呼吸新鲜空气中的隐形维生素——空气负离子的奥秘
呼吸新鲜空气中的隐形维生素——空气负离子的奥秘
近年来，森林康养作为一种新兴的健康生活方式逐渐受到人们的青睐。在森林中漫步，呼吸着清新的空气，不仅让人感到身心愉悦，更有研究表明，森林中的负氧离子含量对人体健康有着显著的益处。那么，什么是空气负离子？它们是如何产生的？又有哪些神奇的作用呢？
什么是空气负离子？
空气负离子（Negative Air Ion, NAI）是大气中带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称。当空气中的原子或分子在自然或人为条件下失去电子，就会成为空气正离子。随后，这些游离的电子吸附在周围的分子或分子团上，形成带负电荷的空气负离子。负离子在大气中的形成过程被称为空气离子化。
在自然界中，空气中组成空气分子的原子呈电中性。负离子主要通过各种电离条件产生，例如太阳紫外线、宇宙射线、电闪雷击等自然现象。当空气分子受到这些能量来源的作用时，原子核最外层的电子会脱离原子核的束缚，成为自由电子。这些自由电子被周围的分子或分子团捕获后，形成了带负电荷的空气负离子。在大自然中，空气的组成成分为氮气17％、氧气21％、稀有气体0.94％、二氧化碳0.03％、其他0.03％，其中只有氧气和二氧化碳对电子亲和，而空气中二氧化碳的含量与氧气相比可忽略不计，因此氧气是相对唯一对电子具有显著亲和力的成分，这也使得空气负离子常被称为“负氧离子”。由于负氧离子可以有效吸附空气中的微粒，尤其是小于0.01μm的颗粒物，如工业污染物和灰尘。这些特性使得空气负离子能够显著净化空气，减少污染物的浓度。空气负离子还具有杀菌、降尘、清洁空气的功能，有助于防止“空调综合症”等问题的发生，所以被誉为“空气中的维生素”、“长生素”。
正离子与负离子应该是平衡的，在讨论负离子时，人们常常会好奇：有负离子，那正离子去哪了？事实上，空气中负离子和正离子始终处于一种动态平衡状态。正离子往往更容易被极性水分子捕获，或者在高压电场下被高压负电极所吸收中和。特别是在森林等湿润环境中，正离子会与空气中的水分子中和，因此森林中的负离子浓度通常较高。在城市中，由于环境干燥且污染严重，负离子相对较少，正离子的比例会相对增高。
空气负离子浓度与人体健康的关系
现代环境科学研究表明，不同浓度的空气负离子对人体的影响也不尽相同。当每立方厘米空气中负氧离子数量少于20个时，人们通常会感到倦怠、头昏脑胀；当负氧离子数量增加至每立方厘米1000至10000个时，人们会感觉心情平静，精神安定；当数量进一步提升至10000个以上时，则会使人感到神清气爽、舒适惬意，甚至具有一定的医疗保健作用。
根据世界卫生组织（WHO）划定的标准，清新空气的负氧离子浓度应不低于每立方厘米1000至1500个。当空气中负氧离子浓度达到每立方厘米5000个至5万个时，可增强人体免疫力；达到每立方厘米5万个至10万个时，能起到消毒杀菌、减少疾病传染的效果；达到每立方厘米10万个至50万个时，能提高人体自然痊愈能力。
自然环境下的负离子时空分布规律以及气象因子对负离子浓度影响
空气负离子浓度在不同的自然环境中存在显著差异。根据研究，负离子的浓度会随着区域、季节、时间、植被类型及天气条件的变化而变化。通常情况下，深山密林的负氧离子浓度较高，每立方厘米可达到2000至10000个；针叶林集中区的负氧离子浓度甚至可以达到10000至20000个；而宽阔海滨的浓度在1000至2000个，风急浪高时可以增加到2000至5000个。在瀑布边或雷电暴雨后，空气负离子浓度也会显著增加，通常为1000至10000个。相比之下，城市中的空气负离子浓度普遍较低，例如城市公园为200至500个，城市道路边仅为0至20个。
此外，不同植被类型下空气负离子的浓度也有所不同。常绿阔叶林、混交林、针叶林等密集植被区域的空气负离子浓度较高，而灌木林、草地等植被稀疏的区域空气负离子浓度相对较低。植物群落结构越复杂，负离子浓度通常越高。
在时间段分布上，常绿阔叶林、混交林、针叶林、灌木林，4 种植被类的负离子浓度最值出现时段具有相似性，最高值均出现在18:00，其中阔叶林负离子浓度最高达到了 1661 ion·cm-3，针阔叶混交林负离子浓度达到了 1316 ion·cm-3，针叶林负离子浓度达到了 917 ion·cm-3，灌木林负离子浓度达到了769 ion·cm-3；最低值均出现在 11:00─12:00 之间，阔叶林负离子浓度达到了 739 ion·cm-3，针阔叶混交林负离子浓度达到了 759 ion·cm-3，针叶林负离子浓度达到了 504 ion·cm-3，灌木林负离子浓度达到了406 ion·cm-3。另外，抽检北京地区5 类样地的日平均负离子浓度曲线走势大体基本一致，均在 14:00─15:00 左右出现一个峰值，在 11:00─12:00 和16:00 左右出现两个低谷，随后逐渐上升。（出自：冯鹏飞 ，于新文*，张旭 生态环境学报 第 24 卷第 5 期（2015 年 5 月））
目前的研究普遍认为多种环境因素会影响空气负离子的浓度。首先，空气负离子浓度与湿度成正相关关系，与温度成负相关关系；风速对空气负离子浓度的影响则存在一定争议。水体的存在对空气负离子浓度影响巨大，瀑布、喷泉、滨海附近地区以及雷雨过后，空气中的负离子含量会显著增加，这是因为水分子的运动易于分裂产生负离子。此外，空气污染物如二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物等与空气负离子呈明显的负相关关系。在空气污染程度较高的环境中，空气负离子浓度较低，这可能是由于负离子的吸附和在大分子微粒形成引起的沉积而导致的。此外，雾量增加时空气负离子浓度会降低，多云天气时负离子浓度往往降至最低。(Miao and Zhang et al., 2018)。
空气负离子在康养活动中的的作用机制
空气负离子按照微粒直径大小可分为小粒径负离子（0.001-0.003μm）、中粒径负离子（0.003-0.03μm）和大粒径负离子（0.03-0.1μm）。其中，小粒径负离子具有更高的生物活性，能够通过呼吸进入人体发挥其生物效应。这些负离子可以透过血脑屏障，清除体内自由基，降低血液黏稠度，具有改善睡眠、抗氧化、抗衰老的保健作用。
大量医学研究表明，小粒径负氧离子能够降解有害气体、调节人体生理机能、消除疲劳、改善睡眠等。在临床应用中，负氧离子已用于治疗皮肤病、高血脂、高血压、面部褐斑、痤疮和支气管炎等疾病。然而，由于负氧离子的寿命非常短暂，在清洁空气中仅能存在几分钟，如果遇到烟雾、尘埃等污染物，马上会被吞噬掉。因此通过人工手段发生负氧离子治疗疾病时，在接近目标部位的距离控制在40cm之内生成足够浓度，才能获得有效的治疗效果。
尽管人工生成负氧离子成为了一种可行的治疗手段，但高质量的森林环境仍有不可替代的作用。森林空气负离子浓度较高，尤其是在治疗季节性或慢性抑郁症等精神疾病方面，森林环境的效果要优于低水平的室内环境（Perez等，2013）。研究显示，森林空气负离子疗法较家庭纯氧疗对改善肺功能有更显著和持久的效果(丁玉娣, 2015)。
目前市面上已经出现了负氧离子空气净化器，负氧离子空气制氧机，填补了在室内环境下吸负氧离子的需求。这里需要注意，选择负氧离子机器的时候，一定要选择具有生产小粒径、高活性、高浓度负氧离子的机器，尽量不要选择以电容法产生负氧离子的机器，因为其会产生损害人身体的臭氧且颗粒度较大，要选择制氧分子筛法制负氧离子的机器，或者瀑布水击法。
总结
空气负离子，作为大自然赐予的一种无形资源，为人类健康带来了诸多潜在的益处。无论是增强免疫力、抗菌消毒，还是促进人体自然痊愈，负离子在人体康养中发挥着不可替代的作用。因此，合理利用空气负离子的益处，将负氧离子康养作为日常健康生活的一部分，不仅能改善生活质量，还能帮助抵抗多种疾病。未来，随着科学研究的深入，相信空气负离子的更多健康效应将被进一步揭示。让我们在享受大自然馈赠的同时，珍惜和保护这一宝贵的健康资源。
本文原文来自网易新闻