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越来越受到人们的关注。 本文从概念以及其作用等方面阐述了空气负离子与人类健康的密切 关系,并以山东蒙山等地为例,分析了不同地区和林地中负离子的分布特点。 在大气污染日益 加剧,大气质量尚未好转的情况下,到森林等负离子浓度高的地方旅游休闲有益于人们的健 康。 关键词:空气负离子;指标;人类健康 中图分类号:S718.55 文献标识码:A 人类健康离不开新鲜空气。我们呼吸的空气是由氧、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,气体分子不带电(显中性),但在射线、受热及强电场的作 用下,空气中的气体分子会失去一些电子,即所谓空气电离,这些失去的电子又会与其它中性 分子相结合,而得到电子的气体分子带负电,称为空气负离子,空气负离子具有热电性和压电 性,既使在微小的温度和压力变化的情况下,亦能引起负离子之间的电势差,从而使空气进一 步发生电离,空气中,多种气体分子“俘获”电子的能力有强有弱,其中 O2 和 CO2 较强,而 O2 在空气中占 20%多,CO2 仅占 0.03%。因此空气电离产生的自由电子大部分被氧气获得,形成 负氧离子,又称”负离子”。根据大地测量学和地理物理学国际联盟大气联合委员会采用的 理论,空气负离子是 O2-(H2O)n,或 OH-(H2O)n,或 CO4(H2O)2[9]。评价空气的第一指标就是 负离子含量,它的浓度与空气的清洁度密切相关[1～4]。 在自然界中,人们虽然看不见负离子, 但却可以感受到他的存在。像海滩、森林、高山、湖边等处之所以令人心醉,主要依赖于空 气中有较高的负离子。 空气负离子对人的健康非常有益。 雷电过后,产生的大量负离子,使野 外空气格外清新;海浪频繁的涌动也会造成大量的负离子,被海风带到海边,海边空气也一样 会令人心旷神怡。相反,空气中过多的正离子会引起失眠、头疼、心烦、血压升高等反应。 例如狂风飞沙之日,在人群密集,空气污浊的场所,空气正离子骤增。 给人以心烦意乱,头疼疲 乏之感。 因此负离子浓度的高低与人们的健康息息相关,人们时刻需要负离子,尤其在污染日 http://www./ 益严重的今天更显得重要。它不仅能使空气格外新鲜,还可以杀菌和消除异味。当空气中负 离子的浓度较高时,能抑制多种病菌的繁殖,降低血压和消除疲劳,促进人体的新陈代谢,调 节和促进人体的生长发育,因而人们将空气负离子比喻为“蓝色维他命”和“空气长寿素”。 负氧离子的存在会帮助人体回复其正常的平衡,即负离子对于人体的生长发育和防治疾病方 面具有许多积极作用。 (1)改善肺器官功能,改善呼吸系统绒毛的清洁工作效率。 吸入负离子 30 分钟后,肺能增加吸收氧气 20%,多排出二氧化碳 14.5%。可减轻气喘病的痛苦。(2)降低 血压,增强心肌功能。负离子具有明显的降低血压增强心肌功能以及镇痛、改善睡眠、促进 新陈代谢等作用。 (3)具有较高的活性,有很强的氧化还原作用。 负氧离子能破坏细菌的细胞 膜或细胞原生质活性酶的活性,从而达到抗菌杀菌的目的。 (4)使人精神振奋。 负离子能增加 警觉性,增加想象力,提高工作效率。(5)增强免疫系统功能。负离子能减少对寒冷和流感的 过敏,提高身体的天然解毒能力,使激素的不平衡正常化,消除身体上血清基和组胺过多引起 的不安,避免过敏性反应及”花粉症”的产生。(6)其它。负离子对于呼吸道、支气管疾病、 慢性鼻炎、鼻窦炎、偏头痛、更年期综合症、慢性皮肤病等具有显著的辅助治疗作用,使身 体各器官的功能更为有效,且无任何副作用。 1 负离子气象指数 负离子含量(浓度)在乡村、山区、森林及海滨等比城市和居室多。世界卫生组织规定, 清新空气中负离子含量不应低于 1000-1500 个/cm3。按每 cm3 中负离子的个数来划分,大气 中负离子浓度和健康的关系如表 1 所示。 http://www./ 2 负离子分布 2.1 一般分布 由于所处环境温度与压力的不断变化以及负离子的不稳定性,即使同样场所每次测得的 结果也许都会不大相同,见表 2。 2.2 特殊分布 喷泉的开启与关闭状态与空气负离子的浓度有着明显的不同,喷泉开启后产生的水柱在 空中碰撞分裂形成无数细小水珠,在宇宙线、 紫外线等的照射下,产生大量的负离子。 同时其 水珠或水滴对大气尘埃等悬浮颗粒具有清洗作用,减少了空气中凝结核的数量,结果使空气 负离子的生成速率远大于其消亡速率,因此负离子浓度明显增加,远远高于海滨,风景名胜和 疗养地的室外空气负离子浓度[5-10]。根据对上海市区的喷泉进行了连续两年的研究发现, 喷泉开启时,其周围环境中的空气负离子最高瞬间值可达到 7 万个以上,是喷泉未开时的 90～200 倍,而且在一天中任何时间内产生的负离子都没有明显差别[15]。 水珠飘洒的喷泉, 不仅能为城市增添许多灵气,降低周围环境的温度、增加湿度,而且还能产生大量的负离子, 是城市中名副其实的“负离子发生器”。与天然形成的空气负离子相比,喷泉产生的空气负 离子具有一定的局限性。喷泉产生的空气负离子在空气中滞留的时间很短,只有喷泉开启时 才是享用空气负离子的最佳时机。 空气负离子的含量多少不仅与喷泉的大小、 以及人距离喷 泉的远近成正比,而且受风向的影响很大,下风向时空气负离子明显增多,上风向或侧风向时 则低得多,当人们在喷泉边感觉到有水珠扑面而来时,正是空气负离子含量最高处。此外,尽 http://www./ 管喷泉在一天内产生的负离子没有差别,但有季节上的不同,炎热炙人的 7 月产生的空气负 离子最多,而春寒料峭的 3 月则最少。 3 负离子状况实例 3.1 桃源洞 桃源洞为国家重点风景名胜区,位于福建省永安市,景区规划总面积 28.78km2。桃源洞 的空气质量优于国家一级标准。空气中细菌含量极少,珠帘瀑布附近的细菌含量为零。由于 瀑布、流水的喷筒效应和其它因素,公园内空气负离子含量高,特别是从甲水电站沿万阳河、 镜花溪到东坑瀑布,长约 10km,溪河两侧,负离子含量尤其显著,在长达 3km 的牛角垅地带负 离子含量为 13000 个/cm3,珠帘瀑布区高达 64600 个/cm3,为城市市区的几千倍[16]。 3.2 武夷山 武夷山位于福建省武夷山脉北段东南麓,面积 70km2,1979 年武夷山自然保护区被国务 院列为全国 5 个重点自然保护区之一。为定性定量评价武夷山风景名胜区的环境质量,中南 林学院 2002 年 5 月对该区的空气负离子含量、 噪声环境进行了测定和评价[15],结果表明各 项指标均良好,其中空气负离子含量尤其突出,景区内空气负离子水平普遍较高,其浓度平均 值超过 10000 个/cm3 的测点有 10 个,平均值最高的为大峡谷生态区内的青龙瀑布 ,达到 66034 个/cm3,最高值达到 112000 个/cm3;超过 60000 个/cm3 的测点有 3 个。依测点分类表 明,瀑布周围空气负离子含量最高,平均达 52087 个/cm3,其它依次为跌水、溪流、树林、人 工草坪。 3.3 蒙山 http://www./ 中国科学院生态环境研究中心于 1999 年 6 月 11 日～12 日对山东省蒙阴县境内的蒙山 进行了空气负离子、氧气和臭氧含量的监测[17]。结果见表 3 注 : Ⅰ “ - ” 表 示 未 测 。 Ⅱ 空 气 中 负 离 子 : 现 场 使 用 美 国 TSL 公 司 的 ” MODEL3068AEROSOLELECTROMETER”分析仪测定。 Ⅲ氧气:现场气袋采样,实验室用日本产 GC-MS 仪测定,载气为氦气,最小检出量为 1. 43mg/m3。 Ⅳ臭氧:为美国产的臭氧自动分析仪。 Ⅴ3:北京生态中心。 3.3.1 蒙山空气中具有较高的氧气含量。 http://www./ 监测数据中最高为 21.03%,比同期北京中国科学院生态环境研究中心院内高 0.28%。这 对于来此旅游的人员,无疑等于进入天然的氧吧。植物在光合作用时吸进 CO2,放出 O2,它的 光合作用比呼吸作用大 20 倍左右,通常 1hm2 阔叶林在生长季节一天可消耗掉 1kgCO2,放出 0.73kgO2。粗略估算蒙阴县境内森林面积 3676hm2,生长季节每天可产生 O22683kg。植物是 生产氧气的工厂,天然的制氧机,森林则成为天然的大氧吧。 3.3.2 蒙山空气中具有很高的负离子含量。 监测数据中最高为 854167/cm3 个,是同期中国科学院生态环境研究中心院内的 195 倍。 负离子属空气中的小离子,其一般寿命为数秒到数分,平均为 1min。 由于负离子的寿命短暂, 要捕捉到最高浓度有一定的困难。也由于其寿命短暂,检测到最高浓度值可以说明空气质量 好,但检测不到或值较低不能说空气质量不好,此次有几处负离子浓度不高,而氧气含量却很 高就是很好的说明。 3.3.3 蒙山空气中具有适宜的臭氧浓度。 检测到的是最高浓度为 0.12mg/m3。较大浓度的臭氧对人体有害,而稀薄的臭氧反而给 人清新的感觉,闻到轻松愉快。 主要成因是松脂易被氧化而产生臭氧,可以说松林是臭氧的生 产场所之一。 3.3.4 蒙山具有适宜的空气温度和湿度。 监测期间纬度偏高的济南最高气温达 34℃,而蒙山中最高气温为 27℃,且空气湿度大, 最高达 93%。森林可以降低空气温度,是由于树冠可以阻挡太阳辐射,使树下温度降低 3～ 5℃。森林有强大的蒸腾作用,落叶松每年蒸腾水分 437mm,黑松林 282mm。1hm2 阔叶林一个 夏季能蒸腾 2400kg 水分。由于森林上空水分含量高,蒸发水分要吸收大量的热,使得周围的 温度降低。 3.3.5 综合评价蒙山的空气质量很好。 临沂市环境监测站同期对空气中 SO2、 氮氧化物和总悬浮颗粒的监测结果都达到国家一 级标准,结合对氧气、 负离子和臭氧的检测结果,可以认为蒙山空气质量很好。 这与其周围很 少有污染型企业和植被覆盖率高达 85%有很大的关系。 4 检测仪器 http://www./ 空气离子浓度仪是吸引空气(或者带有离子存在的气体)通过带电的平行极化电极板进 行计数空气中的离子(气体)浓度的。 外侧二板保持极化(正、 负)电势。 中间是线性检测器板。 空气的孔隙是 4mm,极化区的电势是 1000V/m。 现在常规的检测空气负离子浓度的仪器有很多 种,以下仅就常用的是美国生产的 AIC1000 进行介绍: 型号:AIC1000 空气流速:200cm3/s 线性速度:40cm/s 离子收集率:大于 65%输出电阻:5x1010Ohms 动力 范围:10 离子/cm3—2000000 离子/cm3 设定时间:大约 10 秒 噪声水平:10 离子/cm3 精度:±25%电池:9Volt 生产地:美国除此之外还有: CNF- 型 空 气 离 子 测 定 仪 ( 石 家 庄 无 线 电 四 厂 ) 。 美 国 TSL 公 司 的 “MODEL3068AEROSOLELECTROMETER”分析仪。 5 结束语 空气中的负离子达到一定浓度时,它和山川湖泊、海滨沙滩、森林草原、奇花异草、珍 禽异兽等自然资源一样,是自然旅游资源的组成部分,但它是看不见、摸不着的自然旅游资 源。加强对空气负离子资源的开发、利用和保护的研究 ,对于提高人类健康具有重要意义, 使它成为生态旅游中不可或缺的部分。 参考文献: [1] 农 钢 , 钮 式 如 . 自 然 环 境 和 一 般 室 内 空 气 负 离 子 状 况 调 查 测 定 . 环 境 与 健 康,1986,3(4):6-8[6]李飞,兰泽民,胡天亮等.峨嵋山疗养区室外空气离子浓度状况测定.中 华理疗杂志,1991,1:22-23[7]石春生.对疗养地自然环境空气负离子分布情况调查.康复与 疗养,1986,3:18[8]冯之华.青岛太平角海滨大气离子测定.中华理疗杂志,1986,1(9):34[9] 李安伯.空气离子研究近况.中华理疗杂志,1988,(2):100-104. 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