基本介紹
- 中文名：負氧離子
負氧離子簡介,現狀,定義,醫療保健原理,現代醫學原理,空氣最佳化原理,產生原理,鑑別,抗氧化性,核心技術,監測進展,存在情況,國家標準,氧化物,超氧自由基,濃度低時作用,
負氧離子簡介
空氣是混合物，由多種分子構成，由於自然界的宇宙射線、紫外線、土壤和空氣放射線的影響，空氣中的有些分子就釋放出電子，陰離子。空氣分子在高壓或強射線的作用下被電離所產生的自由電子大部分被氧氣所獲得，因而，常常把空氣負離子統稱為“負氧離子”，負氧離子帶負電，它無色無味。
現狀
以北京地區為例，室外的PM2.5平均達到130-200微克每立方米，當pm2.5上升到200微克每立方米的時候，呼吸系統疾病和心血管系統的疾病死亡率會增加14%到26%。在中國每一年，因為大氣污染而死亡的人數高達50萬人，更可怕的是室內和車內的空氣污染致病程度更是高於室外5-8倍。人長時間處於霧霾和各種空氣污染中，可引起過敏性疾病的發生。
根據醫學資料顯示，空氣負氧離子被譽為空氣中的維生素，能降解中和空氣中的有害氣體。調節人體生理機能、消除疲勞、改善睡眠、預防呼吸道疾病、改善心腦血管疾病、降血壓、增進人的食慾、增強皮膚彈性。
定義
負氧離子定義
長久待在都市密閉房間內，人們會覺得頭昏腦漲，當來到森林海邊、瀑布等地方的時候，我們會覺得神清氣爽，這就是空氣負離子的作用。空氣負離子也叫負氧離子，是指獲得多餘電子而帶負電荷的氧氣離子。它是空氣中的氧分子結合了自由電子而形成的。自然界的放電（閃電）現象、光電效應、噴泉、瀑布等都能使周圍空氣電離，形成負氧離子。負氧離子在醫學界享有“維他氧”、“空氣維生素”、“長壽素”、“空氣維他命”等美稱。
在化學中，我們都知道，物質是由分子和原子組成的，分子是由原子構成的。原子是由原子核及圍繞其旋轉的電子組成，得到電子時顯負電性，失去電子時顯正電性，我們把正負電子運動現象稱為離子現象。在自然狀態下，空氣分子的極性呈中性，即不帶電荷。但在宇宙射線、紫外線、微量元素輻射、雷擊閃電等作用下，空氣分子會失去一部分圍繞原子核旋轉的最外層電子，使空氣發生電離。逃逸原子核束縛的電子稱為自由電子，帶負電荷。當自由電子與其它中性氣體分子結合後，就形成帶負電荷的空氣負離子。以上是自然現象中產生的負離子，隨著人工負離子生成技術的產生和發展，據新華網和光明日報等媒體報導，目前人工產生的負離子已達生態級負離子時代，可產生易於進入人體的小粒徑負離子。
小粒徑負氧離子標準定義
空氣的正、負離子，按其遷移率大小可分為大、中、小離子。對人體有益的是小離子，也稱為輕離子，其具有良好的生物活性。只有小離子或小離子團才能進入生物體。
空氣中的生態級負離子
空氣中的生態級負離子空氣的正、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0.4c㎡/（V`s）為小離子，小於0.04/（V`s）為大離子，介於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。而其中的小負氧離子、或稱之為小負氧離子團，則有良好的生物活性。
離子在單位強度（V/m）電場作用下的移動速度稱之為離子遷移率，它是分辨被測離子直徑大小的一個重要參數。空氣離子直徑越小，其遷移速度就越快。離子遷移率是表達被測離子大小的重要參數。離子運動速度與離子直徑成反比，而離子遷移率與離子運動速度成正比，故離子遷移率與離子直徑成負比。
生態級負氧離子的標準定義
生態級負離子是一種等同於大自然的空氣負離子，是一種直徑較小的小粒徑負氧離子，也叫輕離子或小離子，具有活性高、遷移距離遠的特點。
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。
醫療保健原理
主要是因為負離子具有抗氧化(還原性)防衰老的突出作用，而負離子的抗氧化性(還原性)是一種基本化學原理，化學反應就是電子層上電子的交換，失去電子叫氧化，得到電子叫還原，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。因此負離子帶有負電位，即有多餘的電子，可以補充給老化細胞或血球電子。從而實現抗氧化防衰老，消減自由基的作用。負氧離子就是獲得多餘電子的氧離子。在生物體內，脂質的電子被搶奪，會氧化成老年斑;蛋白質的電子被搶奪，細胞功能將失常;基因的電子被搶奪，就會得癌症。在生物體內，這種搶奪電子的物質被稱為“自由基”，從量子醫學層次講，電子被搶奪是萬病之源。同樣，鐵生鏽，石頭風化，植物腐爛，都是氧化的結果。負氧離子帶有負電位，即有多餘的電子，電子補充給自由基後，自由基被還原即消除了自由基，而自身轉變為氧分子O2。
現代醫學原理
空氣負離子對整個機體的作用主要是通過呼吸系統，經神經反射和體液機制實現的，同時空氣負離子對皮膚末梢神經感受器的影響也有一定的作用。空氣負離子是非常小的質點，易於隨呼吸抵達肺的深部。呼吸道黏膜分布著廣泛的神經末梢，空氣負離子進入呼吸道後，通過機械或電荷的刺激，引起呼吸道和肺內迷走神經感受器興奮，衝動可傳到延腦迷走神經核和呼吸中樞，興奮進一步擴散還可影響延腦血管運動等重要生命中樞，引起相應的各種生理反應。
空氣最佳化原理
負氧離子也稱做負離子，對人體健康非常有益。負離子是空氣中帶負電荷的離子總稱，由於帶負電的氧氣所占的比重最大，所以習慣上稱為負氧離子。世界衛生組織規定：清新空氣中負氧離子標準濃度應大於1500個/cm3。生態級負離子可以主動出擊捕捉空氣中帶正電的小粒微塵，使其凝聚而沉澱，有效除去空氣中的顆粒污染物，生態級負離子對空氣的淨化作用是源於負離子與空氣中的細菌、灰塵、煙霧等帶正電的微粒相結合，並聚成團降落而達到空氣淨化的目的。
當室內空氣中負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。對可入肺顆粒物PM2.5效果極佳。所以在含有高濃度小粒徑負離子的空氣中，PM2.5中危害最大的直徑1微米以下的微塵、細菌、病毒等幾乎為零。
產生原理
負離子的產生原理主要有以下幾種：
1．大氣受紫外線，宇宙射線，放射物質，雷雨，風暴，土壤和空氣放射線等因素的影響發生電離而被釋放出的電子經過地球吸收後再釋放出來很快又和空氣中的中性分子結合，而成為負離子，或稱為陰離子。自然界的負離子（也就是在身體內起好的作用和還原作用的負離子）有很大的抗氧化效果與還原力。
具有污染物收集器的負離子生成機
具有污染物收集器的負離子生成機2．瀑布衝擊，細浪推卷暴雨跌失等自然過程中水在重力作用下，高速流動，水分子裂解而產生負離子。物質分子形態轉換過程。
3．森林的樹木，葉枝尖端放電及綠色植物光合作用形成的光電效應，使空氣電離而產生的負離子。
4．部分地殼岩石能夠釋放出一定的負離子。
5．通過人工負離子生成技術產生空氣負離子。據新華網和光明日報等媒體報導，目前最新負離子轉換器技術、具有污染物收集功能的生態負離子技術產生的負離子已達生態級，該生態級負離子即是易於進入人體的小粒徑負離子。
鑑別
1、儀器檢測：由於小粒徑的負離子具有活性高、遷移距離遠的特點，所以可以通過看負離子的遷移距離來鑑別，具體操作如下：取負離子產品一台，在沒有風機外吹的情況下，用負離子檢測儀檢測，只能在負離子發射口15-30公分處檢測到負離子，在1米以外的地方就檢測不到的屬於大粒徑的負離子。在3-4米的地方仍然能檢測到負離子的屬於小粒徑負離子。特別要注意的是，必須是在沒有風機外吹的情況下檢測，其結果才準確、可靠。
2、效果實驗：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能透過人體的血腦屏障，發揮其生物效應。由於小粒徑的負離子容易進入人體，因此可以通過實驗看負離子是否快速進入人體來確定。專家們通過實驗研究發現，剛進入人體還未來得及被人體轉化吸收的負離子可以通過電導率極高的納米級碳素(富勒烯)尖端電極釋放出來。因此可以通過一個實驗裝置將進入人體的負離子釋放到充滿煙霧的玻璃瓶或玻璃杯里，如果能快速清除煙霧，就證明生成的是小粒徑負離子。實驗方法：使人在負離子發射視窗吸入負離子，同時用手觸碰實驗裝置的尖端電極的一端，尖端電極另一端放在充滿煙霧的玻璃瓶或玻璃杯里。如果能快速清除煙霧，就證明生成的是小粒徑負離子。
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。
抗氧化性
負離子的抗氧化性是一種基本化學原理，化學反應就是電子層上電子的交換，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。負離子帶有負電位，即有多餘的電子，可以補充給老化細胞或血球電子。氧離子帶有負電位，即有多餘的電子，電子補充給自由基後，自由基被還原即消除了自由基，而自身轉變為氧分子O2。
核心技術
1.負氧離子採集技術
是採用巴西進口晶體級寶石帶有永久性的天然材料，經精選、提純後納米有機矽包膜處理，最終生成可長效釋放負氧離子的材料。運特負氧離子釋放量為2410個/cm3·S。
2.負離子轉換器技術（專利號：2010101677961）
負離子轉換器
負離子轉換器負離子轉換器技術可以將人工生成的負離子轉換成等同於大自然的小粒徑負離子。小粒徑負離子活性高、遷移距離遠，可在4—5米的範圍內形成負離子浴環境，無需安裝風機，真正實現了“零”噪音。
3.納子富勒烯負離子釋放器技術（專利號：2010202632997）
富勒烯是採用納米技術製造的電觸媒材料，是一種接近超導的材料，電阻幾乎等於零。在電離子通過該材料時，會產生強大的共振效應，因此極利於電離子的游離析出，所以不像傳統的離子釋放材料(普通碳纖維金屬等)需要很強的電流。只需比較微弱的電流即可釋放大劑量、高純度的負離子。可在空間形成純淨的生態負離子浴環境。同時沒有臭氧、超氧化物、氮化物、輻射等衍生污染物產生。是與大自然最接近的生態級負離子生成技術。
納子富勒烯負離子釋放器
納子富勒烯負離子釋放器4.生態負離子生成晶片
生態負離子生成晶片是一種利用壓電變壓器升壓產生與自然界空氣負離子一樣的生態負離子生成晶片，包括外殼及灌封在殼內相互連線的直流負高壓生成裝置和離子變換器，以及與晶片連線的殼外富勒烯負離子釋放電極。直流負高壓生成裝置包括壓電變壓器、壓電變壓器驅動電路模組和整流模組。其中，壓電變壓器為長方體壓電陶瓷壓電變壓器，可以抑制和消除傳統的負離子發生器採用的線圈型變壓器產生正離子等不利影響，減小負離子發生器的體積和厚度。離子變換器是負離子轉換器的升級版，其實質是套用於負離子發生器的脈衝頻率增強器。
監測進展
負氧離子是空氣新鮮度和評判當地人居環境質量的正向指標，是森林、濕地等自然生態系統的重要生態服務產品之一，與生態環境保護、民生生活質量密切相關，是各級政府和公眾社會關注的熱點之一。在2013年9月國家林業局發布的《推進生態文明建設規劃綱要（2013-2020）》中，將空氣中負氧離子含量作為生態文明建設的重要指標之一。通過負氧離子監測能很好的反應反映空氣、人居環境質量和生態建設為社會提供生態產品的價值。
2014年，國家林業局和中國氣象局聯合啟動開展全國空氣負氧離子濃度監測工作，由國家林業局調查規劃設計院及國家氣象局大氣探測中心聯合承擔。國家林業局調查規劃設計院編制完成了《全國空氣負氧離子監測初步方案》，按照工作安排，將選擇湖北十堰、山西朔州、重慶南川、江西上饒、廣西桂林、浙江麗水、河北張家口等7個城市聯合開展大氣負離子監測研究工作。
2014年7月，由國家林業局和中國氣象局相關人員組成的技術專家工作組，赴試點第一站——河北張家口進行實地調研大氣負離子監測情況，就大氣負離子監測站點的選址、操作規範等問題進行商討，為後續有序推進空氣負離子監測研究工作奠定堅實基礎。
存在情況
氣象專家認為，像北京這樣的大城市，屬於大陸性氣候，空氣中負氧離子比海洋性氣候地區少，加之空氣污染比較嚴重，空氣中負氧離子容易被煙霧、塵埃、病菌、汽車尾氣等污染物吸附而消失，室內通風不良和污染，負氧離子就更加缺乏。為此，人們冬季生活在室內，應注意每日常開窗戶通風換氣，空氣流通有利於增加負氧離子量。久居鬧市區的居民應該經常到郊區田野、海濱、森林公園等，特別是到有瀑布流泉飛濺的風景區進行“空氣浴”，這樣才能更有利於人體的身心健康。
國家標準
2016年01月，國家林業局2016年第1號公告正式批准發布了空氣負氧離子的兩項（《空氣負（氧）離子濃度觀測技術規範》（LY/T 2586-2016）和《空氣負（氧）離子濃度監測站點建設技術規範》（LY/T 2587-2016）兩項行業標準）國家行業標準。
標準實施時間：2016年6月1日
標準管理單位：本標準由國家林業局提出並歸口。標準草單位為國家林業局調查規劃設計院。
標準主要內容：
《空氣負（氧）離子濃度觀測技術規範》（LY/T 2586-2016）主要內容包括：空氣負（氧）離子濃度觀測原則、監測場編碼方案、監測設備性能要求、數據採集傳輸方式、數據記錄標準、數據處理方法、濃度等級劃分、成果發布形式和監測系統維護等。
標準發布意義：
兩項標準的發布，有效地解決了當前空氣負（氧）離子觀測設備性能不統一、觀測方法不一致、監測成果可信度不高等問題，填補了國內空氣負（氧）離子濃度監測技術規範的空白，對推動全國空氣負（氧）離子監測工作標準化的開展具有重要意義。
氧化物
在一些金屬氧化物中，氧原子獲得兩個電子後以氧離子（
）的形式存在。其中包括氧化鈉（
，白色固體，不燃，具腐蝕性、強刺激性）、氧化鈣（CaO，又稱生石灰，白色粉末，具有吸水性）、氧化鐵(
，鐵鏽的主要成份)、氧化鋁（
，白色無定形粉狀物，俗稱礬土）等。
超氧自由基
超氧自由基（superoxide anion radical，
）儘管也是帶負電荷的氧分子，卻是公認的健康殺手。例如Sohal RS和Weindruch R.教授的研究結果表明，不同物種的壽命同線粒體產生超氧自由基以及過氧化氫的速率成反比。該研究結果發表在《科學》雜誌上。在超氧自由基里，兩個氧以單鍵相連，因此反而缺少電子而有氧化性。很多科普文獻都沒有給出負氧離子的離子式，而是將負氧離子模糊地定義為帶負電荷的氧分子，或者直接宣稱負氧離子就是 而沒有講清楚其結構（沒能區分氧氧雙鍵和氧氧單鍵），這樣就將超氧自由基錯誤地歸結於負氧離子的一類，得出了負氧離子是公認的健康殺手的錯誤結論。這是科研和科普工作者以及讀者都需要注意的問題。.
濃度低時作用
有人把負離子稱為“空氣維生素”，並認為它像食物的維生素一樣，對人體及其他生物的生命活動有著十分重要的影響，有的甚至認為空氣負離子與長壽有關，稱它為“長壽素”。 空氣中負離子的多少，受地理條件特殊性影響而含量不同。公園、郊區田野、海濱、湖泊、瀑布附近和森林中含量較多。因此，當人們進入上述場地的時候，頭腦清新，呼吸舒暢和爽快。進入吵雜擁擠的人群，或進入空調房內，使人感覺悶熱、呼吸不暢等。
環境保護作用
空氣中負離子濃度是空氣品質好壞的標誌之一，世界衛生組織對清新空氣的負離子標準濃度也進行了相關規定。我國也將負離子納入了氣象監測系統，在空氣環境保護等領域有廣泛套用。目前，我國浙江、廣東、重慶等多個省市和地區的氣象部門均建立了大氣負離子觀測網和大氣負離子氣象預報機制。通過空氣負離子自動測量系統監測不同類型區域的大氣中負離子濃度的變化情況，開展不同時空尺度、不同下墊面、不同天氣過程、不同季節負離子濃度分布特徵研究，實現從大氣負離子濃度數據採集、傳輸、處理、發布的全部自動化、智慧型化，為建設生態城市環境提供依據。空氣負離子被譽為“空氣維生素”，被視為支撐宜居城市與宜居社區第一要素。2009年亞太環境保護協會APEPA、中國城市競爭力研究會、中國西部雜誌社分別在香港、成都聯合發布了“中國高負離子城市美譽榜”，四川省社科院、省新聞出版局等部門及成都各新聞媒體近百人士出席了發布會。2011年西安世界園藝博覽會在園區灞上人家區域設立了展示負離子技術與人體健康的展館，並建立了世園氣象站進行負離子監測，對園區空氣品質進行分析跟蹤。
空氣維生素
被譽為“空氣維生素”的負氧離子有利於人體的身心健康。它主要是通過人的神經系統及血液循環能對人的機體生理活動產生影響。負氧離子能使人的大腦皮層抑制過程加強和調整大腦皮層的功能，因此能起到鎮靜、催眠及降血壓作用；負氧離子進入人體呼吸道後，使支氣管平滑肌鬆弛，解除其痙攣；負氧離子進入人體血液，可使紅血胞沉降率變慢，凝血時間延長，還能使紅血胞和血鈣含量增加，白細胞、血鈣和血糖下降，疲勞肌肉中乳酸的含量也隨之減少。負氧離子能使人體的腎、肝、腦等組織的氧化過程加強，其中腦組織對負氧離子最為敏感。
大氣維生素
人一進公園，就會覺得心曠神怡除了視野開闊外，一個很重要的原因是這裡空氣清新，有豐富的負氧離子。“都知道維生素對人體很重要，其實空氣里也有維生素，這便是負氧離子。”，負氧離子含量高的地方，一般也是長壽老人比較多的地方，如上海的長興島、橫沙島。可對於城市人來說，吃幾粒維生素片容易，呼吸到富含負氧離子的空氣卻很難。
城裡人待得最多的地方——城市房間裡的負氧離子濃度是每立方厘米100個，樓宇辦公室里的濃度甚至低到每立方厘米40 ~50個（根據世界衛生組織劃定的標準，清新空氣的負氧離子含量為每立方厘米空氣中不低於1000~1500個）。這些空氣往往容易誘發頭痛失眠等不適。很多都市白領工作一天之後感到頭昏腦脹，就和空氣不夠“營養”有一定關係。而森林和瀑布地區、高山海邊和公園裡的“大氣維生素”含量很豐富，分別能達每立方厘米10000 ~20000個、5000 ~10000個和400 ~1000個。范吉平說：“負氧離子能促進人體新陳代謝、預防流感、增強機體抗病能力。”
長期居住在城市裡的人儘量多去戶外活動，走近有流水、森林（特別是松樹等針葉林）的地方補充“大氣維生素”。實在沒有時間，至少在家附近的林蔭道里多待會兒，因為這裡的負氧離子能達200 ~400個，比房間裡高出好幾倍呢。
使腦組織的氧化過程力度加強
治療疾病
（3）、改善肺功能：吸入負離子30分鐘後，肺能增加氧氣吸收量20%，而多排出14.5%二氧化碳。
（4）、改善心肌功能：有明顯降壓作用，可使人精神振奮。提高工作效率。
（5）、促進新陳代謝：負離子能少許活肌體多種酶，促進新陳代謝，改善睡眠。
（6）、增強肌體抗病能力：負離子可改善肌體的反應性，增強肌體抗病能力。
