一、空氣負(fù)離子的概念
空氣是由各種氣體混合組成的,其中氮?dú)庹?8%,氧氣占21%,其余1%為二氧化碳、惰性氣體、水汽、以及微量的工業(yè)廢氣如二氧化硫、碳?xì)浠衔、一氧化氮等。在空氣的電離過程中,上述氣體并非都可形成相應(yīng)的空氣離子。空氣中存在的空氣離子,幾乎全部均為氧空氣離子,因?yàn)闉椋孩倏諝庵?9%為氮?dú)夂脱鯕,在原子結(jié)構(gòu)中,氮的外層電子有5個,氧的有6個,氧的外層電子數(shù)較多,易于逸出電子或吸收電子而成為正負(fù)氧空氣離子,而氮則難于或根本不與電子結(jié)合,不形成空氣離子;②空氣中除氮、氧以外,其他氣體成分總數(shù)還不到1%,故即使有些氣體(如二氧化碳)稍能電離,其數(shù)量亦甚微。因此,空氣離子實(shí)際上主要就是氧的負(fù)空氣離子。
二、空氣負(fù)離子濃度觀測
空氣負(fù)離子濃度是指單位體積空氣中的負(fù)離子數(shù)目,其單位為:個/cm3?諝怆x子測量儀,主要用于測量空氣本底值和各種空氣離子發(fā)生器所產(chǎn)生的各種正、負(fù)極性的中、小離子。基本原理是采用電容式空氣離子收集器收集空氣離子攜帶的電荷,通過測量這些電荷形成的電流和取樣空氣流量換算出離子濃度,一般認(rèn)為,每個空氣離子只帶1個單位的電荷。正、負(fù)空氣離子隨取樣氣流進(jìn)入收集器后,在收集板與極化板之間的極化電場作用下,按不同極性分別向收集板和極化板偏轉(zhuǎn)。收集板上收集到的電荷通過微電流計(jì)落地,形成一股電流I;極化板上的電荷通過極化電源落地中和。改變極化電壓的極性可以改變收集板收集到的離子的極性,從而改變所測量離子的極性。單位體積空氣離子數(shù)目(即離子濃度)的計(jì)算公式是:
N=I/qva
公式中,N為每單位體積空氣中離子數(shù)目(個/cm3),I為微電流計(jì)讀數(shù)(A),q為基本電荷電量(1.6×l0-19 C),v為取樣空氣流速(cm/s),a為收集器有效截面積(cm2)。
三、空氣負(fù)離子質(zhì)量的評估
空氣負(fù)離子主要有羥負(fù)離子(水合羥基負(fù)離子)[H302- (H2O)n]、氫氧根負(fù)離子[OH-(H2O)n]、負(fù)氧離子[O2-(H2O)n]。
空氣離子按體積大小可分為輕、中、重離子三種,按其遷移率的大小,可分為大、中、小離子。對人有益的是小離子,也稱為輕離子,輕離子的直徑約為10-7cm,在電場中運(yùn)動速度較快,其有良好的生物活性,在空氣中的離子遷移率大于0.14cm2/(V.s),是具有相當(dāng)于一個電子電荷的帶電微粒,小離子是空氣負(fù)離子中質(zhì)量最高的一種,對人類健康最有意義。只有小離子或稱之為小離子團(tuán)才能進(jìn)入生物體。則有良好的生物活性,能有效透過人體的血腦屏障產(chǎn)生生物效應(yīng)。
中、重離子多是動能中、重離子多是動能較低的、是動能較低的電離子結(jié)合煙霧和小水滴等微粒所產(chǎn)生,重負(fù)離子的直徑約為l0-5cm,在電場中運(yùn)動較慢,僅為0.0005cm/SV。中離子的大小及活動性介于輕、重離子之間。通常用N+和N-分別表示正、負(fù)重離子,以n+和n-分別表示正、負(fù)輕離子。每個輕、中、重離子均帶一個基本電荷,其電量約等于一個電子所帶的電量,即4.8×l0-10靜電系單位(1.59×l0-19C)。
空氣中正、負(fù)離子的比例稱為單極系數(shù),輕離子的單極系數(shù)以n+/n-=q表示,平均為1.2,重離子的單極系數(shù)以N+/N-=q表示,平均為1.1?諝庵须x子的數(shù)量和單極系數(shù)可因各種條件而發(fā)生變化。例如,室外較清潔的空氣中正、負(fù)輕離子的濃度,n+=651±187,n-=566±139,q=1.15。在關(guān)閉的室內(nèi),即使每人75~l00m2時,輕離子濃度仍顯著下降,而且單極系數(shù)升高,n+=91±36,n-=70±25,q=1.30。
四、空氣負(fù)離子發(fā)生產(chǎn)品鑒別標(biāo)準(zhǔn)
(1)生成空氣負(fù)離子質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)
1、離子動能的高低,離子的動能越高遷移距離越遠(yuǎn),容易在有限的空間形成離子浴環(huán)境。
2、離子純度的高低,是否含臭氧。臭氧雖然對人類健康有積極的意義和作用,但不宜讓人直接大量吸入體內(nèi)。一般對臭氧的使用都是利用臭氧高溶于水的特性使臭氧溶解在水中來使用,或者在人回避的情況下對空氣消毒。
3、離子粒徑的大小,粒徑越小活性越高,越易透過生物體的血腦屏障,治療保健效果越佳。
(2)負(fù)離子產(chǎn)品質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)
1、負(fù)離子生成器能否持續(xù)工作,負(fù)離子持續(xù)發(fā)生。
2、產(chǎn)生的負(fù)離子質(zhì)量如何。包括離子能量、活性、遷移距離、純度等。
3、負(fù)離子發(fā)射劑量如何。是普通凈化除塵級還是具有醫(yī)療保健效果的醫(yī)療級。
4、無正離子。用國際通用的負(fù)離子檢測儀在負(fù)離子產(chǎn)品出風(fēng)口測正離子,正離子量與空氣中含量差不多或更少,這種負(fù)離子發(fā)生器是很好的
(3)市場上部分概念型負(fù)離子產(chǎn)品存在以下弊病
1、生成的負(fù)離子粒徑大,活性低,生成的負(fù)離子以中離子和重離子為主,只有除塵或有限的療養(yǎng)保健效果
2、生成的離子動能低,遷移距離近,難以形成負(fù)離子森林浴環(huán)境,人體想大量獲取需要正對很近的距離吸入。
3、生成的負(fù)離子純度低,有臭氧產(chǎn)生。如果在密閉而有限的空間內(nèi)時間長后有臭氧味道,產(chǎn)生的臭氧量超過國家標(biāo)準(zhǔn)0.05ppm。超過0.05ppm的臭氧對人體有一定影響。
4、負(fù)離子生成器開機(jī)工作有離子,20分鐘后無離子釋放。
5、生成的負(fù)離子劑量小,作用有限。
(4)簡單的判別負(fù)離子產(chǎn)品性能方法有以下幾種:(目前判別是否有空氣負(fù)離子存在最簡單的方法有兩種:儀器測量法、除煙實(shí)驗(yàn)法)
1、采用空氣負(fù)離子測試儀進(jìn)行測量,離負(fù)離子發(fā)射口的距離越遠(yuǎn)、且負(fù)離子數(shù)量越多,說明負(fù)離子活性、動能越高,也即離子質(zhì)量越好。(小粒徑的輕離子對人類的健康意義最大)
2、負(fù)離子有高效的除塵降塵效果,根據(jù)相關(guān)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、看此產(chǎn)品能否快速清除煙霧。除煙效果越快負(fù)離子劑量越大。
3、負(fù)離子有降血壓的效果,用血壓計(jì)測試一下使用前后對比血壓是否下降。
4、負(fù)離子能有效減少紅細(xì)胞凝聚、降低血液粘稠度、使用1月后血液流變學(xué)指標(biāo)是否得到優(yōu)化。