【科普】负氧离子的概念

2019-05-15

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,精神也抖撒起来,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,但在字宙射线、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,呈负电极性,而失去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)。



由于空气中各种气体元素的电子亲和力即“俘获”电子的能力强弱不同,它们俘获电离的自由电子难易程度也就不同。氮的电子亲和力大大低于氧和二氧化碳,而氧是在低层大气中含量最丰富的元素,约占20%,二氧化碳仅占0.03%,因此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[O2(H2O)n],其过程可表示为:

O2+e-→O2-

O2+nH2O→O2(H2O)n


e-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ozone翻译而来的,其化学符号为O3由于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(O2),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,消除一切恶臭。然而过多的臭氧会加速细胞老化,因为它会改变细胞膜的电位,使细胞膜不带电。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,使细胞膜回复原来的活力。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100~200个,城市室内更少,仅有40~50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。


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