空气负离子在医疗保健及环保中的应用(上).pdf

目 录第一章综述.6第一节引言.6第二节空气负离子.7第三节负氧离子的概念.8第四节负氧离子对人类的作用.8第五节 负氧离子与生态旅游.11第六节负氧离子的产生机理以及制造产生负氧离子的方法.14第二章 空气负离子医学.16第一节空气负离子疗法.16第二节负离子医学产生的背景及研究成果.26第三章负离子发生器的开发及应用.28第一节 负离子发生器.31第二节 我国人工负离子项目的部分主要物化成果.34第四章 负氧离子对有毒气体的降解作用.40第一节引言.40第二节碳氧化物的产生、危害及其与负氧离子的相互作用.40第三节硫化物的产生、危害及其与负氧离子的相互作用.41第四节 氮化物的产生、危害及负氧离子对它的降解作用.42第五节碳氢化物的产生、危害及负氧离子对它的降解作用.43第六节 卤素及卤化物的产生、危害及负氧离子对它的降解作用.45第七节挥发性有机物(VOCs).47第五章 负氧离子与健康.50第一节引言.50第二节空气负氧离子可以改善生态、生活环境.50第三节 负氧离子可以促进健康.51第四节负氧离子能有效改善人类智力发育.54第五节负氧离子对人体保健的作用.54第六节负氧离子在医疗健康上的作用.48第七节 负氧离子在健康医学、保健学方面的应用.50第六章 负氧离子应用实例概述.53第一节引言.60第二节负氧离子在改善空气环境中的应用.53第三节负氧离子在医疗保健方面的应用.55第四节负氧离子在保鲜果蔬方面的应用.56第五节负氧离子在养殖业方面的应用.57第六节负氧离子在提高黄瓜产量中的作用.59第七节 大自然的负氧离子给人们生活带来更大的受益.59第七章负离子在医疗卫生领域的应用研究文献及实例.685第一章综述第一节引言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。接着德国科学家艾斯特尔(Elster)、盖特勒(Gertel)和威尔逊用大气导电性的理论 对库仑的实验结果作出解释并发现了空气负离子的存在。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。我国自1978年由伊朗的沙啥瓦特博士引进一台电子仪器一一生物滤器(biological filter),即我国负离 子发生器的前身，二十世纪我国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。其中八 十年代，我国部分大专院校、科研院所和专业医疗机构的一批专家学者开始涉足负离子医学。他们将 负离子技术应用到临床实践中，通过对各种疾病的探索性治疗，开辟了一条新的治疗疾病途径，中国科学 院高能物理研究所，西安医科大学、北京空气负离子研究应用中心、北京师范大学空气离子研究应用中心 等科研机构进行了专业负离子医学研究，使我国负离子医学取得了显著的成果，在临床实践中，我国已有 很多医疗单位运用负离子技术探索治疗各类疾病。1985年06月中国科学院高能物理所和中国予防医学中 心卫生研究所研制出高效空气负离子发生器，并获取专利授权，专利号：85202177二十一世纪随着生物医学进展、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，进 一步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，人类对空气负离子生成技术的 研究已经取得突破性进展。2010年济南新活电器公司研发出两项具有世界领先水平的专利技术：负离子转 换器技术和纳子富勒烯负离子释放器技术，结合此两项技术开发出第一台生态级负离子生成机“森肽基”森肽基可以制造出等同大自然的小粒径、高活性生态级负离子，由此开创了人工负离子产生技术的生态化 时代，并成功通过国家知识产权局专利授权，专利号：ZL201010167796.1 ZL201020263299.7o新华社、6CCTV、光明日报等权威媒体争相报道这一发明。目前负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。2011年4月，中国空气负离子暨臭氧研究学会官网开通运行，网址：www.lzlf.org此网站作为我国第 一个负离子行业网站开始运行，必将快速推进我国空气负离子产业的健康有序发展，相信目前负离子产品 市场混乱的局面很快结束，由于概念性负离子产品及不合格假冒伪劣产品的过度炒作造成的市场疑问将会 很快消除，为有着“空气维生素”“空气维他命”“长寿素”之美誉的负离子正身。我国多省的气象台每天有负离子浓度预报，每个地方受地理条件特殊性影响而含量不同。公园、郊区 田野、海滨、湖泊、瀑布附近和森林中含量较多。因此，当人们进入上述场地的时候，头脑清新，呼吸舒 畅和爽快。进入嘈杂拥挤的人群，或进入空调房内，则使人感觉闷热、呼吸不畅等，因此它又被称为“空 气维生素”，认为它像食物的维生素一样，对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响，如雷雨过 后，空气的负离子增多，人们感到心情舒畅。而在空调房间，因空气中负离子经过一系列空调净化处理和 漫长通风管道后几乎全部消失，人们在其中长期停留会感到胸闷、头晕、乏力、工作效率和健康状况下降,被称之为“空调综合症”。第二节空气负离子空气、阳光、食物和水是人类生存所必不可少的。而我们都知道，目前城市的大气污染较严重，为了 呼吸新鲜空气，我们越走越远。当我们来到野外、森林、海边，会觉得非常的舒服，精神也抖擞起来，这 一切归功于空气负离子的存在。什么是“空气负离子”呢？众所周知，空气是由多种气体组成的一种混合物，其中主要成分是氮、氧、水蒸气和二氧化碳等。在正常状态下，气体分子及原子内的正负电荷相等，呈现中性，但在宇宙射线、太 阳光线、电磁波、岩石和土壤产生的射线、海浪、瀑布以及各种气象活动等所产生的能量的作用下，气体 分子中某些原子的外层电子会离开轨道，成为自由电子，而失去这些电子的原子呈正电极性，这个过程称 为“空气的电离”。那部分被分离出来的自由电子又会与空气中其他中性分子结合，使得到多余电子的气 体分子呈负电极性，称为“空气负离子”（这个过程称之为空气的离子化）。研究发现，空气中正离子多为矿物离子、氮离子等，负离子主要有羟负离子（水合羟基负离子）：h3o2-（H20）n,氢氧根负离子01（压0*、负氧离子OJOM）。空气是由无数分子、原子组成的。当空气中的分 子或原子失去或获得电子后，便形成带电的粒子，称为离子；带正电荷的叫正离子，带负电荷的叫负离子。空气中的正、负离子，按其迁移率的大小，可分为大、中、小离子。对人有益的是小离子，也称为轻离子,其有良好的生物活性，在空气中的离子迁移率大于0/4cm2/（V.s）,是具有相当于一个电子电荷的带电微 粒，只有小离子或称之为小离子团才能进入生物体。有良好的生物活性，能有效透过人体的血脑屏障 产生生物效应。在自然界中这些离子（正、负）的自然浓度介于每秒每立方厘米几百个至几千个之间，一般为700 4000个，它主要取决于地球表面的自然情况、高度及测量的地点和条件。负离子在不同的环境下“寿命”不等，在洁净空气中的寿命有几分钟，在灰尘多的地方仅几秒钟。自然界在不断地形成和产生新的负离子，但空气中负离子的浓度不会无限增多，因为离子在产生的同时伴随着离子消失的过程。主要是因为：异 性电荷相吸，正负离子静电作用相互吸引而中和；与空气中的尘粒、烟雾、粉尘的表面附着在一起形成 重离子而沉降；负离子被各种换气系统排出；离子被抑制，空气中的负离子浓度经常维持在一定水平，浓度饱和到一定程度其产生会被抑制。因此空气中正、负离子的浓度不断变化，保持某一动态平衡。人体 只有取得正负离子平衡，才能保持健康。最有益于身体健康的负、正离子比例是3:1或4:1。负离子对人 的健康、寿命及生态的重大影响，已为国内外医学界专家通过临床实践所验证。当代科学揭开了奥秘，生 物体的每一个细胞就是一个微电池，细胞膜内外有5090mV的电位差，如果“细胞电池”得不到充分的7电荷补充，机体的电过程就难于继续维持，因而影响到机体的正常活动，产生老化和早衰。空气负离子是对人体健康非常有益的一种物质。当人们通过呼吸将负离子空气送进肺泡时，能刺激神 经系统产生良好效应，经血液循环把所带电荷送到全身组织细胞中。能改善心肌功能，增强心肌营养和细 胞代谢，减轻疲劳，使人精力充沛，提高免疫能力，促进健康长寿。负离子还能活化脑内荷尔蒙B-内啡 肽，具有安定自律神经，控制交感神经，防止神经衰弱，改善睡眠效果，以及提高免疫力。在野外、山村、森林、海滨、瀑布或雷雨过后，一定会感到神清气爽、心胸开阔，这不仅是由于野外 污染少，更重要的是因为空气中含有大量的负离子。空气中所含有的负离子的多少是衡量空气清新的标志 之一，根据世界卫生组织确认，空气中的负离子在10001500个/cm)被认为是清新的空气。自然界空气负离子产生主要三大机制：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。2、瀑布冲击，细浪推卷，暴雨跌落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。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。第三节负氧离子的概念离子 失去或获得电子后所形成的带电粒子叫离子。负离子 失去电子的分子(团)或原子显示正电性叫正离子，获得多余电子的分子(团)或原子显示 负电性叫负离子。负氧离子 空气负离子又称负氧离子，是指获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子。空气主 要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸气。氮占78%,氧占21%,二氧化碳占0.03%,氮对电子无亲和力，只有氧和二氧化碳对电子有亲和力，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空气中生成的负离子绝大 多数是空气负氧离子。它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。空气电离产生的自由电子大部分被 氧分子获取，形成负氧离子02-(H20)n,其过程可表示为：O2+e-。2(1_1)02-+nH20-02-(H20)n(1-2)3为自由电子。空气中的氧分子在阳光紫外线、闪电等外界因素作用下，便会生成负氧离子。而且，海上的浪花、花园中的喷泉、繁茂的森林，甚至家中淋浴室的莲蓬头等亦能促进氧的电离而产生负氧离子。在大自然中由于宇宙射线、辐射、紫外线以及瀑布河流的水流喷射和雨天的雷电作用，会电离出正离子与 负离子，由于二氧化碳负离子在空气负离子中的比例极低，所以，空气离子一般都是指负氧离子。负氧离子与我们所知道的臭氧有什么区别呢?臭氧与空气负离子具有完全相反的化学特性，负离子具 有还原性而臭氧具有氧化性。臭氧又名重氧、超氧或强氧，国内现在很多人叫它活性氧。它是从英文。zone 翻译而来的，其化学符号为Ch,原子结构中含有一个极其活泼的氧原子，因而具有极强的氧化性。在气体 中，臭氧的氧化能力仅次于氟，杀菌力为氯的600倍以上。臭氧具有淡淡的草鲜味，在常温下会逐渐分解 为氧气(。2),其性质比氧气活泼，密度为一般空气的1.7倍。臭氧是由空气中的氧经放电作用所产生的，通常以稀薄之状混合于空气中，能在短时间内将空气中的浮游细菌和有害微生物杀死，并能中和、分解有 毒气体，清除一切恶臭。可以广泛用于医疗、食品行业及日常生活的灭菌消毒。健康的细胞膜要带有负电，人体经由皮肤、黏膜、肺吸收负氧离子，就会恢复细胞膜的电位，使细胞 膜恢复原来的活力。空气中负氧离子的多少，受地理条件、土壤类型、太阳辐射、空气湿度、风向风速、植被、水流等综合影响。据测定，喧哗城市里的负氧离子每立方厘米仅有100200个，城市室内更少，8仅有4050个。工矿区内，由于空气污染严重，每立方厘米仅存10个左右。而在惊涛的海岸、山泉、瀑 布地带，尤其是茂密的森林中，空气中负氧离子每立方厘米可达10万个以上，其规律性为：夏季多于冬 季，晴天多于阴天，上午多于下午，室外多于室内，绿化带周围的负氧离子浓度较高，海滨、高山、森林、瀑布、喷泉周围的负氧离子浓度最高。负氧离子对人的健康长寿和环境生态有着重大的影响。世界长寿地区的百岁老人非常多，重要原因之 一就是当地空气中充满负氧离子而显得格外清新，滋润着心肺和血液细胞，负离子不但能中和正离子、抑 制正离子对人类健康的危害，而且对人类的健康还具有惊人的积极作用。使人们可以极大的提高应付疾 病的自愈力，从而极大的改善人们的健康状况。因此，负氧离子在医学界享有“空气维生素”“长寿素”“空 气维他命”“环境警察”等美称 什么是生态负离子？生态负离子是小粒径离子，小粒径负离子也叫轻离子或小离子，是一种等同于大自然的空气负离子,也有资料称其为生态级负离子。具有迁移距离远、活性高的特点，空气负离子按其迁移距离和粒径大小分 为：大、中、小三种离子。对人有益的是小离子，也称为轻离子，其具有良好的生物活性只有小离子或称 之为小离子团才能进入生物体。医学研究表明：对人体有医疗保健作用的是小粒径负离子。因为只有小粒径的负离子才易于透过人体 的血脑屏障，发挥其生物效应。大自然中的空气负离子之所以造就众多长寿村，是因为小粒径的负离子比 例高，小粒径的负离子由于活性高、迁移距离远从而在长寿地区上空形成负离子浴环境，目前很多负离子 家电之所以效果不佳，是因为采用传统负离子生成技术很难生成小粒径的生态负离子。对人体的医疗保健 作用一般，只有除尘降尘作用，一般用在空气净化领域较多。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离子(0.001-0.003|iim)中离子(0.003-0.03|nm)大 离子(0.03-0.Ipim)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15-3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 率与离子直径成负比。图 15-3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10-7cm,在电场中运动速度较快,为12 cm2/VS中、在自然界中或普通环境中迁移率大于0.4 cm2/(V.s)为小离子，重负离子的直径约为 10-5cm,在电场中运动较慢，仅为0.0005 cm2/V.So在自然界中或普通环境中小于0.04 cm2/(V.s)为大离 子，中离子的大小及活动性介于轻、重离子之间。而其中的小负氧离子或小负氧离子团，则有良好的生物 活性。才能进入生物体。可产生小粒径负离子的发生技术：随着科技的发展，生态级的小粒径负离子生成技术已经问世。据新华社和光明日报报道，负离子转换 器技术已经有效克服了传统负离子生成技术的瓶颈，能生成等同于大自然的小粒径、高活性负离子。该技 术已通过国家知识产权局审批授权专利。同时，该公司还将负离子转换器技术和纳子富勒烯负离子释 9放器技术配合使用，能产生高纯度的小粒径的负离子，不含臭氧和其它衍生物。这两项专利技术的 专利证号分别是：专利号ZL201020184758.2 专利号ZL201020163299.7。如何鉴别产品生成的是不是小粒径负离子：1、仪器检测：由于小粒径的负离子具有活性高、迁移距离远的特点，所以可以通过看负离子的迁移距离 来鉴别，具体操作如下：取负离子产品一台，在没有风机外吹的情况下，用负离子检测仪检测，只能在负 离子发射口 15-30公分处检测到负离子，在1米以外的地方就检测不到的属于大粒径的负离子。在3-4米 的地方仍然能检测到负离子的属于小粒径负离子。特别要注意的是，必须是在没有风机外吹的情况下检测，其结果才准确、可靠。2、看技术：看是否采用了负离子转换器技术。目前只有负离子转换器技术能够实现人工生成小粒径负离 子。3、效果实验医学研究表明：对人体有医疗保健作用的是小粒径负离子。因为只有小粒径的负离子才能透 过人体的血脑屏障，发挥其生物效应。由于小粒径的负离子容易进入人体，因此可以通过实验看负离子是 否快速进入人体来确定。中国空气负离子暨臭氧研究学会的专家们通过实验研究发现，刚进入人体还未来 得及被人体转化吸收的负离子可以通过电导率极高的纳米级碳素（富勒烯）尖端电极释放出来。因此可以 通过一个实验装置将进入人体的负离子释放到充满烟雾的玻璃瓶或玻璃杯里，如果能快速清除烟雾，就证 明生成的是小粒径负离子。因为小粒径的负离子易于进入人体，才会在短时间内大量负离子快速进入人体,而有一部分刚进入人体还未来得及被人体转化吸收的负离子从人体释放出来。实验方法：使人在负离子发 射窗口吸入负离子，同时用手触碰实验装置的尖端电极的一端，尖端电极另一端放在充满烟雾的玻璃瓶或 玻璃杯里。如果能快速清除烟雾，就证明生成的是小粒径负离子。很多负离子生成厂家都知道小粒径负离子好，所以对外宣称自己是0.0004纳米的负离子，等等这类的 说法，都是不负责任的，没有依据的，小粒径负离子是根据迁移距离来定义的，小粒径负离子不是单指其 粒径小，其特点是活性高，迁移距离远的才是小粒径负离子的定义标准。由于负离子的粒径目前没有测试 仪器测定，所以一些不法厂家就宣传自己的是零点几几纳米的，我们知道由于空气中的负离子主要是负氧 离子和若干个水分子结合而成的，而在高中物理：氧原子半径0.074纳米，在不考虑原子结合间隙的情况 下，一个氧分子的直径是0.3纳米左右，水分子的直径0.4纳米，由此我们可以知道最小的负离子都在1 纳米左右。凡此不负责任、不通过依据来宣传的厂家不可信赖。第四节负氧离子对人类的作用（本节摘选自环境、健康与负氧离子，作者介绍：林金明，现为中国科学院生态环境研究中心副主任、清华大学化学系教授，博士生导师。1984年福州大学毕业，1992年在日本昭和大学药学部从事访问研究。1994年获得日本政府奖学金94年东京都立大学攻读博士学位，1997年3月获得工学博士学位，同年留校 任教，1992年获得中国化学会优秀青年化学奖，2000年获得日本分析化学会流动注射分析进步奖，2001 年获日本分析化学会关东支部新世纪奖。2000年入选中国科学院“百人计划”，2001年获得国家杰出青年 科学基金，2002年3月底回国工作。详情：http:/ info.php?sessid=&infoid=147）空气负氧离子是一种带负电荷的空气微粒，它像食物中的维生素一样，对人的生命活动有着很重要的 影响，所以有人称其为“空气维生素”，有的甚至认为空气负氧离子与长寿有关，称它为“长寿素”。在自 然界中，大气离子虽然看不见摸不着，但人们却可以感受到负氧离子的存在。自然界中空气正、负氧离子 是在紫外线、宇宙射线、放射性物质、雷电、风暴、瀑布、海浪冲击下产生，既不断产生，又不断消失，保持某一动态平衡状态。同时，因地面对于大气电离层形成的静电场，地面为负极，结果空气负氧离子受 地面排斥，空气正离子则受地面吸引，所以，在一般情况下，地表面正离子多于负离子，正、负离子浓度 比值常大于1,浓度各为400700个/cm，左右。山林、树冠，叶端的尖端放电，及雷电，瀑布，海浪的冲 击下，形成较高浓度的小空气负离子，使空气清新，使人心旷神怡。而人烟稠密的大都市、工业污染地区、10密闭的空调间，所产生的污染物及污染物的液体、固体和各种生物体与空气形成的气溶胶，使大量的小空 气离子结合成大离子而沉降、失去活性，使小的空气负离子浓度降低，并出现正、负离子很不平衡状态，而令人感到不适，甚至头昏、头痛、恶心、呕吐、情绪不安，呼吸困难、工作效率下降，以致引起一些症 状不明的病变。表1T列出空气正负离子对人体健康的影响。表1-1空气正负离子对人体健康的影响生理指标负离子的作用正离子的作用生理指标负离子的作用正离子的作用一般反应镇静、催眠、镇痛、镇 咳、止痒、增进食欲等刺激、失眠、头重、头疼、寒热、烦燥等血小板减少增加血压降低升高尿量增多减少脉搏减慢加速疲劳后恢复快慢呼吸减慢加速支气管纤毛增强减弱血PH值增高降低运动血糖减少增加同样，负离子浓度的高低与人们的健康息息相关，人们时刻需要负离子，尤其在污染日益严重的今天。据环境学家研究，空气中负氧离子浓度每立方厘米在20个以下时，人就会感到倦怠、头昏脑胀；当每立 方厘米空气中的负氧离子数在100010000个之间时，人就会感到心平气和、平静安定；当每立方厘米空 气中的负氧离子数在10000个以上时，人就会感到神清气爽、舒适惬意；而当每立方厘米空气中的负氧离 子数高达10万个以上时，就能起到镇静、止喘、消除疲劳、调节神经等防病治病效果。负氧离子浓度与健康的关系大气负离子在自然生态环境中的浓度分布图表：单位：个/每立方厘米环境森林高山乡村公园旷野城市街道绿楼宇办城市工业开场所瀑布海边田野郊区公园化地带公室房间发区负离子 浓度10000-200005000-100001000-5000400-1000100-1000400-600200-40010040-500与人类 健康关 系度人体具 有自然 痊愈力杀菌、减 少疾病 传染增强人 体免疫 力、抗菌 力增强 人体 免疫 力、抗菌力增强人 体免疫 力、抗菌 力改善身 体健康 状况改善身 体健康 状况诱发生 理障碍、头痛、失 眠等诱发生 理障碍、头痛、失 眠等易发各 种疾病注：(表中的数据由台湾科技大学叶正涛先生收集整理)据专家观察研究认为，负氧离子主要有以下作用：(1)对神经系统的影响空气负氧离子可降低血中5-羟色胺音量，增强神经抑制过程，可使大脑皮层 功能及脑力活动加强，精神振奋，工作效益提高，能使睡眠质量得到改善，促进人体新陈代谢。负氧离子 还可使脑组织的氧化过程力度加强，使脑组织获得更多的氧。(2)对心血管系统的影响据学者观察，负氧离子有明显扩张血管的作用，可解除动脉血管痉挛，降 低血压，增强心肌功能，并具有明显的镇痛作用。负氧离子对于改善心脏功能和改善心肌营养也大有好处,有利于高血压和心脑血管病人的病情恢复。11(3)对血液系统的影响 研究证实，负氧离子有使血液变慢、延长凝血时间的作用，能使血中含氧量 增加，有利于血氧输送、吸收和利用。(4)负氧离子对呼吸系统的影响最明显这是因为负氧离子是通过呼吸道进入人体的，它可以提高人 的肺活量。有人曾经试验，在玻璃面罩中吸入空气负氧离子30min,可使肺部吸收氧气量增加20%,而排 出二氧化碳量可增加14.5%,故负氧离子有改善和增加肺功能的作用，对呼吸道、支气管疾病等具有显著 的辅助治疗作用，使身体各器官的功能更为有效，且无任何副作用。(5)负氧离子能灭菌、除尘，对空气的消毒和净化有一定作用负氧离子具有较高的活性，有很强的 氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的目的。科学研究发 现，负氧离子能与细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒相结合，并聚成球落到地面.从而起到杀菌和消除异 味(香烟烟雾、装修材料中释放的有害气体所产生的异味等)的作用。当室内空气中负氧离子的浓度达到 每立方厘米2万个时，空气中的飘尘量会减少98%以上。飘尘直径越小，越易受负氧离子作用而被沉淀，所以在含有高浓度负氧离子的空气中，直径lum以下的微尘、细菌、病毒等几乎为零。因此可以说，负氧 离子的多少是衡量空气是否清新的重要标准之一。根据世界卫生组织的规定，当空气中负氧离子的浓度不 低于每立方厘米10001500个时，这样的空气被视为清新空气。(6)负氧离子能增强人体免疫力，提高机体的解毒能力，使激素的不平衡正常化，并能够消除人体内因 组胺过多引起的不良反应，避免过敏性反应及“花粉症”的发生。(7)室内人员的呼吸，走动扬起的灰尘及化纤衣服的吸附作用均可使空气中的负氧离子浓度降低 各种 金属管道也可吸附大量的空气负氧离子。造成室内空气负氧离子减少的另一个重要原因是空调系统的使 用，在通过空调机的风道时由于与管壁的碰撞，可使空气负氧离子被吸附或复合而损失掉。久而久之，就 会导致室内空气质量恶化，人在这样的环境中逗留一段时间会感到烦闷、头痛、乏力、眩晕、易患感冒、注意力分散、容易疲劳等不良反应。要防止室内负氧离子的减少。可以加强室内的通风换气，但效果不明 显；也可以采用负氧离子发生器，则可在短时间内增加空气中的负氧离子含量，维护室内人群的健康。为什么负氧离子有保健功能呢？含有负氧离子的空气被人体呼吸后，进入人体循环，可调节人体植物 性神经、改善心肺功能、加强呼吸深度、促进人体新陈代谢，有利人体健康。长期使用，可明显改善呼吸 系统、循环系统等多项机能，使人精神焕发、精力充沛、记忆力增强、反应速度提高、耐疲劳度提高、稳 定神经系统、改善睡眠；又因其带负电荷，呈弱碱性，可中和肌酸，消除疲劳；还可中和人工环境中过多 的正离子，使室内空气恢复自然状态，防治空调病。为什么负离子具有抗氧化防衰老作用？这是一种基本化学原理，化学反应就是电子层上电子的交换，失去电子叫氧化，得到电子叫还原，失去电子的分子(团)或原子显示正电性叫正离子，获得多余电子的 分子(团)或原子显示负电性叫负离子。人体衰老就是细胞被氧化的过程，氧化就是失去电子的过程，而 负离子带有负电位，即有多余的电子，可以补充给老化细胞或血球电子。从而实现抗氧化防衰老，消减自 由基的作用。在生物体内，脂质的电子被抢夺，会氧化成老年斑；蛋白质的电子被抢夺，细胞功能将失常;基因的电子被抢夺，就会得癌症。在生物体内，这种抢夺电子的物质被称为“自由基”，从量子医学层次 讲，电子被抢夺是万病之源。同样，铁生锈，石头风化，植物腐烂，都是氧化的结果。)负氧离子带有负 电位，即有多余的电子，电子补充给自由基后，自由基被还原即消除了自由基，而自身转变为氧分子02。所应用的领域有负离子治疗仪、负离子空调、负离子电视、负离子吹风、疗养院等。第五节负氧离子与生态旅游一、空气负离子浓度观测空气负离子浓度是指单位体积空气中的负离子数目，其单位为：个/cn?。空气离子测量仪，主要用于 测量空气本底值和各种空气离子发生器所产生的各种正、负极性的中、小离子。基本原理是采用电容式空 12气离子收集器收集空气离子携带的电荷，通过测量这些电荷形成的电流和取样空气流量换算出离子浓度，一般认为，每个空气离子只带1个单位的电荷。正、负空气离子随取样气流进入收集器后，在收集板与极 化板之间的极化电场作用下，按不同极性分别向收集板和极化板偏转。收集板上收集到的电荷通过微电流 计落地，形成一股电流I;极化板上的电荷通过极化电源落地中和。改变极化电压的极性可以改变收集板 收集到的离子的极性，从而改变所测量离子的极性。单位体积空气离子数目（即离子浓度）的计算公式是:N=I/qva（1-3）式中，N为每单位体积空气中离子数目（个/cm）,I为微电流计读数（A）,q为基本电荷电量（1.6X102 C）,v为取样空气流速（cm/s）,a为收集器有效截面积（cm?）。二、自然环境中的负氧离子在大气环境中，空气分子浓度为2.7X1019个/cm,其中小离子浓度仅为个/cm,但它们却以 自身微小的粒子、正或负的电荷、高生物活性影响着大气环境的质量，以至整个地球生态平衡。根据国外 文献资料报告，20世纪初期，地球大气中正负离子的比例为1:1.2,而现代地球大气中正、负离子的比例 为1.2:1。仅仅相隔一个世纪，地球大气中正负离子平衡状态发生了逆转性变化，现在我们的生存环境已 经被浓厚的正离子围住。我们必须在现代社会活动中遏制和预防正离子的发生量，采取积极有效的措施增 加大气环境中的负离子比例，使我们人类赖以生存的环境条件得到改善。大气环境中空气离子浓度受地球环境的物理特性、气候、季节、时间变化及大气中污染物变化所影响。空气离子的浓度、极性、大小是评价环境质量、环境污染程度、天气好坏以及对人类带来哪些影响的重要 标尺。由于各种自然条件和居住环境中激发空气电离的能量不同，大气温度、湿度与气压的不断变化，在 各种环境中空气负离子的数值有很大的差异。例如，人们身边环境的负离子的检测数值如表上3所示。表1-3不同地点正、负离子浓度对比测定场所负离子（个/cnf）正离子（个/cm）测定场所负离子（个/cnf）正离子（个/cm）落雷时的窗边3000以上工业区5002000瀑布（距离10m 的位置）2800自然通风的办公 室380木屋房间21001400大城市内小河边270120森林20001000游戏中心3040公园（有风日）1000500卡拉0K包厢55繁忙的交通道路18002700封闭的办公室0500高级公寓房间15002200根据我国部分省市气象部门各自公布的数据，目前对空气负离子浓度的等级标准有表4和表一5两 种方法。表1-4负离子浓度与空气质量的对应标准（一）负离子浓度（个/CHI?）等级空气清新程度2000一级非常清新1500-2000二级清新1000-1500三级较清新500-1000四级一般500五级不清新13表1-5负离子浓度与空气质量的对应标准C二)负离子浓度(个/CHI)等级和健康的关系N02+N02(5-7)。2+。3 f。2+。3。3+CO2 f CO3+O2CO3 一+NO-N(V+C02(5-8)O2+CO2+M-CO4+MCO4+NO-N03-+C02(5-9)通过以上四种途径，一氧化氮在负氧离子的作用下可以转变成硝酸根（N0Q、亚硝酸根（NCV）或二氧化 氮（NOJ。另外，也可以用电子束照射来处理电厂及工业烟囱中所排放的气体。可清除其中的二氧化硫与氮 氧化物，使之转化含氮的化学肥料。其中负氧离子是氮氧化物（包括一氧化氮）降解过程中重要的活性中 间体。以电子形式射入废气中使氮氧化物变成悬浮颗粒，再用静电集尘器加以收集。从而实现对工厂所排 放废气的处理。二、二氧化氮（NO?）由于天然来源和人类的活动，大气中也存在着一定量的二氧化氮。从统计的数据看出，大于70%的人 为因素排放的二氧化氮都来源于机动车的排放。其次是煤和石油的燃烧。二氧化氮对材料、动植物和人类都有有害的影响。业已证明，某些纺织品褪色就是由于二氧化氮的存 在。它也可使棉纤维失掉强度。二氧化氮与水反应后得到的硝酸气溶胶可以破坏尼龙，并在尼龙袜上引起 抽丝现象。当空气浮尘中含有大量的有二氧化氮转变的硝酸盐时，会引起继电器中的银铜电线弹簧过早裂 化。在通常的情况下二氧化氮对植物没有损伤。但是当二氧化氮的浓度很高的时候，会引起植物损伤，使 植物开始慢性病害。二氧化氮还影响人的气管，气味的阈限是0.12g/L。与1040g/L二氧化氮接触就开 始形成慢性的气管炎症。和二氧化硫相比，二氧化氮很少停留在上呼吸道，而是从下呼吸道侵入肺深部（狗、兔子）。由此可见，二氧化氮对呼吸器官的损害，一直累及到末梢气道。而具有代表性的大气污染物质一 一二氧化硫在低浓度时并不损害末梢气道，但二氧化氮的危害作用则具有这种重要的特征。二氧化氮还能 引起肺脂质过氧化，使具有维持肺弹性功能的肺表面活性物质中的全磷脂质的饱和脂肪酸比例下降，肺磷 脂质组发生变化及肺卵磷脂的生物合成下降。在空气中，大多数的二氧化氮都和水蒸气反应转化成硝酸而回到地面。另一方面，正如科学家研究发 现的那样，用电子束照射由电厂及工业烟囱中所排放的气体。可清除其中的氮氧化物（其中包括二氧化氮），使之转化为含氮的化学肥料。其中负氧离子充当了一种重要的活性中间体。此项技术已应用于日本钢铁工 业的废气处理研究。第五节 碳氢化物的产生、危害及负氧离子对它的降解作用43碳氢化物又称煌类化合物，它主要是由生物质在高温高压下脱氧后生成的（如石油、天然气）或是在 微生物作用下分解而产生的（如沼气等）。据估计，全世界每年由生物质被微生物分解而产生的甲烷（沼 气的主要成分）等气态的碳氢化物的量达7亿多吨。这么多由分解产生的气态碳氢化物再加上由地层深处 冒出来的天然气以及燃料不完全燃烧或石油产品（如汽油、柴油、煤油）挥发产生的气态碳氢化物，每年 排入大气的气态碳氢化物的总量不少于1.0X10%。它们在大气环境中的积累导致了对大气环境的污染。对绝大多数的碳氢化物来说，大气中含量不高时对人体健康不会造成直接的危害，但是也有少量的碳氢化 物（如由燃料不完全燃烧生成的3,4-苯丙花等）即使在大气中含量少、浓度低，也会使人体致癌。而另 外一些碳氢化物（如苯、甲苯、二甲苯等）在大气中的浓度高时（加工厂厂区局部严重污染）也容易诱发 人体的畸变和癌变，对人体造成严重伤害。止匕外，像甲烷等一些气态的碳氢化物对大气造成的污染也是导 致“温室效应”的原因之一。一些碳氢化物在一定条件下（如和大气中的氮氧化物、臭氧等混合存在并在 阳光照射下）还会转化成次生污染物并导致产生有害的光化学烟雾。另外，危害极大的是多环芳烧，它是 指一类芳香族烧类化合物。已经被科学家所证实的一类致突变和致癌有机污染物。其主要来源为煤的燃烧。我国为重要的产煤国。每年要消耗2300万吨煤，成为重要的污染源。全国26个城市的大气污染均属煤炭 型污染，燃煤产生了大量有致癌、致突变作用的多环芳煌类化合物。根据卫生部1984年调查，全国26个 城市BaP日均浓度为0.012.98Ng/100m3,超标率（参考标准）达86%。为世界上PAHs污染严重的国家之 一，也是造成居民肺癌死亡率增加的原因之一。一般来说，芳香煌对人体健康损害极大。譬如，苯对中枢神经、血液的作用最强。当带有烷基侧链时，对黏膜的刺激性及麻醉性增强；但在生物体内，由于侧链先被氧化成醇进而变成较酸，故对造血机能并无 损害。本部分将负氧离子对一部分挥发性碳氢化合物的降解进行了讨论。一、甲苯（C7H8）甲苯在苯环上带有烷基侧链，对皮肤的刺激性较大，对神经系统的作用比苯强，但因甲苯最初被氧化 生成苯甲酸，对血液并无毒害。科学家对兔进行了吸入甲醛蒸气的实验，发现，纯甲苯不会形成血液的毒 害。但是甲苯对皮肤的刺激性较强。吸入8h浓度为100200g/L的甲苯蒸气时，会出现疲惫、恶心、错 觉、活动失灵、全身无力、嗜眠症状。而短时间