2/(V.s)為大粒徑負離子，中離子的大小及活動性介於輕、重離子之間。而小粒徑負離子，則有良好的生物活性，易於透過人體血腦屏障，進入人體發揮其生物效應。

小粒徑負離子也叫輕離子或小離子，是一種等同於大自然的空氣負離子，也有資料稱其為生態級負離子。具有遷移距離遠、活性高的特點，空氣負離子按其遷移距離和粒徑大小分為：大、中、小三種離子。對人有益的是小離子，也稱為輕離子，其具有良好的生物活性只有小離子或稱之為小離子團才能進入生物體。醫學研究表明：對人體有醫療保健作用的是小粒徑負離子。因為只有小粒徑的負離子才易於透過人體的血腦屏障，發揮其生物效應。大自然中的空氣負離子之所以造就眾多長壽村，是因為小粒徑的負離子比例高，小粒徑的負離子由於活性高、遷移距離遠從而在長壽地區上空形成負離子浴環境，目前很多負離子家電之所以效果不佳，是因為採用傳統負離子生成技術很難生成小粒徑的生態負離子。對人體的醫療保健作用一般，只有除塵降塵作用，一般用在空氣凈化領域較多。

很多負離子生成廠家都知道小粒徑負離子好，所以對外宣稱自己是0.0004納米的負離子，等等這類的說法，都是不負責任的，沒有依據的，小粒徑負離子是根據遷移距離來定義的，小粒徑負離子不是單指其粒徑小，其特點是活性高，遷移距離遠的才是小粒徑負離子的定義標準。由於負離子的粒徑目前沒有測試儀器測定，所以一些不法廠家就宣傳自己的是零點几几納米的，我們知道由於空氣中的負離子主要是負氧離子和若干個水分子結合而成的，而在高中物理：氧原子半徑0.074納米，在不考慮原子結合間隙的情況下，一個氧分子的直徑是0.3納米左右，水分子的直徑0.4納米，由此我們可以知道最小的負離子都在1納米左右。凡此不負責任、不通過依據來宣傳的廠家不可信賴。

空氣正負離子對人體健康的影響 同樣，負離子濃度的高低與人們的健康息息相關，人們時刻需要負離子，尤其在污染日益嚴重的今天。據環境學家研究，空氣中負氧離子濃度每立方厘米在20個以下時，人就會感到倦怠、頭昏腦脹；當每立方厘米空氣中的負氧離子數在1000～10000個之間時，人就會感到心平氣和、平靜安定；當每立方厘米空氣中的負氧離子數在10000個以上時，人就會感到神清氣爽、舒適愜意；而當每立方厘米空氣中的負氧離子數高達10萬個以上時，就能起到鎮靜、止喘、消除疲勞、調節神經等防病治病效果。

如果空氣中含過量的正離子或太少的負離子(少於800個負離子/立方厘米)，則這樣的空氣進入人體，會刺激血液中血小板產生5-羥色胺，並通過循環系統運輸到機體各組織，5-羥色胺阻止氧的吸收，(典型的癥狀：疲倦、頭暈、偏頭痛、注意力渙散、沮喪和呼吸急促)而含有1200個負離子/立方厘米的空氣進入人體能抵消這種癥狀。負離子通過口鼻或直接通過皮膚進入機體，能引起5-羥色胺分解成一個無毒的副產物5-羥吲哚基乙酸，這一副產物經過尿排出體外，從而消除危害。當負離子進入人體后，還能引起一系列良性反應。

大氣負離子在自然生態環境中的濃度分布圖表：單位：個/每立方厘米

據專家觀察研究認為，負氧離子主要有以下作用：

(1)對神經系統的影響空氣負氧離子可降低血中5-羥色胺音量，增強神經抑制過程，可使大腦皮層功能及腦力活動加強，精神振奮，工作效益提高，能使睡眠質量得到改善，促進人體新陳代謝。負氧離子還可使腦組織的氧化過程力度加強，使腦組織獲得更多的氧。

(2)對心血管系統的影響據學者觀察，負氧離子有明顯擴張血管的作用，可解除動脈血管痙攣，降低血壓，增強心肌功能，並具有明顯的鎮痛作用。負氧離子對於改善心臟功能和改善心肌營養也大有好處，有利於高血壓和心腦血管病人的病情恢復。

(3)對血液系統的影響研究證實，負氧離子有使血液變慢、延長凝血時間的作用，能使血中含氧量增加，有利於血氧輸送、吸收和利用。

(4)負氧離子對呼吸系統的影響最明顯這是因為負氧離子是通過呼吸道進入人體的，它可以提高人的肺活量。有人曾經試驗，在玻璃面罩中吸入空氣負氧離子30min，可使肺部吸收氧氣量增加20%，而排出二氧化碳量可增加14.5%，故負氧離子有改善和增加肺功能的作用，對呼吸道、支氣管疾病等具有顯著的輔助治療作用，使身體各器官的功能更為有效，且無任何副作用。

(5)負氧離子能滅菌、除塵，對空氣的消毒和凈化有一定作用負氧離子具有較高的活性，有很強的氧化還原作用，能破壞細菌的細胞膜或細胞原生質活性酶的活性，從而達到抗菌殺菌的目的。科學研究發現，負氧離子能與 細菌、灰塵、煙霧等帶正電的微粒相結合，並聚成球落到地面．從而起到殺菌和消除異味（香煙煙霧、裝修材料中釋放的有害氣體所產生的異味等）的作用。當室內空氣中負氧離子的濃度達到每立方厘米2萬個時，空氣中的飄塵量會減少98%以上。飄塵直徑越小，越易受負氧離子作用而被沉澱，所以在含有高濃度負氧離子的空氣中，直徑1um以下的微塵、細菌、病毒等幾乎為零。因此可以說，負氧離子的多少是衡量空氣是否清新的重要標準之一。根據世界衛生組織的規定，當空氣中負氧離子的濃度不低於每立方厘米1000～1500個時，這樣的空氣被視為清新空氣。

(6)負氧離子能增強人體免疫力，提高機體的解毒能力，使激素的不平衡正常化，並能夠消除人體內因組胺過多引起的不良反應，避免過敏性反應及“花粉症”的發生。

(7)室內人員的呼吸，走動揚起的灰塵及化纖衣服的吸附作用均可使空氣中的負氧離子濃度降低各種金屬管道也可吸附大量的空氣負氧離子。造成室內空氣負氧離子減少的另一個重要原因是空調系統的使用，在通過空調機的風道時由於與管壁的碰撞，可使空氣負氧離子被吸附或複合而損失掉。久而久之，就會導致室內空氣質量惡化，人在這樣的環境中逗留一段時間會感到煩悶、頭痛、乏力、眩暈、易患感冒、注意力分散、容易疲勞等不良反應。要防止室內負氧離子的減少。可以加強室內的通風換氣，但效果不明顯；也可以採用負氧離子發生器，則可在短時間內增加空氣中的負氧離子含量，維護室內人群的健康。

在大氣環境中，空氣分子濃度為2．7×l019個/cm3，其中小離子濃度僅為l02～l03個/cm3，但它們卻以自身微小的粒子、正或負的電荷、高生物活性影響著大氣環境的質量，以至整個地球生態平衡。根據國外文獻資料報告，20世紀初期，地球大氣中正負離子的比例為1:1.2，而現代地球大氣中正、負離子的比例為1.2:1。僅僅相隔一個世紀，地球大氣中正負離子平衡狀態發生了逆轉性變化，現在我們的生存環境已經被濃厚的正離子圍住。我們必須在現代社會活動中遏制和預防正離子的發生量，採取積極有效的措施增加大氣環境中的負離子比例，使我們人類賴以生存的環境條件得到改善。

大氣環境中空氣離子濃度受地球環境的物理特性、氣候、季節、時間變化及大氣中污染物變化所影響。空氣離子的濃度、極性、大小是評價環境質量、環境污染程度、天氣好壞以及對人類帶來哪些影響的重要標尺。由於各種自然條件和居住環境中激發空氣電離的能量不同，大氣溫度、濕度與氣壓的不斷變化，在各種環境中空氣負離子的數值有很大的差異。

不同地點正、負離子濃度對比