空气负离子的基本概述

一、什么是负离子？

      1、空气电离研究沿革：

十八世纪的物理学家库仑实验发现，绝缘的金属导体

所带的电荷会在大气中消失。物理学家伦琴和贝克勒尔研究发现，电解质溶液中的气体带有正极性或负极性的电荷微粒，由于这些带电微粒的存在，使气体具有导电的性能。物理学家艾斯特尔、盖特勒和威尔逊也用大气导电性的理论对库仑的实验结果作出解释。

这种空气中的导电微粒，被物理学家法拉第称之为“离子”，“空气离子”因而得名。当今人们一般常说环境中的“负离子”或“正离子”，即是不同极性的“大气离子”或“空气离子”。

       2、空气离子的基本概念：

空气中带正电荷或负电荷的微粒（如氧分子）称为空气离子（如氧离子）。一个负氧离子所带的电荷与一个电子的电荷相等。

正、负离子的中、英、日文通常写法是：

中文	离子	正离子、阳离子	负离子、阴离子
英文	ion	Cation、plus ion、positive ion	anion 、minus ion、negative ion
日文	イオン	プラスイオン、カチオン 陽イオン   、正イオン	マイナスイオン、アニオン 負イオン、陰イオン

元素的原子由原子核（包括质子和中子）和电子组成，电子围绕原子核旋转。原子核中的质子呈正极性，中子呈中性，电子呈负极性。在通常情况下，电子的负电荷和质子的正电荷相等，两者平衡使原子的总电荷量为0。

在某些外界能量的作用下，原子外层的电子运动的速度加快到一定程度时，会逸出轨道与其他中性原子结合，这一原子“俘获”电子之后负电荷量增加，呈现负极性，我们称之为“负离子”。而失去电荷的原子负电荷量减少，呈现正极性，我们称之为“正离子”。

　普通原子                    负离子                      正离子

3、空气负离子的产生：

空气是由氧、氮、水蒸气、二氧化碳等多种气体组成的气体混合物，在正常情况下，气体分子及原子内的正负电荷相等，呈现中性。但在宇宙射线、太阳光线、电磁波、岩石和土壤的射线、海浪、瀑布以及各种气象活动所产生的能量作用下，气体分子中某些原子的外层电子会离开轨道，成为自由电子，呈负电极性，而失去一些电子的原子呈正电极性，这一现象称为“空气的电离”。游离的自由电子又会与其它中性的分子相结合，使得到多余电子的气体分子呈负电极性，被称为“空气负离子”。

组成空气的各种气体分子之中，氧气和二氧化碳分子“捕获”自由电子的能力较强，而氧气在空气中所占的比例较大，因此空气电离产生的自由电子大部分被氧气分子“捕获”，形成负氧离子，这就是通常所说的“负离子”。

二、负离子与自然环境：

       1、自然界中的负离子：

   自然界中小的空气离子在宇宙外来射线、地球物质的放射性、雷电、风暴、瀑布、海浪的冲击下不断产生。空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。离子迁移率大于0.4平方厘米/伏特·秒为小离子，小于0.04平方厘米/伏特·秒为大离子，介于两者之间则为中离子。接近分子大小的荷电原子团或分子团，都属于小的空气离子。这些小的空气离子具有高的运动速度，在大气中互相碰撞，又不断聚集，形成大离子或中离子。

只有小离子、或称之为小离子团才能进入生物体。而其中的小负氧离子、或称之为小负氧离子团，则有良好的生物活性。在大气环境中，空气分子浓度为2.7×1019个／cm3，其中小离子浓度仅为102～103个/cm3，但它们却以自身微小的粒子、正或负的电荷、高生物活性影响着大气环境的质量，以至整个地球生态平衡。

       2、自然界正负离子的平衡：

负离子在不同的环境下存在的“寿命”不等。在洁净空气中，负离子的寿命有几分钟，而在灰尘多的环境中仅有几秒钟。在特定的环境下，小的空气离子在不断产生，又不断衰减，而维持在一定的浓度范围内，正、负离子数字的比例亦维持在一个平衡常数。

根据国外某文献资料报告，二十世纪初期，地球大气中正负离子的比例为 1：1.2 ，而现代地球大气中正负离子的比例为 1.2：1。仅仅相隔一个世纪，地球大气的正负离子平衡状态发生了逆转的变化，现在的我们的生存环境已经被浓厚的正离子团团围住。我们必须在现代社会活动中遏制和预防正离子的发生量，采取积极有效的措施增加大气环境中的负离子的比例，使我们人类赖以生存的环境条件得到改善。

       3、自然环境的负离子浓度：

大气环境中空气离子浓度受地球环境的物理特性、气候、季节、时间变化及大气中污染物变化所影响。空气离子的浓度、极性、大小是评价环境质量、环境污染程度、天气好坏以及对人类带来哪些影响的重要标尺。

由于各种自然条件和居住环境中激发空气电离的能量不同，大气温度、湿度与气压的不断变化，在各种环境中空气负离子的数值有很大的差异。

例如，日本某文献资料所见身边环境的负离子的检测数值为：

测定场所（“*”为晴天、相对湿度40～60%气候条件）	负离子浓度 （个/cm3）	正离子浓度 （个/cm3）
落雷時的窗边	3,000以上
瀑布（距离10米的位置）*	2,800
木屋房间 *	2,100	1,400
森林	2,000	1,000
公園（有风日）	1,000	500
繁忙的交通道路 *	1,800	2,700
公寓房间 *	1,500	2,200
工业区 *	500	2,000
自然通风的办公室	380
大城市内小河边	270	120
游戏中心	30	40
卡拉OK包厢	5	5
封闭的办公室	0	500