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正確認(rèn)識(shí)小粒徑負(fù)離子及其檢測方式
閱讀：2651 發(fā)布時(shí)間：2018-11-22
空氣負(fù)離子又稱負(fù)氧離子，是指獲得1個(gè)或1個(gè)以上的電子帶負(fù)電荷的氧氣離子。它是空氣中的氧分子結(jié)合了自由電子而形成的。自然界的放電(閃電)現(xiàn)象、光電效應(yīng)、噴泉、瀑布等都能使周圍空氣電離，形成負(fù)氧離子。負(fù)離子具有的凈化除塵，減少二手煙危害、改善預(yù)防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除體內(nèi)自由基、降低血液粘稠度的效果，在醫(yī)學(xué)界享有“維他氧”“空氣維生素”“長壽素”“ 空氣維他命”等美稱。
不過，空氣負(fù)離子很少以單個(gè)方式存在于環(huán)境中，由于其本身帶有電荷及運(yùn)動(dòng)的特征，所以環(huán)境中的負(fù)離子多是以幾個(gè)或者多個(gè)成團(tuán)方式存在于環(huán)境中，因此，一個(gè)負(fù)離子團(tuán)包含的負(fù)離子個(gè)數(shù)越多，它的體積就會(huì)越大，同時(shí)也會(huì)影響它的運(yùn)動(dòng)性(即活性)，因此我們將空氣負(fù)離子按其遷移距離和粒徑大小分為：大、中、小三種離子(實(shí)際上是三種離子團(tuán))。而對我們?nèi)梭w健康有益處的主要是小粒徑的負(fù)離子。
小粒徑負(fù)離子也叫輕離子或小離子，是一種等同于大自然的空氣負(fù)離子，也有資料稱其為生態(tài)級(jí)負(fù)離子。具有遷移距離遠(yuǎn)、活性高的特點(diǎn)。醫(yī)學(xué)研究表明：對人體有醫(yī)療保健作用的是小粒徑負(fù)離子。因?yàn)橹挥行×降呢?fù)離子才易于透過人體的血腦屏障，發(fā)揮其生物效應(yīng)。大自然中的空氣負(fù)離子之所以造就眾多長壽村，是因?yàn)樾×降呢?fù)離子比例高，小粒徑的負(fù)離子由于活性高、遷移距離遠(yuǎn)從而在長壽地區(qū)上空形成負(fù)離子浴環(huán)境。
小粒徑負(fù)離子主要存在于污染物比較少、空氣流通性較好的自然環(huán)境中，森林、公園等場所環(huán)境之所以能有效形成高濃度的小粒徑負(fù)離子環(huán)境，主要原因主要：一是負(fù)離子產(chǎn)生源頭多、分布廣(植物、水源、巖石等都是負(fù)離子生成源)，二是環(huán)境中污染物少(綠色植物可以有效吸附及分解污染物)，三是良好的空氣流通環(huán)境(不像城市里面，有太多的高大建筑物干擾空氣流通)。所有因素綜合在一起，才會(huì)讓空間的負(fù)離子不容易形成大粒徑的負(fù)離子團(tuán)，且良好的環(huán)境也有得于負(fù)離子具備更好的運(yùn)動(dòng)性及活性。
那我們應(yīng)該如何有效鑒別小粒徑負(fù)離子呢？
參照清華大學(xué)博導(dǎo)、中科院專家林金明教授所著的《環(huán)境健康與負(fù)氧離子》一書中如下定義：離子遷移率大于0.4cm2/(V`s)為小離子，小于0.04cm2/(V`s)為大離子，介于兩者之間則為中離子。接近分子大小的荷電原子團(tuán)或分子團(tuán)，都屬于小的空氣離子。定義中指的離子遷移率是指：負(fù)離子在單位強(qiáng)度(V/m)電場作用下的移動(dòng)速度，離子遷移率是分辨被測離子直徑大小的一個(gè)重要參數(shù)。空氣離子直徑越小，其遷移速度就越快，同時(shí)其移動(dòng)的距離跟范圍也就更大、存在時(shí)間也越久，離子遷移率是表達(dá)被測離子大小的重要參數(shù)。離子運(yùn)動(dòng)速度與離子直徑成反比，而離子遷移率與離子運(yùn)動(dòng)速度成正比，故離子遷移率與離子直徑成反比。對于我們的居住環(huán)境來說，我們的地球外層有一個(gè)固定的靜電大氣電離層(我們的通訊只所以能夠遠(yuǎn)距離傳播，實(shí)際上要感謝這層電離室對信號(hào)層對通訊信號(hào)的反射)，這個(gè)電離層呈正極，與此相反，我們的大地呈負(fù)極性，才者保持一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。因此在這個(gè)天然電場環(huán)境中，正離子和負(fù)離子會(huì)呈自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(布朗運(yùn)動(dòng))，而小粒徑的負(fù)離子由于在這個(gè)靜電場中具備更佳的遷移率，所以其有更好的活性，更遠(yuǎn)的遷移距離，因此負(fù)離子在形成至終消失的生命周期中(負(fù)離子是氧分子獲得自由電子形成的，因此在環(huán)境其它因素作用下，獲得的自由電子又會(huì)隨時(shí)失去重新變成氧分子，也就是說負(fù)離子是有存活時(shí)間的)首先能夠更遠(yuǎn)距離的自由移動(dòng)，其次由于有更久的存活時(shí)間，小粒徑負(fù)離子能更有效的形成一個(gè)健康、的整體環(huán)境空間。
明白了上面這些，對于如何鑒別小粒徑負(fù)離子就非常簡單了。首先要指出的是，負(fù)離子看不見摸不著，因此鑒別負(fù)離子一定借助的空氣負(fù)離子檢測儀，其次根據(jù)負(fù)離子的遷移距離來確定小粒徑負(fù)離子和大粒徑負(fù)離子。
1) 空氣負(fù)離子檢測儀選擇
空氣負(fù)離子測量儀是測量大氣中負(fù)離子濃度或者檢驗(yàn)各類負(fù)離子產(chǎn)生的負(fù)離子產(chǎn)生效果的儀器,它不便可以測量空氣離子的濃度,分辨離子正負(fù)極性,并可依離子遷移率的不同來分辨被測離子的大小。
空氣負(fù)離子檢測儀一般采用電荷收集器收集空氣離子所攜帶的電荷,并通過一個(gè)微電流計(jì)測量這些電荷所形成的電流，根據(jù)收集器的結(jié)構(gòu)不同,目前市場上主流的空氣負(fù)離子檢測儀可以劃分為平行電板式結(jié)構(gòu)和冷凝管式結(jié)構(gòu)(或電容式)兩種類型。
平行電板式結(jié)構(gòu)的負(fù)離子檢測儀是目前低端空氣離子檢測儀比較常用的一種方法，它采用一組相互平行的電板傳感器，在電板間施加恒定靜電壓，然后根據(jù)負(fù)離子通過傳感器間引起的電壓變化來計(jì)算負(fù)離子濃度。這種檢測儀技術(shù)上比較成熟，造價(jià)成本也比較低，但是易受外部環(huán)境影響，另外這種結(jié)構(gòu)自身的弱點(diǎn)容易導(dǎo)致電解邊緣效應(yīng)，容易造成氣流湍流，造成檢測結(jié)果偏移較大，且由于大部分空氣負(fù)離子檢測儀為了方便戶外攜帶使用一般總體體積都比較小，因此決定了這種結(jié)構(gòu)的負(fù)離子檢測儀的傳感部部分不可能做的很大，這就直接導(dǎo)致這類設(shè)備一般只適應(yīng)于中、大粒徑負(fù)離子檢測，比如常用的美國AlphaLAB公司生產(chǎn)的AIC-1000空氣負(fù)離子檢測儀和AIC-2000空氣負(fù)離子檢測儀的檢測遷移率設(shè)定為0.18，日本ECO公司生產(chǎn)的KEC-900空氣負(fù)離子檢測儀和KEC-990空氣負(fù)離子檢測儀的檢測遷移率設(shè)定為0.15,因此它們主要適應(yīng)于中、大粒徑負(fù)離子濃度檢測。
冷凝管式結(jié)構(gòu)(或電容式)結(jié)構(gòu)的負(fù)離子檢測儀是目前中空氣離子檢測儀成熟的一種方法。它的整體結(jié)構(gòu)由3個(gè)同心圓筒組成，圓筒間施加恒定電壓形成靜電壓場，空氣負(fù)離子通過通過圓筒時(shí)在電場力使用下筒身電極產(chǎn)生放電信號(hào)，電信號(hào)通過增益放大器模塊放大后轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，這些電脈沖信號(hào)的強(qiáng)弱就直接反映測量到的負(fù)離子濃度。這種檢測儀技術(shù)上目前已非常成熟，但由于內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及控制，造價(jià)成本比較高昂，但是這種結(jié)構(gòu)可以有效解決平行電板式結(jié)構(gòu)固有的電解邊緣效應(yīng)，同時(shí)圓筒本身的結(jié)構(gòu)及所道式進(jìn)氣方式在保持氣流通過的平順性的時(shí)間，可以非常有效的收集負(fù)離子，具備非常好的穩(wěn)定性及性。這種類型的空氣負(fù)離子檢測儀主要以檢測中、小粒徑負(fù)離子，特別是對小粒徑負(fù)離子具備很好的檢測效果。比如日本COM SYSTEM公司生產(chǎn)的COM-3200PRO II空氣負(fù)離子檢測儀的檢測遷移率設(shè)定為0.6，COM-3600F空氣負(fù)離子檢測儀的檢測遷移率設(shè)定為0.8，COM-3800空氣負(fù)離子檢測儀的檢測遷移率設(shè)定為0.8，,因此它們主要適應(yīng)于小粒徑負(fù)離子濃度檢測。
2) 合理的測量方式
大自然環(huán)境中的負(fù)離子濃度主要分布在污染物少的森林、湖泊、景區(qū)、山區(qū)等地地方，在城市周圍或者工業(yè)區(qū)，由于污染源多、負(fù)離子產(chǎn)生源少等原因，導(dǎo)致這些地區(qū)的環(huán)境中負(fù)離子數(shù)量非常少，這也催生了目前一個(gè)非常火熱的行業(yè)；人造功能性負(fù)離子產(chǎn)品。
目前市場上存在大量人造負(fù)離子產(chǎn)品，常見的就是各類負(fù)離子發(fā)生器、空氣凈化器和大量和具備負(fù)離子釋放的功能性負(fù)離子材料(包括負(fù)離子裝修材料，如板材，涂料，墻紙等、建筑材料，如硅藻泥、負(fù)離子地板，負(fù)離子裝飾物等、負(fù)離子紡織品等等)，由于標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的缺乏，導(dǎo)致目前這類產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，有些商家的宣傳效果遠(yuǎn)不如實(shí)際效果，因此，對于這些產(chǎn)品實(shí)際效果的判斷就需要借助專業(yè)的檢測設(shè)備和正確的測量方法。
不管負(fù)離子發(fā)生器還是負(fù)離子材料，我們建議檢測方式一定要符合實(shí)際使用的方式，重要的兩點(diǎn)就是測量距離跟數(shù)據(jù)計(jì)算方式。一般來講是不論是什么產(chǎn)品，離它們越近，理論上檢測到的負(fù)離子數(shù)值會(huì)越高，所以很多商家宣傳的時(shí)候會(huì)提供一個(gè)非常高的數(shù)值，但是很少有商家會(huì)告訴你它們宣傳的數(shù)值是在離產(chǎn)品多遠(yuǎn)測量的(實(shí)際上很多商家宣傳的數(shù)據(jù)都是近距離測量的)。另外，上面我們提到，只有小粒徑的負(fù)離子才具備有益健康的功能，而小粒徑負(fù)離子在自然環(huán)境下可以遠(yuǎn)距離的有效移動(dòng)，改變一個(gè)大環(huán)境的空氣質(zhì)量，因此我們要檢測的應(yīng)該是以小粒徑的負(fù)離子濃度為主，所以我們建議測量的時(shí)候，好能夠在一個(gè)相對符合產(chǎn)品使用的距離來進(jìn)行測量(比如2~3米遠(yuǎn))。
另外我們上面提到，由于負(fù)離子是有壽命的，它不是存在，所以在空氣中的濃度實(shí)際上是一種動(dòng)態(tài)變化的趨勢，因此測量的時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備一般顯示的是實(shí)時(shí)變化的負(fù)離子濃度曲線，另外對于一個(gè)空間來說，負(fù)離子遷移到足夠遠(yuǎn)的距離也需要一個(gè)時(shí)間，因此我們建議測量的時(shí)候應(yīng)該是采集一段時(shí)間內(nèi)的負(fù)離子濃度變化曲線圖，以時(shí)間內(nèi)的平均值做為其負(fù)離子濃度比較合適。