同類(lèi)產(chǎn)品
空氣負(fù)離子與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系
18世紀(jì),,物理學(xué)家?guī)靵鰧?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),絕緣的金屬導(dǎo)體所帶的電荷會(huì)在大氣中消失。物理學(xué)家倫琴和貝克勒爾研究發(fā)現(xiàn),,電解質(zhì)溶液中的氣體帶有正極性或負(fù)極性的電荷微粒,,由于這些帶電微粒的存在,,使氣體具有導(dǎo)電的性能,。物理學(xué)家艾斯特爾、蓋特勒和威爾遜也用大氣導(dǎo)電性的理論對(duì)庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出解釋,。這種空氣中的導(dǎo)電微粒,,被物理學(xué)家法拉第稱(chēng)為“離子”,“空氣離子”因而得名,。
空氣負(fù)離子又稱(chēng)負(fù)氧離子,,是指獲得1個(gè)或1個(gè)以上的電子帶負(fù)電荷的氧氣離子,它是空氣中的氧分子結(jié)合了自由電子而形成的,。自然界的放電(閃電)現(xiàn)象,、光電效應(yīng)、噴泉,、瀑布等都能使周?chē)諝怆婋x,,形成負(fù)氧離子。負(fù)離子具有的凈化除塵,減少二手煙危害,、改善預(yù)防呼吸道疾病,、改善睡眠、抗氧化,、防衰老,、清除體內(nèi)自由基,、降低血液粘稠度的效果,,在醫(yī)學(xué)界享有“維他氧”“空氣維生素”“長(zhǎng)壽素”“ 空氣維他命”等美稱(chēng)。
負(fù)氧離子在人們的日常生活中不是隨時(shí)都存在的,,經(jīng)過(guò)科學(xué)研究測(cè)試負(fù)氧離子的形成與消失,,與氣象因素有關(guān)系。一般情況下,,空氣中負(fù)氧離子的濃度晴天比陰天多,,夏季比冬季多,中午比早晚多,。負(fù)氧離子在潔凈空氣中它的壽命有幾分鐘,,而在灰塵中只有幾秒鐘。因此,,空氣中負(fù)氧離子濃度多少,,是評(píng)定一個(gè)地區(qū)空氣清新與否的標(biāo)志之一。目前,,世界衛(wèi)生組織規(guī)定,,清新空氣的負(fù)氧離子標(biāo)準(zhǔn)濃度為每立方厘米空氣中不低于1000~1500個(gè)。
下面,,我就帶大家來(lái)好好認(rèn)識(shí)一個(gè)空氣負(fù)離子,。
l 空氣負(fù)離子的形成
中性的空氣分子在某種外力(電場(chǎng)、碰撞,、輻射等)作用下,,有些外層電子會(huì)脫離原子核的束縛,成為自由電子,。自由電子很快就會(huì)附著在氣體分子或原子上,,而且特別容易附著在氧分子或水分子上,成為空氣負(fù)離子(也叫陰離子),。失去了電子的空氣分子或原子則成為空氣正離子(也叫陽(yáng)離子),。這些空氣離子很容易將其周?chē)膸讉€(gè)到十幾個(gè)中性分子或原子吸附在一起,形成帶電荷的小分子團(tuán),,稱(chēng)為小離子,。小離子若遇上空氣中的氣溶膠,則容易被俘獲而形成中離子。如果氣溶膠粒徑較大或重量較大,,則形成大離子,。
空氣中負(fù)離子的產(chǎn)生首先要有來(lái)自大自然的能量作用,其次就是要與空氣中氣體分子和水分子充分接觸,,其形成歸納起來(lái)有如下幾種能量作用形式:
1)放射性物質(zhì)的作用:地球的巖石圈表面存在各種放射性的物質(zhì),,這些放射性物質(zhì)會(huì)通過(guò)能量大或穿透力強(qiáng)的射線(xiàn)使空氣離子化;
2)宇宙射線(xiàn)的照射作用:宇宙射線(xiàn)的照射可使空氣離子化,,但它的作用在距地球表面幾千米處比較明顯,;
3)紫外線(xiàn)輻射:短波紫外線(xiàn)能直接使空氣離子化;
4)水空氣能量電離作用:由于空氣氣壓或水壓形成的勢(shì)能和動(dòng)能,,水在跌落,、噴射、噴濺和沖擊時(shí),,水滴因高速運(yùn)動(dòng)而斷裂,,水分子被截?cái)嗪髱д姾桑車(chē)諝夥肿訋ж?fù)電荷,。通常形成在瀑布,、噴泉、海濱或者風(fēng)沙等環(huán)境,,這也是為什么雨后或者瀑布旁的空氣特別清新的原因,。
5)材料自身靜電場(chǎng)作用:由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的特殊性導(dǎo)致其天生帶有靜電產(chǎn)生靜電場(chǎng),當(dāng)其與空氣中水分子接觸時(shí),,電離其中的水分子而形成負(fù)離子,。
森林環(huán)境中空氣負(fù)離子水平較高,這是由于森林環(huán)境中的瀑布,、溪流等流動(dòng)水體較多,,森林植物的“放電”和“光電效應(yīng)”以及釋放出的芳香揮發(fā)性物質(zhì)都能使空氣發(fā)生電離現(xiàn)象,并且森林具有降塵功能,,使得空氣負(fù)離子濃度增加,,而且壽命變長(zhǎng)。
當(dāng)然,,空氣負(fù)離子也可以在人工條件下產(chǎn)生,,其方法主要有:
1)電暈放電:電暈放電是將充分高的電壓施加于一對(duì)電極上,其中高壓負(fù)電極連接在一根極細(xì)的針狀導(dǎo)線(xiàn)或具有很小曲率的其他導(dǎo)體上,。在放電極附近的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi),,氣體中原有的少量自由電子被加速到某一很高的速度,足以碰撞氣體分子,,并電離出新的自由電子和正離子,,新的自由電子又被加速產(chǎn)生進(jìn)一步的碰撞電離,。這個(gè)過(guò)程在極短的瞬間重復(fù)了很多次,于是形成了“電子雪崩”的積累過(guò)程,,在放電極附近的電暈區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大量的自由電子和正離子,,其中正離子被加速引向負(fù)極,釋放電荷,。而在電暈外區(qū),,則形成大量的空氣負(fù)離子。電暈放電雖然能夠產(chǎn)生大量的空氣負(fù)離子,,但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較多的臭氧,。近年來(lái),隨著空氣負(fù)離子發(fā)生技術(shù)的不斷進(jìn)步,,出現(xiàn)了以導(dǎo)電纖維和加熱式電暈作為電極的空氣負(fù)離子發(fā)生技術(shù),,可以使起暈電壓降低,,從而提高空氣負(fù)離子的發(fā)生濃度,,減少了臭氧的產(chǎn)生。
2)水發(fā)生:利用動(dòng)力設(shè)備和高壓噴頭將水從容器中霧化噴出,,霧化后的水滴以氣溶膠形式帶負(fù)電而成為空氣負(fù)離子,。其產(chǎn)生空氣負(fù)離子的濃度取決于水的霧化狀況,一般可達(dá)104~105個(gè)/cm3,。水發(fā)生型空氣負(fù)離子發(fā)生器具有不產(chǎn)生有害氣體的優(yōu)點(diǎn),,但設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本較高,、使用環(huán)境的濕度較大,。
l 空氣負(fù)離子的作用
空氣中含有的負(fù)離子被人們稱(chēng)為空氣中的“長(zhǎng)壽素”或“空氣維生素”。醫(yī)學(xué)科學(xué)家認(rèn)為,,負(fù)離子進(jìn)入人體后,,能促進(jìn)新陳代謝,提高肌體的免疫力,,使人精力旺盛,,對(duì)人的情緒、記憶,、生長(zhǎng),、發(fā)育、肌體,、壽命均有一定影響,。為了人類(lèi)健康長(zhǎng)壽,必須多吸入負(fù)離子,。室內(nèi)增加負(fù)離子含量的簡(jiǎn)便辦法是開(kāi)窗開(kāi)門(mén)通風(fēng),,改善空氣質(zhì)量,,尤其是冬春季,門(mén)窗封閉較嚴(yán),,空氣流通不暢,,室內(nèi)負(fù)離子減少。日常應(yīng)經(jīng)常開(kāi)門(mén)開(kāi)窗通風(fēng),,以增加空氣中的“維生素”含量,。
l 空氣負(fù)離子的濃度的分布規(guī)律
空氣負(fù)離子的多少是評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。據(jù)全國(guó)負(fù)離子衛(wèi)生科研協(xié)作組在我國(guó)各地選擇有代表性的一些城市進(jìn)行空氣負(fù)離子狀況監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,,城市室內(nèi)空氣負(fù)離子含量明顯低于室外,。大城市住宅房間內(nèi)每立方厘米空氣中的負(fù)離子數(shù)只有40~50個(gè),其壽命也只有幾秒鐘到幾分鐘,;城市街道上的負(fù)離子數(shù)在100~200個(gè),;山谷、瀑布,、海濱和林區(qū)負(fù)離子數(shù)經(jīng)常保持在2萬(wàn)個(gè)以上,,壽命可達(dá)20分鐘(空氣負(fù)離子的壽命是很短的,一般只有幾十秒至數(shù)分鐘),。
日變化規(guī)律:一天中,,空氣負(fù)離子濃度有兩個(gè)波峰值,一個(gè)是7~9時(shí),,一個(gè)是22~24時(shí),;另外,19~21時(shí)也較高,,而15~17時(shí)出現(xiàn)zui低值,。也有學(xué)者認(rèn)為,有時(shí)中午出現(xiàn)第2個(gè)高峰值,,zui小濃度值出現(xiàn)在中午前幾個(gè)小時(shí),,有時(shí)黃昏出現(xiàn)第2次低值。
年變化規(guī)律:一年中,,空氣負(fù)離子濃度夏,、秋季高于冬、春季,;且夏季zui高,,冬季zui低。
空氣負(fù)離子濃度在近地層一般隨著海拔高度的增加而增大,。室外空氣負(fù)離子濃度一般高于室內(nèi),。森林環(huán)境中的空氣負(fù)離子濃度比城市居住區(qū)室內(nèi)可高出80~1600倍;當(dāng)森林覆蓋率達(dá)到35%~60%時(shí),,空氣負(fù)離子濃度較高,,而當(dāng)森林覆蓋率低于7%時(shí),,空氣負(fù)離子濃度僅為前者的40%~50%。
森林中不同林類(lèi)型比較,,針葉樹(shù)種林的空氣負(fù)離子平均濃度為1500個(gè)/cm3左右,,闊葉樹(shù)種林為1160個(gè)/cm3左右。不同園林樹(shù)種周?chē)諝庳?fù)離子水平差異顯著,。
不同狀態(tài)的水體對(duì)空氣負(fù)離子濃度影響差異顯著,。動(dòng)態(tài)水的空氣負(fù)離子濃度大于靜態(tài)水;動(dòng)態(tài)水中瀑布產(chǎn)生的空氣負(fù)離子濃度大于跌水,,跌水大于溪流,。水域面積大小與空氣負(fù)離子濃度呈正相關(guān)。
一般而言,,森林環(huán)境中的空氣負(fù)離子濃度高于城市居民區(qū)的空氣負(fù)離子濃度,。因此,將森林游憩區(qū)空氣負(fù)離子的臨界濃度定為500個(gè)/cm3,,保健濃度為≥1000個(gè)/cm3,;允許濃度為500個(gè)/cm3與1000個(gè)/cm3之間。 陸地上空氣負(fù)離子的平均濃度為650個(gè)/cm3,,但分布很不均勻,,有的地方平均只有50個(gè)/cm3,有的地方平均可達(dá)1000個(gè)/cm3,,甚至更多,一般正離子數(shù)大于負(fù)離子數(shù),,其比值平均為1.15,。
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