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正确认识小粒径负离子及其检测方式

来源:上海纳进环保科技有限公司   2018年11月22日 09:53  
  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。它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。自然界的放电(闪电)现象、光电效应、喷泉、瀑布等都能使周围空气电离,形成负氧离子。负离子具有的净化除尘,减少二手烟危害、改善预防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除体内自由基、降低血液粘稠度的效果,在医学界享有“维他氧”“空气维生素”“长寿素”“ 空气维他命”等美称。
 
  不过,空气负离子很少以单个方式存在于环境中,由于其本身带有电荷及运动的特征,所以环境中的负离子多是以几个或者多个成团方式存在于环境中,因此,一个负离子团包含的负离子个数越多,它的体积就会越大,同时也会影响它的运动性(即活性),因此我们将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(实际上是三种离子团)。而对我们人体健康有益处的主要是小粒径的负离子。
 
  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。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。
 
  小粒径负离子主要存在于污染物比较少、空气流通性较好的自然环境中,森林、公园等场所环境之所以能有效形成高浓度的小粒径负离子环境,主要原因主要:一是负离子产生源头多、分布广(植物、水源、岩石等都是负离子生成源),二是环境中污染物少(绿色植物可以有效吸附及分解污染物),三是良好的空气流通环境(不像城市里面,有太多的高大建筑物干扰空气流通)。所有因素综合在一起,才会让空间的负离子不容易形成大粒径的负离子团,且良好的环境也有得于负离子具备更好的运动性及活性。
 
  那我们应该如何有效鉴别小粒径负离子呢?
 
  参照清华大学博导、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:离子迁移率大于0.4cm2/(V`s)为小离子,小于0.04cm2/(V`s)为大离子,介于两者之间则为中离子。接近分子大小的荷电原子团或分子团,都属于小的空气离子。定义中指的离子迁移率是指:负离子在单位强度(V/m)电场作用下的移动速度,离子迁移率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,同时其移动的距离跟范围也就更大、存在时间也越久,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反比。对于我们的居住环境来说,我们的地球外层有一个固定的静电大气电离层(我们的通讯只所以能够远距离传播,实际上要感谢这层电离室对信号层对通讯信号的反射),这个电离层呈正极,与此相反,我们的大地呈负极性,才者保持一个动态平衡状态。因此在这个天然电场环境中,正离子和负离子会呈自由运动状态(布朗运动),而小粒径的负离子由于在这个静电场中具备更佳的迁移率,所以其有更好的活性,更远的迁移距离,因此负离子在形成至终消失的生命周期中(负离子是氧分子获得自由电子形成的,因此在环境其它因素作用下,获得的自由电子又会随时失去重新变成氧分子,也就是说负离子是有存活时间的)首先能够更远距离的自由移动,其次由于有更久的存活时间,小粒径负离子能更有效的形成一个健康、的整体环境空间。
 
  明白了上面这些,对于如何鉴别小粒径负离子就非常简单了。首先要指出的是,负离子看不见摸不着,因此鉴别负离子一定借助的空气负离子检测仪,其次根据负离子的迁移距离来确定小粒径负离子和大粒径负离子。
 
  1)        空气负离子检测仪选择
 
  空气负离子测量仪是测量大气中负离子浓度或者检验各类负离子产生的负离子产生效果的仪器,它不便可以测量空气离子的浓度,分辨离子正负极性,并可依离子迁移率的不同来分辨被测离子的大小。
 
  空气负离子检测仪一般采用电荷收集器收集空气离子所携带的电荷,并通过一个微电流计测量这些电荷所形成的电流,根据收集器的结构不同,目前市场上主流的空气负离子检测仪可以划分为平行电板式结构和冷凝管式结构(或电容式)两种类型。
 
  平行电板式结构的负离子检测仪是目前低端空气离子检测仪比较常用的一种方法,它采用一组相互平行的电板传感器,在电板间施加恒定静电压,然后根据负离子通过传感器间引起的电压变化来计算负离子浓度。这种检测仪技术上比较成熟,造价成本也比较低,但是易受外部环境影响,另外这种结构自身的弱点容易导致电解边缘效应,容易造成气流湍流,造成检测结果偏移较大,且由于大部分空气负离子检测仪为了方便户外携带使用一般总体体积都比较小,因此决定了这种结构的负离子检测仪的传感部部分不可能做的很大,这就直接导致这类设备一般只适应于中、大粒径负离子检测,比如常用的美国AlphaLAB公司生产的AIC-1000空气负离子检测仪和AIC-2000空气负离子检测仪的检测迁移率设定为0.18,日本ECO公司生产的KEC-900空气负离子检测仪和KEC-990空气负离子检测仪的检测迁移率设定为0.15,因此它们主要适应于中、大粒径负离子浓度检测。
 
  冷凝管式结构(或电容式)结构的负离子检测仪是目前中空气离子检测仪成熟的一种方法。它的整体结构由3个同心圆筒组成,圆筒间施加恒定电压形成静电压场,空气负离子通过通过圆筒时在电场力使用下筒身电极产生放电信号,电信号通过增益放大器模块放大后转换成电脉冲信号,这些电脉冲信号的强弱就直接反映测量到的负离子浓度。这种检测仪技术上目前已非常成熟,但由于内部复杂的结构及控制,造价成本比较高昂,但是这种结构可以有效解决平行电板式结构固有的电解边缘效应,同时圆筒本身的结构及所道式进气方式在保持气流通过的平顺性的时间,可以非常有效的收集负离子,具备非常好的稳定性及性。这种类型的空气负离子检测仪主要以检测中、小粒径负离子,特别是对小粒径负离子具备很好的检测效果。比如日本COM SYSTEM公司生产的COM-3200PRO II空气负离子检测仪的检测迁移率设定为0.6,COM-3600F空气负离子检测仪的检测迁移率设定为0.8,COM-3800空气负离子检测仪的检测迁移率设定为0.8,,因此它们主要适应于小粒径负离子浓度检测。
 
  2)        合理的测量方式
 
  大自然环境中的负离子浓度主要分布在污染物少的森林、湖泊、景区、山区等地地方,在城市周围或者工业区,由于污染源多、负离子产生源少等原因,导致这些地区的环境中负离子数量非常少,这也催生了目前一个非常火热的行业;人造功能性负离子产品。
 
  目前市场上存在大量人造负离子产品,常见的就是各类负离子发生器、空气净化器和大量和具备负离子释放的功能性负离子材料(包括负离子装修材料,如板材,涂料,墙纸等、建筑材料,如硅藻泥、负离子地板,负离子装饰物等、负离子纺织品等等),由于标准和规范的缺乏,导致目前这类产品质量参差不齐,有些商家的宣传效果远不如实际效果,因此,对于这些产品实际效果的判断就需要借助专业的检测设备和正确的测量方法。
 
  不管负离子发生器还是负离子材料,我们建议检测方式一定要符合实际使用的方式,重要的两点就是测量距离跟数据计算方式。一般来讲是不论是什么产品,离它们越近,理论上检测到的负离子数值会越高,所以很多商家宣传的时候会提供一个非常高的数值,但是很少有商家会告诉你它们宣传的数值是在离产品多远测量的(实际上很多商家宣传的数据都是近距离测量的)。另外,上面我们提到,只有小粒径的负离子才具备有益健康的功能,而小粒径负离子在自然环境下可以远距离的有效移动,改变一个大环境的空气质量,因此我们要检测的应该是以小粒径的负离子浓度为主,所以我们建议测量的时候,好能够在一个相对符合产品使用的距离来进行测量(比如2~3米远)。
 
  另外我们上面提到,由于负离子是有寿命的,它不是存在,所以在空气中的浓度实际上是一种动态变化的趋势,因此测量的时候我们会发现设备一般显示的是实时变化的负离子浓度曲线,另外对于一个空间来说,负离子迁移到足够远的距离也需要一个时间,因此我们建议测量的时候应该是采集一段时间内的负离子浓度变化曲线图,以时间内的平均值做为其负离子浓度比较合适。

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