标题：空气负离子
简介
定义在物理学中的，我们都知道，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核及围绕其旋转的电子组成，得到电子时显负电性，失去电子时显正电性，我们把正负电子运动现象称为离子现象。在自然状态下，空气分子的极性呈中性，即不带电荷。但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电等作用下，空气分子会失去一部分围绕原子核旋转的最外层电子，使空气发生电离。逃逸原子核束缚的电子称为自由电子，带负电荷。当自由电子与其它中性气体分子结合后，就形成带负电荷的空气负离子。以上是自然现象中产生的负离子，随着人工负离子生成技术的产生和发展。 据新华网[1]和光明日报[2]等媒体报道，目前人工产生的负离子已达生态级负离子时代，可产生易于进入人体的小粒径负离子。  新闻媒体报道的小粒径负离子机
清华大学博导、中科院专家林金明教授所著的《环境健康与负氧离子》一书中如下定义：　空气离子大小不一，按微粒直径大小的不同可分为小粒径负离子（0.001-0.003um）、中粒径负离子（0.003-0.03um）、大粒径负离子（0.03-0.1um）3类；（1纳米=0.000000001米 1纳米=0.0000001厘米 1纳米=0.001微米）其在单位强度（V/m）电场作用下的移动速度称之为离子迁移率，它是分辨被测离子直径大小的一个重要参数。空气离子直径越小，其迁移速度就越快，迁移率与离子大小的关系如图所示。离子迁移率是表达被测离子大小的重要参数。离子运动速度与离子直径成反比，而离子迁移率与离子运动速度成正比，故离子迁移率与离子直径成反比。 
空气离子按体积大小可分为轻、中、重离子三种。轻离子的直径约为0.000001cm，在电场中运动速度较快，为1～2 cm2/V.S中、在自然界中或普通环境中迁移率大于0.4 cm2/(V．s)为小粒径负离子，重负离子的直径约为0.0001cm，在电场中运动较慢，仅为0.0005 cm2/V.S。在自然界中或普通环境中小于0.04 cm2/(V．s)为大粒径负离子，中粒径负离子的大小及活动性介于轻、重离子之间。而其中的小粒径负离子，则有良好的生物活性，易于透过人体血脑屏障， 进入人体发挥其生物效应。目前传统的负离子生成技术无法生成小粒径负离子，只有采用了负离子转换器技术，纳子富勒烯负离子释放器技术才能产生小粒径的负离子。名词解释空气负离子又称负氧离子，是指获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子。空气主要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸气。氮占78%，氧占21%，二氧化碳占0.03%，氮对电子无亲和力，只有氧和二氧化碳对电子有亲和力，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空气中生成的负离子绝大多数是空气负氧离子。它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。自然界的放电(闪电)现象、光电效应、喷泉、瀑布等都能使周围空气电离，形成负氧离子。
概述
技术发展18世纪，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为“离子”，“空气离子”因而得名。 
经历100多年后，J .Thomson第一个以公式方法来表达离子的特性，同时建立了正、负离子的模型，接着Eiseer和Geieel两人证明了离子的存在，即带有正、负电荷的粒子，其粒径略大于分子的直径。1905年Langerin在大气中发现了第二种离子称为Langerin离子或大直径带电粒子，又称为重离子。到1909年A．Pouer发现了第三种离子即中等直径的离子，称之为中离子。到20世纪30年代德国Dessauer开创了大气正、负离子生物的研究。他首先使用了电晕离子发生器，从此形成了关于负离子生物效应的第一次研究高潮，有数以百计的论文，研究和实验报告，证明了负离子对人体有明显的有益作用，而正离子则相反，特别对人的血压和新陈代谢有明显的破坏作用。这些研究由于发生第二次世界大战而终止。美国加州大学的ALbeter Pani Kragan教授和他的研究小组开创了离子生物效应的微观研究与实验，把对空气负离子的研究推向了第二次开发与使用的高潮。Kragan教授做了大量的动植物和人体试验，从人体的内分泌和机体内部循环及各种酶的生成反应等方面去论证负离子是如何影响人体和动植物的，是如何产生各种生物效应的。世界各国许多研究者也在他们各自研究的基础上，进行了以上的试验，认为负氧离子有明显的生物效应。目前国外已开发出不少新型负离子发生器以供实验研究与在空调房间和医疗卫生领域中使用。 
  &amp;amp从1889年德国科学家Elster和Gertel发现了空气负离子的存在，德国物理学家Philip Leonard博士第一个在学术上证明负离子对人体的功效，到1902年Asamas等肯定了空气离子存在的生物意义．1903年俄罗斯学者发表了用空气负离子治疗疾病的论文，相继1932年美国RCA公司Hamsen发明了世界上第一台医用空气负离子发生器，半个世纪以来，空气负离子研究在欧、美、日各国已经历了很长的发展、应用阶段。二十世纪六十年代，日本的医学博士堀口升博士开始致力于负离子的研究，他倡导并建立了“日本全国离子医学研究会”、“日本离子医学行业协会”等组织。在他的影响下，一批医学博士步入了研究行列。他们通过大量的实践、探索、积累，建立了一系列临床模型，逐步形成了这一学科的理论基础，并于1996年研制成功了全球第一台医用负离子治疗仪。堀口 升医学博士历经三十多年研究首创发明的「离子变换器」技术保证了负离子的活性、稳定性、传播距离和还原治疗能力，同时不会产生臭氧和静电等衍生有害物质，经它制造出来的空气负离子与大自然产生的空气负离子（自然界的空气负离子，也就是在身体内起好的作用和还原作用的负离子）相等同。我国自1978年由伊朗的沙啥瓦特博士引进一台电子仪器——生物滤器(biological filter)，即我国负离子发生器的前身；至今空气负离子的研究已经历了80年代初、90年代初两个发展高潮。近代生物医学进展、动物试验研究结果、环境意识的深化及空气离子测试仪器的完善，推动着空气负离子作用机理的研究、空气负离子发生器的生产、应用。直到21世纪初期，中国已经有了属于自己的高端负离子专利技术：负离子转换器技术、纳子富勒负离子烯释放器技术，使得负氧离子在医疗上已成为一种辅助医疗手段，在旅游生态环境评价中空气负离子浓度已列为衡量空气质量的一个重要参数。对于要建立一个舒适的环境，空气负离子存在的效应已带给人们揭开一个新的认识水平。作用科研人员研究了小的负氧离子团对人体的作用，它主要是通过肺部呼吸的三个途径：一、局部的可加速呼吸道上皮纤毛运动；二、体液的进入血液后，放出电荷，作用于细胞、蛋白质，进而氧化、抑制血液中的5-羟色胺；三、反射的刺激内感受器官、神经系统传导、而作用于大脑中枢神经及植物神经系统，其电荷通过血脑屏障，进入脑脊液，直到影响神经功能。因此；负氧离子在医疗上，对早期高血压，闭锁性、痉挛性血管病变、神经衰弱、慢性胃炎、上呼吸道炎症、气管哮喘、萎缩性鼻炎、烧伤、阿夫他口腔炎等，均有疗效。并实验证明空气负离子可降低血中5-羟色胺含量，增强神经抑制过程；有镇静、催眠、降低血压作用，使脑电波频率加快，运动感觉时值加快，血沉变慢，使血液粘稠性降低、血浆蛋白、红细胞血色素增加，使肾、肝、脑等组织氧化过程增强，使肺部吸氧、排出二氧化碳功能增加，减少血糖及肌肉中的乳酸，提高网状内皮层系统的功能，促进体内合成和储存维生素，提高基础代谢，促进蛋白质代谢，加强免疫系统，对保健、促进生物生长、发育有好的功效。
空气负离子浓度与环境、健康密切相关。其有以下主要作用：
1.卫生保健
空气负离子是对人体健康非常有益的一种物质。当人们通过呼吸将空气负离子送进肺泡时，能刺激神经系统产生良好效应，经血液循环把所带电荷送到全身组织细胞中，能改善心肌功能，增强心肌营养和细胞代谢，提高免疫能力，促进健康。人吸入一定浓度的空气负离子能调节神经系统功能，促进血液循环，使人精力充沛，健康长寿。如吸入相当量的空气负离子，还能驱除哮喘、高血压、神经衰弱、肺气肿、冠心病等疾患。由于这种负离子对机体的明显作用，故它将成为一项重要的室内卫生状况的评价指标。
2.保护环境
由于环境污染产生了大量的正离子，而负离子数在明显减少，人们希望改善居室和工作环境的空气质量，享受到大自然浓度的空气负离子。人体的自然防卫只能对付大颗粒的烟尘，而对低于1～ 2μm的颗粒就无能为力了。因而这些微粒能顺利进入肺内而引起各种疾病。负离子纤维中的负离子在空气中呈“Z”字形移动，很容易给细菌、灰尘、烟雾微粒以及水滴等输送负电荷，电荷能中和空气中的尘埃、细菌、病毒等物质，与这些微粒聚集成球后落到地面，使污浊空气转化成新鲜清净的空气，从而净化空气。
3.保鲜效果
乙烯能使水果及蔬菜的鲜度降低，而矿物离子可通过吸附乙烯防止鲜度降低。
4.促进植物生长
低水平的放射线可释放与生长有关的水分子与氢的结合，缩小水珠，促进植物的生长。[3]产生自然界中空气正、负离子是在紫外线宇宙射线、放射性物质、雷电、风暴、瀑布、海浪冲击下产生，既是不断产生，又不断消失，保持某一动态平衡状态。同时；因地面对于大气电离层形成的静电场，地面为负极，结果；空气负离子受地面排斥，空气正离子则受地面吸引，所以，在一般情况下，地表面正离子多于负离子，正、负离子浓度比值常大于一，正、负离子浓度各为400-700个/立方厘米左右。 
山林、树冠，叶端的尖端放电，及雷电，瀑布，海浪的冲击下，形成较高浓度的小空气负离子，使空气清新，使人心旷神怡。而人烟稠密的大都市、工业污染地区、密闭的空调间，所产生的污染物及污染物的液体、固体和各种生物体与空气形成的气溶胶，使大量的小空气离子结合成大离子而沉降、失去活性，及使小的空气负离子浓度降低，并出现正、负离子很不平衡状态，而令人感到不适，甚至头昏、头痛、恶心、呕吐、情绪不安、呼吸困难、工作效率下降，以至引起一些症状不明的病变。因此，以人造空气负离子提高环境中空气负离子浓度，以维持其适当的正负离子平衡，而改善空气环境质素，日益受到人们关注。
同时已注意到人造空气负离子对消除悬浮在环境中的10微米以下的飘尘、及消除各种有毒、有害的气溶胶，抑制细菌、霉菌，有其独到之处；其简易、经济可行是其它一切超净过滤装置及所有净化过程不可比拟的。空气负离子发生器的生产厂家，近年来增长很快。80年代产品多是简单的负离子发生器，近年来的产品已是着眼于制成对空气具有清新、除臭、杀菌、及保鲜、改善环境，与治疗疾病的功能。如加有活性碳的吸附、过滤材料、静电除尘装置，有的加风扇，有的加湿、加香味，有的加计时，有的加转动功能。使用电源有交、直流电源，可分别用于室内、车内环境。发射空气负离子装置多以电晕放电为主。而放电电极有开放式电极及封闭式电极之分，开放式电极的电场对环境有一定影响，其放电电压为3KV至10KV上下，产生的空气负离子浓度，以30公分距离测定，一般可达106个/立方厘米，浓度高的可达107个/立方厘米，臭氧浓度多数符合环境卫生标准。负离子发生器装置因放电材质不同，在功能也有一定差别。目前的高压电晕放电装置从金属针发展到陶瓷针，都具有高浓度、工作稳定的特点，但由于陶瓷具有耐腐蚀、抗静电等特点，因此寿命更长，具有更高的工艺价值和应用前景。医疗对于医疗用途的负离子发生器，其臭氧浓度指标应比环境卫生标准有更严格的要求。空气负离子使用的发射电极，近年来已使用导电纤维代替沿用的针状电极其效果比沿用的针状电极产生的负离子浓度高，而无臭氧产生。这种新材料的使用，使得可选用较低的发射电压，而获得较高浓度的空气负离子，并减轻了高压电场对人体、物品的干扰，预料将会给人造空气负离子的开发、使用，带来更美好的前景。
空气离子发生器的检测，是空气负离子研究，开发，应用很重要的一部份。目前从使用性能上，以鉴定其产生的小的空气负离子浓度、臭氧浓度为主。在这方面，广州市环境保护科学研究所于1983年引进了美国的空气离子浓度测定仪，这是我国引进的第一台空气离子测定仪，早期曾为国产的空气离子测定仪进行校核，并完成过潜艇水下航行中离子浓度的测定、国家森林公园的空气离子浓度测定，目前正承担着许多生产负离子发生器厂家的产品测试任务。
展望空气负离子的研究，将会在大环境的净化空气、治理开放性尘源、消除笼罩着大都市的烟雾、消除危害人们最严重的有毒的气溶胶、与生物、医疗效应方面，发挥它更大的作用。健康功效负离子对人体健康的功效因人而异，很难有一个准确的量化标准，而且对于不同的个体所起的作用也有差异。负离子主要通过两个渠道进入人体：一是通过皮肤，每一个负离子的大小只有1－3个纳米，所以细小的负离子可以直接通过细胞的间隙进入人体，人体的正常运转是需要生物电的，负离子能轻松进入细胞为人体“充电”；二是通过呼吸道，负离子可以通过与灰尘、细菌、微生物等有毒有害物质的结合，发生物理上的中和反应后下沉到地面或附着在墙面上，调节空气质量，并会随着空气进入人们的呼吸道。
环境中的负离子如果达到一定的量，的确会对身体有保健作用，如能调节人体的生理机能、消除疲劳、改善睡眠，还能预防感冒和呼吸道疾病、改善心脑血管疾病症状等等，可以说它对人体起到的保健作用是全方位的。但是负离子要发挥保健功能必须达到一定的含量，世界卫生组织公布的标准是每立方厘米含有1000个以上的负离子才是对人体有益的，但经过调研发现，以北京闹市区西单路口为例，每立方厘米的负离子含量平均只有几十个，最多时也只有一两百个。邵教授还表示，她曾应消费者的请求对消费者购买的负离子家电进行过检测，结果发现，很多产品虽然能够制造负离子，但量很小，有的只能在风口边上检测到，可是离风口10厘米就检测不到了，这样的产品几乎没有什么用。
面对众多的负离子产品，邵海荣教授认为，由于普通消费者没有专业的负离子测量仪器，不太容易判别负离子产品的真伪。另外，一些所谓的负离子产品所产生的负离子量根本达不到健康标准，所以在购买时应选择正规厂家的正规产品，并要了解该产品采用了什么原理，还要看是否有相关认证，以免被假冒伪劣产品所蒙骗。 
空气负离子与生态旅游：空气负离子浓度高低与人们的健康息息相关，负氧离子含量的高低和分布已经成为生态环境的重要指标之一，它对于开发生态旅游具有重要的指导意义。
目前，我国浙江、广东、重庆等多个省市和地区的气象部门均建立了大气负离子观测网和大气负离子气象预报机制。通过空气负离子自动测量系统监测不同类型区域的大气中负离子浓度的变化情况，开展不同时空尺度、不同下垫面、不同天气过程、不同季节负离子浓度分布特征研究，实现从大气负离子浓度数据采集、传输、处理、发布的全部自动化、智能化，为建设生态城市环境提供依据。空气负离子被誉为“空气维生素”，被视为支撑宜居城市与宜居社区第一要素。2009年亚太环境保护协会APEPA、中国城市竞争力研究会、中国西部杂志社分别在香港、成都联合发布了“中国高负离子城市美誉榜”，四川省社科院、省新闻出版局等部门及成都各新闻媒体近百人士出席了发布会。2010年第41届世博会首次在中国上海市举行，上海世博会联合国馆、广东馆、宁波馆等多个场馆都采用了目前世界上最先进的负离子发生技术，运用赛路美负离子技术产生的等同于大自然负离子为世博营造了一个健康舒适的观展环境。中国工程院院士侯立安在谈上海世博会环保技术的应用时指出，这种前瞻性的森林式自然生活理念代表着城市未来发展方向。2011年西安世界园艺博览会在园区灞上人家区域设立了展示负离子技术与人体健康的展馆，并建立了世园气象站进行负离子监测，对园区空气质量进行分析跟踪。
作用机理
生病机理生命体的酸性、氧化是除遗传因素之外的各种现代疾病产生的根源。
机理之一：现代社会生命体因长期精神紧张、不安而引起中枢性，末梢性交感神经持续紧张，末梢循环血液障碍，自由基产生量增加，从而导致细胞内外的酸性氧化亢进；
机理之二：劳累过度，乳酸蓄积之后引起肌肉紧张，肩膀疼痛，头痛，失眠等症状，是因正离子而引起的细胞的氧化，降低激素分泌，免疫功能，以及体液循环，加快老化，致使组织细胞的衰退；
机理之三：地球生态环境的破坏，紫外线的增强、电子产品的电磁波、静电的环境、等负离子量明显减少，从而助长生命体的酸性和氧化；
机理之四：酸性食品的过度摄入，产生自体内的有毒的活性氧（自由基）等致使细胞加剧了氧化。治疗机理负离子治疗而产生显著疗效的机理可归纳为以下五个方面：
1、提高抵御癌细胞活性的自然杀手NK细胞的功能，抑制癌细胞的生成与变异；
2、抑制血清胆固醇的生成，净化血液，使巨噬细胞活化，防止脂质沉积于血管壁；
3、抑制无色三烯的生成，使机体不易引起过敏或发炎症状；
4、抑制肾上腺素的产生，使末梢血管扩张，改善血液循环，维持血压的稳定； 
5、防止引起动脉硬化或肝脏功能障碍的首要因素----过氧化脂的产生。疗效医学研究表明：对人体有医疗保健作用的是小粒径负离子。小粒径的负离子更加易于透过人体的血脑屏障，发挥其生物效应。大粒径负离子对人体的医疗保健作用一般，大多用于空气净化领域，起到除尘降尘作用。据光明日报和新华社报道应用负离子转换器和纳子富勒烯负离子释放器技术，可以生成等同于大自然的生态负离子，即小粒径负离子。各种各样的实验已证明了赋予生命能量的负离子，在临床实践中获得的惊人疗效：
1、使各组织细胞活化、增强免疫力，对于维持人体健康具有极大的作用；
2、使细胞新陈代谢旺盛、提高其自然治愈力，防止细胞老化、创造年轻的身心;
3、使体内蓄积的废物或毒素及造成神经、肌肉疼痛等原因的物质----弱酸被迅速分解掉，从而消除疼痛及疲劳；
4、中和正离子并使其还原，能够消除肌肉紧张、减轻精神压力，对于失眠症具有超乎寻常的效果；
5、恢复血管的弹性，促进毛细血管微循环的顺畅，改善肢端冷感症；
6、使细胞活化、改善过敏体质、强化身体的抵抗力、根治异位性皮肤炎；
7、及时排除皮肤内的废物，促进皮肤细胞活化，对于美容具有超群的疗效；
8、使酸性化的生物体变成弱碱性，促进细胞组织的胶原蛋白生成，并分解、燃烧糖，因此对于糖尿病具有惊人的效果。
浓度
介绍负离子是相对于正离子而言的一种宇宙能量。负离子不但能中和正离子、抑制正离子对人类健康的危害，而且对人类的健康还具有惊人的积极作用。
在自然状态下，空气分子的极性呈中性，即不带电荷。但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电等作用下，空气分子会失去一部分围绕原子核旋转的最外层电子，使空气发生电离。逃逸原子核束缚的电子称为自由电子，带负电荷。当自由电子与其它中性气体分子结合后，就形成带负电荷的空气负离子。一般自然状态下，森林、瀑布、海洋及矿藏较丰富的地方产生的负离子浓度较高。浓度分布大气负离子在自然生态环境中的浓度分布如下：单位：每立方厘米
环境场所
浓度分布
环境场所
浓度分布 
森林瀑布
10000-20000
城市公园
200-1000
高山海边
5000-10000
街道绿化地带
400-600
乡村田野
1000-5000
楼宇办公室
100-400
公园
400-1000
城市房间
40-50
旷野郊区
100-1000
工业开发区
0
以上数据由台湾科技大学叶正涛教授收集整理。表中负离子浓度单位：个/cm3关系度大气中负离子与人类健康关系度:人体具有自然痊愈力 杀菌、减少疾病传染 增强人体免疫力、抗菌力 增强人体免疫力、抗菌力 增强人体免疫力、抗菌力 改善身体健康状况 诱发生理障碍头痛失眠等 易发各种疾病 
注：（表中的数据由台湾科技大学叶正涛先生收集整理）影响作用在自然生态环境中，如同万物生长离不开阳光、空气和水一样，人类健康同样离不开负离子。理论上讲，存在于自然界的负离子与正离子是等量的。由于人类无视自然生态的平衡，忽视可持续发展的自然规律，短期行为和功利主义等导致人类生存环境的严重破坏，使正负离子比例严重失调。空气中大量的病毒、细菌、有害物质、有害气体及含有多种成分的尘埃，它们都带正电荷，随空气浮游在人们周围，是诱发各种疾病的根源。空气中大量对人体有害的物质，唯有负离子能够与其相遇、聚合后坠落，使其失去活性。
现代工业大量废气排放造成地球大气层的破坏，全球气候变暖，温室效应，冰川融化，海平面升高，各种自然灾害加剧；有害物质过量排放，使空气、土壤、水源污染；每一、两年一次的大规模因细菌、病毒引起的流行病肆虐等等，严重困扰着人类的健康。
现代文明给人类带来物质享受，从根本上改变了人类原先的生活方式和习性，同时也给人类带来了大量的负面影响。营养过剩造成各种代谢紊乱，体内毒素排泄受阻，诱发心脑血管疾病；室内四季温控的环境使螨虫、蚜虫、孢子类及各种细菌、病毒大量繁殖，浮游在空气中通过呼吸道进入人体内；现代化的家具、室内装饰、装潢材料夹带着甲醛等有害致癌物质侵蚀着人的健康。
现代病的症状名目繁多，有无名发烧、肢体器官酸胀、疼痛、疲倦乏力、头昏眼花、情绪波动起伏、神经衰弱失眠、内分泌失调、新陈代谢紊乱、心脑血管疾病、癌症等。现代病正吞噬着人们的健康，使人们处于亚健康状态。然而现代医学又往往对其束手无策。
人类要具备抵抗各种病毒、细菌的防疫能力，创造健康的体魄，最重要是增强自身自然免疫力及对各种疾病的自然治愈力，使荷尔蒙生理作用旺盛。宇宙能量中的负离子作用于人的生物体，可以发挥强大效果。负离子能改善自然生态环境，净化空气；可以调节人类机体内在的生物节律，抑制老化；使肝肾功能、肠蠕动功能活化；使血液、体液的PH值呈弱碱性，促进体内废物、毒素的排泄；改善脂质、糖代谢；促进吸收消化，产生代谢激素及维生素；活化NK细胞，抑制有害菌、病原菌的增殖，防止感染。因此，负离子被誉为“人类生命的维生素”。
社会认知
1998年9月，时为生态学硕士研究生的吕健，以定性定量分析的化学素养，识别其导师中南林学院教授吴楚材对森林生态环境空气质量测定与评价的二十多项指标，选择“空气负离子、植物精气、空气中微生物含量”三项指标作为新鲜空气质量测定与评价指标，并在中国第一个自然保护区——广东省鼎湖山世界生物圈保护区作森林空气质量测定与评价。1998年12月，该评价报告发布后，经媒体广泛报道让人们认识到鼎湖山森林环境是人类最佳的生存环境，同时，刺激了国内主要空调机制造商为了克服“空调综合症”新创“负离子空调机”而强劲推出相关广告，把看不见、摸不着的“空气负离子”作为生态健康环境表征物，进入社会大众视野，从而引发轰动全国的“空气负离子”效应，及“天然氧吧”的生态旅游产品。