郁南大王山景區(qū)空氣負(fù)氧離子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
空氣負(fù)離子具有殺菌、降塵、清潔空氣的功效,被譽(yù)為“空氣維生素和生長(zhǎng)素”。空氣負(fù)離
子對(duì)人體健康十分有益,可以強(qiáng)身健體、治病,其濃度高低已成為評(píng)價(jià)一個(gè)地方空氣清潔程度
的指標(biāo)。一般情況下,空氣負(fù)離子含量在 700 個(gè)/cm3 以上有利于人體健康。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,
空氣負(fù)離子是一種無形的、重要的生態(tài)旅游資源。了解空氣負(fù)離子分布狀況,對(duì)合理開展生態(tài)
旅游、指導(dǎo)空氣負(fù)離子旅游資源開發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1. 空氣負(fù)離子定義
空氣中氣體分子因電離而釋放出的電子與其它中性原子或分子相結(jié)合而形成負(fù)離子,如以
O2-(H2O)n、H3O2- (H2O)n、OH-(H2O)n 等存在的離子。
2. 空氣負(fù)離子濃度
單位體積空氣中的負(fù)離子個(gè)數(shù),單位為個(gè)/cm3。
3. 空氣負(fù)離子及其產(chǎn)生條件
環(huán)境中的空氣負(fù)離子主要是由于宇宙射線、雷電、植物的光合作用、土壤中的氣體交換以及
植物芬多精的作用所形成,在溪流、瀑布跌水、海岸則主要是由于水沖擊產(chǎn)生 Lenard 效應(yīng)形成
空氣負(fù)離子。森林中空氣清新、清潔的主要原因就是因?yàn)樯汁h(huán)境中空氣負(fù)離子濃度較高,且
空氣負(fù)離子具有殺菌、降塵、強(qiáng)身的功效。在森林旅游資源評(píng)價(jià)中,空氣負(fù)離子已作為評(píng)價(jià)森
林旅游資源的重要指標(biāo)。在人類崇尚健康、生態(tài)的 21 世紀(jì),空氣負(fù)離子資源將成為森林生態(tài)旅
游地吸引游客的重要手段。
4. 空氣負(fù)離子功能
空氣負(fù)離子被喻為“空氣維生素”或“生長(zhǎng)素”,是森林保健旅游資源的重要組成部分,它
對(duì)人體健康和環(huán)境改善具有重要的積極作用。空氣負(fù)離子能清潔空氣,促進(jìn)人的新陳代謝,對(duì)
人體有保健作用,主要體現(xiàn)在:改善呼吸功能,增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能,降低血壓,增強(qiáng)心肌功
能,促進(jìn)血液循環(huán),調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng),使人精神振奮等。另外,負(fù)離子對(duì)一些疾病有輔助治療作
用??諝庳?fù)離子能吸附、聚集和沉降空氣中的污染物和懸浮顆粒,使空氣得到凈化。
5. 空氣負(fù)離子區(qū)分
負(fù)離子很少以單個(gè)方式存在于環(huán)境中,多是以幾個(gè)或者多個(gè)成團(tuán)方式存在于環(huán)境中。
雖然空氣負(fù)離子對(duì)環(huán)境及人體健康大有益處,但其中起作用的主要是體積小、活性高的小
粒徑負(fù)離子團(tuán),這是因?yàn)?,小粒徑的?fù)離子團(tuán)的體積小、重量輕、移動(dòng)快,具有良好的生
物活性。
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(chǎng)作用下的移動(dòng)速度,離子遷移率是分辨被測(cè)離子直徑大小 的一個(gè)重要參數(shù)??諝怆x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(cè)離子大小的重要參數(shù)。
負(fù)離子運(yùn)動(dòng)速度與負(fù)離子離子直徑成反比,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(duì)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(duì)信號(hào)層對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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 子在形成至最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、優(yōu)質(zhì)的整體環(huán)境空間。
6. 檢測(cè)對(duì)象說明
根據(jù)上面空氣負(fù)離子的區(qū)分及特征說明,我們建議只對(duì)中、小粒徑負(fù)離子濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)!
7. 評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及空氣清新度評(píng)價(jià)方法
空氣負(fù)離子濃度高低可以表明環(huán)境空氣質(zhì)量水平,尤其與人類健康密切關(guān)聯(lián)。目前,關(guān)于空
氣負(fù)離子濃度與空氣清新度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)尚在完善中,我們提供兩種標(biāo)準(zhǔn)參考:
1) 簡(jiǎn)易空氣負(fù)離子評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)空氣負(fù)離子濃度與人體健康的關(guān)系,對(duì)空氣負(fù)離子濃度評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定,見下表 2。
表 2 : 空氣負(fù)離子濃度評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表
空氣負(fù)離子濃度(個(gè)/cm3) |
空氣質(zhì)量指標(biāo)/等級(jí) |
空氣清新程度 |
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2000 以上(含) |
一級(jí) |
非常清新 |
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≥1500 ~ <2000 |
二級(jí) |
清新 |
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≥1000 ~ <1500 |
三級(jí) |
較清新 |
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≥500 ~ <1000 |
四級(jí) |
一般清新 |
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500 以下 |
五級(jí) |
不清新 |
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2) 總體空氣清新度評(píng)價(jià)方法 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)空氣負(fù)離子的評(píng)價(jià)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),我們建議常規(guī)采用單極系數(shù)和安
倍空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)系數(shù)這兩個(gè)應(yīng)用最廣的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析。
1) 單極系數(shù)(q)
在正常大氣中,空氣正、負(fù)離子濃度一般不相等,這種特征被稱為大氣的單極性。單 極性用單級(jí)系數(shù)來表示,即空氣中正離子與負(fù)離子的比值,q=n+/n-。
許多學(xué)者對(duì)不同地區(qū)的相關(guān)研究表明,通常陸地上 q 值為 1.2 左右;大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為 q
值等于或小于 1 時(shí),才能給人以舒適感。單級(jí)系數(shù)越小,表示空氣中負(fù)離子濃度比正離子 濃度高得越多,對(duì)人體越有利。日本學(xué)者研究表明,當(dāng)空氣中負(fù)離子濃度值大于 1000 個(gè) /cm3,且 q 值小于 1 時(shí),空氣清潔舒適,對(duì)人體健康最有益。
2) 安倍空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)系數(shù)(CI)
日本學(xué)者安倍通過對(duì)城市居民生活區(qū)空氣離子的研究,建立了安倍空氣離子評(píng)價(jià)指 數(shù) 。安培空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)系數(shù)反映了空氣中離子濃度接近自然界空氣離子化水平的程度, 見公式:
CI=( n-/1000)x(1/q)
公式中 CI 為空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù);n-為空氣負(fù)離子濃度(個(gè)/cm3);q 為單極系數(shù);1000 為
滿足人體生物學(xué)效應(yīng)最低需求的空氣負(fù)離子濃度(個(gè)/cm3)。
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