负离子

编辑本段定义

　　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^[1]和^[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。 　　   

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。 　　   

小粒径负离子迁移率示意图

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。

编辑本段原理

　　   

负离子示意图

负离子的产生原理主要有以下几种： 　　1．大气受紫外线，宇宙射线，放射物质，雷雨，风暴，土壤和空气放射线等因素的影响发生电离而被释放出的电子经过地球吸收后再释放出来很快又和空气中的中性分子结合，而成为负离子，或称为阴离子。自然界的负离子（也就是在身体内起好的作用和还原作用的负离子）有很大的抗氧化效果与还原力，上个世纪堀口升医学博士历经三十多年研究发明的一项赛路美负离子发生技术，该技术造出了等同于大自然的负离子。 　　2．瀑布冲击，细浪推卷暴雨跌失等自然过程中水在重力作用下，高速流动，水分子裂解而产生负离子。物质分子形态转换过程。 　　3．森林的树木，叶枝尖端放电及绿色植物光合作用形成的光电效应，使空气电离而产生的负离子。 　　4．部分地壳岩石能够释放出一定的负离子。　 　　5．通过人工负离子生成技术产生空气负离子。据新华网和光明日报等媒体报道，目前采用最新负离子转换器技术产生的负离子已达生态级，该生态级负离子即是易于进入人体的小粒径负离子。

编辑本段作用

　　负离子对人体的作用主要有以下几方面： 　　1．呼吸系统：负离子能促进鼻腔粘膜柱状上皮细胞形成，使支气管粘膜的纤毛运动加速，促进水肿消退，改善肺泡的换气功能，提高血氧饱和度。临床结果表明，吸入具有治疗浓度的负离子30分钟后，肺吸收氧气增加20%，排出二氧化碳增加14.5%，缓解支气管平滑肌痉挛，促使哮喘患者等的肺功能及肺泡分泌功能恢复正常。 　　2．神经系统：负离子能穿透血脑屏障进入脑脊液，调节大脑皮层功能使兴奋和抑郁过程于平衡。通过调解人体脑垂体的内啡肽和干扰素的水平，起到镇静、镇痛作用。可以减轻血液中血管紧张，调节交感神经和副交感神经系统功能间的平衡。 　　3．心血管系统：负离子通过神经反射和体液作用，扩张冠状动脉增加冠状动脉血流量，改善心肌的功能，调整心率使血管反应和血流速度恢复正常，缓解心绞痛恢复正常血压。 　　4．消化系统；负离子调节胃肠蠕动，促进消化和吸收，对结肠炎、痢疾及习惯性便秘有较好的治疗效果。 　　5．内分泌系统：能通过血液循环，改善内分泌功能，如提高性腺功能和改善甲状腺功能等。 　　6．代谢系统：促进机体氧化还原过程，能激活体内酶系统，促进体内合成和储存维生素、促进机体新陈代谢，降低血中乳酸含量消除疲劳，提高工作效率。 　　7．免疫系统：提高机体细胞免疫和体液免疫，增强机体抗菌能力。 　　8．血液系统：负离子能进入血液直接影响血液中带电离子的组成和分布，促使红细胞、网织红细胞、血红蛋白、血钙的增加，降低血糖、血脂和血液粘稠度。 　　9．运动系统：负离子可以加强骨压电极化现象，促使有用的骨增殖，无用的骨溶解消失，对骨进行生理需要的正常改造，使病理性骨力线得以恢复，并增加骨细胞代谢功能，对颈椎病、腰间盘突出、类风湿关节炎风湿关节炎有明显治疗作用。 　　10．皮肤及五官科疾病：负离子对皮肤神经末梢感受器有良好作用，继而使皮下组织的酸碱度向碱性方面转化。 　　负离子在改善空气环境方面的作用如下： 　　目前空气负离子已被当作评价环境和空气质量的一个重要标准。当人们漫步在海边、瀑布和森林时，会感到呼吸舒畅，心旷神怡，其中一个最重要的原因使空气中含有丰富的负离子。而空气环境变差主要是由于空气中正、负离子浓度比失衡，空气中含有有害气体和烟雾、灰尘、病毒、细菌等。而空气负离子一方面可以调节正、负离子浓度比，另一方面又可起到净化空气的作用，负离子能使空气中微米级肉眼看不见的漂尘，通过正负离子吸引、碰撞形成分子团下沉落地，且负离子能使细菌蛋白质两级性颠倒，而使细菌生存能力下降或致死。负离子净化空气的特点为灭活速度快，灭活率高，对空气、物品表面的微生物、细菌、病毒均有灭活作用。 　　负离子浓度对应效果表 　　 《负离子浓度对应效果表》环境场所负离子浓度与人类健康关系度森林瀑布：1万-2万人体具有自然痊愈力高山海边：5000-1万杀菌、减少疾病传染乡村田野：1000-5000增强人体免疫力、抗菌力旷野郊区：100-1000增强人体免疫力、抗菌力公园：400-1000增强人体免疫力、抗菌力城市公园：400-600改善身体健康状况街道绿化地带：200-400微弱改善身体健康状况城市房间：100诱发生理障碍头痛失眠等楼宇办公室：40-50诱发生理障碍头痛失眠等工业开发区：0易发各种疾病　　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

编辑本段用例

一. 临床应用

　　负离子在临床上防治急慢性支气管炎、哮喘、高血压、高血脂、冠心病、神经衰弱等疾病中取得了一定疗效。近年来应用空气负离子的临床治疗研究简要综述如下。 　　1．呼吸系统疾病 　　空气负离子的吸入可提高免疫力，增强网状内皮系统和机体抗病能为，加速支气管纤毛运动，利干痰液排出，同时能松弛气道平滑肌改善肺换气功能。有报道空气负离子还对某些致病菌有直接抑制作用。季广贤、陈庭仁等报道治疗呼吸系统疾病患者709例，其中普通感冒189例，急慢性支气管炎439例（部分伴有哮喘、肺气肿、支气管扩张），支气管哮喘29例，支气管扩张、肺气肿10例，肺部感染7例。每日治疗1-2次，每次20-45分钟，10-30日为一疗程，负离子浓度12-14.5×106个/cm3，总有效率在90%以上。普通感冒吸入后鼻塞很快消失，其他症状缓解至消失，特点是无1例并发上呼吸道炎症。急慢性支气管炎治疗后，炎症、咳痰等明显改善，对慢性支气管炎疗效尤为显著。支气管哮喘、肺气肿吸入负离子后，胸闷、发给等症状消失，对喘息症状缓解作用明显。傅正恺等对30例急慢性支气管炎病例治疗前后进行了肺功能和血气分析对比，肺功能VC或FEV1有明显进步，血气PaO2在治疗后有明显改变。1年后随访，不复发的痊愈率达40%。毕立等应用空气负离子和药物气溶胶治疗呼皿系统感染347例，包括慢性支气管炎97例，慢性支气管炎伴肺气肿75例，肺心病伴呼吸道感染54例，慢性肺炎34例，肺结核伴呼吸道感染87例。药物气溶胶包括抗生素（庆大霉素或卡那霉素或青霉素加链霉素）、α-糜蛋白酶、地塞米松、鱼腥草提取液。必要时酌加氨茶碱或异丙肾上腺素、碳酸氢钠等。每日2次，12-15日为1疗程，经1-2个疗程后总有效率89.9%。对照组65例（单独吸入药物气溶胶），有效率79.4%。 　　2．循环系统疾病 　　空气负离子可以改善心脏功能和心肌营养不良，扩张周围血管，有明显降血压作用。陈庭仁等治疗高血压53例（病程1-10年），其中收缩压>21.3kPa32例，舒张压>12.7kPa40例，治疗10-40次，疗后血压降至临界范围内或其下50例（以18.7-21.3/12.0-12.7kPa为高血压临界标准），有效率94.34%，头痛、头昏等症状及睡眠均有改善。刘明顺等治疗冠心病35例，脑梗塞27例，虽显效病例较少但能明显缓解和减轻症状，总有效率为90.7%。刘明顺等在应用空气负离子治疗的同时配合静滴胞二磷胆碱（300-600mg/次）治疗脑梗塞40例，每日1次10次为1疗程。显效：患肢肌力提高级例有效患肢肌力提高1-2级34例；无效3例。总有效率92.5%。 　　实验证明吸入空气负离子能降低血钾、血脂和血糖含量，增加血钙含量。杨存旺等应用空气负离子治疗高脂血症65例（部分伴有高血压、冠心病和脑动脉硬化），每日2次，30日为1疗程，并停用降血脂药物。疗后甘油三脂降低明显，下降幅度≥1.13mmol/L 27例；1.13-0.57mmol/L 23例；0.55-0.23mmol/L 11例；≤0.23mmol/L 4例。以>0.23mmol/L为有效，总有效率93.8%。血清总胆固醇也有降低，头昏、失眠、乏力等症状均有改善。由于本疗法安全无副作用，尤适用干中老年高脂血症患者。 　　3．神经系统疾病 　　吸入空气负离子可调节大脑皮层兴奋和抑制过程，使之趋于正常，提高脑力活动和工作效率。使睡眠得以改善。陈庭仁等治疗神经衰弱278例，每次20分钟，20次为1疗程，痊愈17例，睡眠时间达8小时，无梦显效114例；睡眠时间达6小时，有梦减轻122例；睡眠较疗前增加，但不足6小时，无效25例，有效率91%。 　　4．五官科疾病 　　空气负离子对鼻腔及咽喉部粘膜是一种良性刺激，对鼻炎及咽炎等均有一定疗效。实验证明空气负离子具有脱敏作用，对变态反应疾病产生有益的影响，对过敏性鼻炎疗效尤为显著。唐军凯等报道治疗过敏性鼻炎40例，平均治疗13.4次，痊愈（鼻塞、流涕、打喷嚏等症状基本消失）11例；显效（症状明显减轻）11例；好转（症状较疗前减轻）11例；无效5例，近期有效率87.5%。3-7个月后随访36例，未复发的22例，占随访人数的61.1%。陈庭仁等报道治疗过敏性鼻炎136例，显效39例，好转62例，无效14例，总有效率89.7%。治疗肥厚性、萎缩性鼻炎42例，治疗次数5-52次。显效17例，鼻塞近于消失有效20例，鼻塞减轻；无改善5例，总有效率88.1%。 　　5．其它疾病 　　空气负离子对代谢及内分泌疾病、血液系统疾病、皮肤及外科多种疾病如糖尿病、贫血、白细胞减少、皮炎、湿疹、烧伤、烫伤等均具有一定疗效。章太戊等报道治疗周围性白细胞减少症20例，每日1次，每次1小时，1个月为1疗程，疗后白细胞有不同程度增长，白细胞总数均值由疗前增至3818，总有效率85%。何怀报道治疗经久不愈的连续性肢端皮炎2例，每日1次，10次为1疗程，经2个疗程治疗，伤口愈合，1年后随访未复发。黄长水等报道治疗烫伤30例，烫伤面积30-300cm2，疗前局部清创，暴露创面，每日1次，每次1小时，1次治疗后疼痛减轻，渗出液减少，创面干燥，3-4天后红肿消退，薄痴形成，5-15天全部治愈。另据报道空气负离子遏制动物移植肿瘤的生长，因此预计在防治人类肿瘤方面将得到应用。

二. 环境领域应用

　　空气中负离子浓度是空气质量好坏的标志之一，世界卫生组织对清新空气的负离子标准浓度也进行了相关规定。我国也将负离子纳入了气象监测系统，在空气环境保护等领域有广泛应用。综述如下： 　　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，运用离子变换器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。

编辑本段负离子技术发展

　　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。 　　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 升博士历经三十多年研究发明的「离子变换器」技术保证了产生的负离子的活性、传播距离和还原治疗能力，与大自然产生的负离子相等同。 　　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。