负离子是什么（一）

一、负离子是什么

1、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。

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”。

2、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。

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。

三、不同自然环境对空气负离子浓度的影响

空气负离子(negative air ion，空气负离子)被定义为:“空气分子在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电等作用下发生电离，Z外层电子逃逸变成自由电子，当自由电子与其他中性气体分子结合后，即形成带负电的空气负离子”。

自然界中空气负离子的主要来源有以下三个方面：

第一种来源是电离作用，即如上定义所述。

第二种来源，是水的Lenard效应。自然界中的瀑布、海浪或暴雨等水体在重力作用下形成外加剪切力剥离大水滴形成水雾，水雾从水滴表面脱离时会带上电荷，产生大量空气负离子。

第三种来源，是森林的树木、枝叶的放电以及绿色植物的光合作用形成的光电效应。这会促使空气电解，从而产生空气负离子。

1、城市环境对空气负离子浓度的影响

关于空气负离子与城市环境关系的研究，在发达国家和我国都是研究的热点课题。研究发现，空气负离子浓度高，空气质量就高，人就感觉舒服，对人体健康有益。反之，空气负离子浓度越低，且正离子和负离子的比值越大，空气质量就越差，对人体健康越不利。

城市环境是自然与人工复合的环境，使得城市的空气负离子浓度在时间空间上的分布比较复杂。空气负离子浓度明显的日变化和季节变化受控于不同环境下离子生成率的时间变化。一般，一年四季中夏季空气负离子浓度Z高，冬季Z低。一天中，空气负离子浓度一般表现出双峰曲线。

人们掌握了城市中空气负离子浓度的变化规律后，就能根据规律选择空气负离子浓度高的时段进行日常户外锻炼和户外活动，从而获得Z大的保健效益。

2、海滨环境对空气负离子浓度的影响

海滨环境中，由于海浪冲击海岸和拍打礁石或砂粒引起海水破碎后溅起的水花中产生大量自由电子、小水滴中的电子飞入空气中与氧气结合产生空气负离子;也由于海陆差异产生的海陆风对空气负离子的产生非常有利。

海滨人口居住分散，人口和城市代谢物少，这也有利于空气负离子的生成;加之海滨植物光合作用、放电以及湿地水体的水汽蒸发等综合作用，决定了海滨环境中空气负离子的高浓度。在海滨环境中，人会感觉空气清新，可能和空气负离子的高浓度有关。

3、森林环境对空气负离子浓度的影响

森林是人类居住Z少的区域，森林的树冠、枝叶的放电以及光合作用过程的光电效应会促使空气电解，而且，植物释放的某些挥发性物质也有促进空气电离的作用，这使得森林环境中的空气负离子浓度比较大。

因此，越来越多的人选择森林环境作为健康休闲度假场所。目前，森林空气负离子浓度已成为评价旅游区保健功能的重要指标之一。这为森林旅游资源丰富的区域提出了保持和提升空气负离子含量的新课题，以满足人们不断增长的生态旅游需要。

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