解码“森林氧吧”中的空气负离子

      雾霾和污染已成常态，“压力山大”也成常态。放下包袱，走出城市“牢笼”，来一场说走就走的旅行，哪怕是吸一口和着泥土芬芳的自然空气，已经成为无数城市居民的迫切需要。也正因为这种需求，近些年到森林里深呼吸的游客大增。

        虽然我们常常被“森林氧吧”中高浓度的空气负离子所诱惑，且主观断定，它一定是有益健康的东西，但实际上，大多数人并不明了空气负离子究竟身为何物。今天，我们就来通过查阅文献资料和采访专家学者等途径获得的信息，漫谈空气负离子。

        什么是空气负离子？它从哪儿来？

        自然状态下，空气分子的极性呈中性，但在宇宙射线、紫外线等外界能量的作用下，部分空气分子会发生电离，形成带正电荷或带负电荷的空气微粒。理论上讲，存在于自然界的负离子与正离子是等量的，但研究发现，即使清洁环境中的空气，正、负离子的浓度比值常大于1。

        当空气遭到污染时，就产生了病毒、细菌、有害物质、有害气体及含有多种成分的尘埃，它们都带正电荷。正离子的增加导致正、负离子比例失调，这种变化会令人体感到不适，甚至导致头昏、头痛、恶心、呕吐、情绪不安、呼吸困难、工作效率下降等。

        大约在上世纪初，俄罗斯学者发表了用空气负离子治疗疾病的论文。空气负离子率先引起医学界人士的广泛关注。人们发现，就像万物生长离不开阳光、空气和水一样，人类健康同样离不开负离子。空气负离子具有杀菌、降尘、给人体补氧补电等多种功效，且能利用其带电功能，将空气中悬浮的污染物、细菌、微生物等吸附捕获，从而使得空气变得清洁。因此，空气负离子含量越高，空气就越清洁舒适。正因为这些神奇的功效，空气负离子有空气清洁剂的美称，也被誉为“空气维生素”。目前，在环境评价中，空气负离子浓度已被列为衡量空气质量好坏的一个重要参数。

        学术界普遍认为，自然界中3种情况可以形成空气负离子：一是大气受宇宙射线、紫外线、雷雨、风暴、土壤等因素的影响发生电离，释放出的电子和空气中的中性分子结合而成为空气负离子；二是瀑布冲击、细浪推卷、暴雨跌失等自然过程中，水在重力作用下高速流动，水分子裂解而产生负离子；三是绿色植物光合作用形成的光电效应产生负离子。

        “森林氧吧”中的负离子究竟有多少？

        医学研究证明，人体对空气负离子浓度的要求为：当空气负离子浓度为每立方厘米10000个以上时，就能起到防病治病的效果（发达国家的生态医院就是以负离子浓度为标准建立）；浓度为每立方厘米400-1000个时，可以维护人体健康的基本需要；浓度低于每立方厘米200个时，只能维持生理健康边缘，可能引起亚健康；当低于每立方厘米50个时，就会诱发生理障碍等疾病。高含量的负离子及森林中所散发的植物精气具有强大的医疗和保健功能，具有洗肺、改善心肌功能、镇静自律神经、杀菌、激活人体内多种酶等作用。

        生前担任中南林业科技大学森林旅游研究中心主任的吴楚材教授，是我国森林旅游学科的奠基人和创始人之一，他曾对森林中的空气负离子进行了大量的监测和研究。

        在2001年发表的《森林游憩区空气负离子水平的研究》一文中，吴楚材说：“森林中的空气负离子是一种无形的、高科技的、重要的森林旅游资源”。

        根据吴楚材团队在湖南多种森林类型中的监测结果，纯林中的空气负离子水平在每立方厘米900-2000个，阔叶林中的浓度为每立方厘米1161个，针叶林中更高，达每立方厘米1507个。也就是说，一般森林中的空气负离子水平都要高于人类正常生理需求的水平。

        北京林业大学的邵海荣等在《用空气负离子浓度对北京地区空气清洁度进行初步评价》一文中的研究表明，有林地中的空气正、负离子之比要小于无林地，针叶林区的空气正、负离子浓度之比要小于阔叶林区。北京市区的空气正、负离子浓度之比是2.06∶1，而绿色植被覆盖相对较多的8个郊区县平均为1.11∶1。也就是说，市区正离子的浓度是负离子的2.06倍，郊区正离子浓度与负离子相当。

        哪些因素影响森林中的空气负离子含量？

        森林、海滨、高山、瀑布、喷泉周围的负离子浓度最高。据吴楚材教授研究，森林覆盖率越高，负离子含量越高，当森林覆盖率在35%-60%时，森林空气负离子的分布受地理条件、土壤类型、太阳辐射、空气温度、风向风速、植被、水流的综合影响。

        吴楚材的研究表明，森林中的空气负离子浓度随着温度的升高而降低，随着相对湿度的升高而增加。另外，森林中的瀑布、溪流、湖泊等水体对空气负离子水平具有协同作用，这是因为，水体也是重要的空气离子源。

        据监测，动态水（流量较小的溪流除外）的空气负离子含量大于静态水。动态水中，急流比缓流大，瀑布最大；静态水中，大面积水域比小面积水域的空气负离子含量高，泉水形成的水雾对空气负离子的产生有较大的促进作用。

        吴楚材认为：“由于水在跌落、喷射、喷溅和冲击时，水滴高速运动而断裂，水分子截断后带正电荷，周围空气带负电荷；加之水的喷溅等作用带走了空气中的灰尘，对空气起到清洁作用，在清洁空气中空气负离子不断积累，从而使空气中的负离子浓度增加。这就是喷电筒效应。因此，在开发利用水体空气负离子旅游资源时，应多开发动态水体的综合功能。”

        吴楚材等还研究了森林中空气负离子在时间尺度上的变化。他们发现，一天中，森林中的负离子浓度呈现两个波峰，分别是在22时-24时和7时-9时，另外，19时-21时也相对较高，而15时-17时出现最低值。一年中，夏、秋季节的空气负离子浓度高于冬、春两季，且夏季最高，冬季最低。

        邵海荣等在北京的监测也表明，溪流和瀑布在增加空气清洁度上有极为明显的作用。一天中，白天的空气正、负离子之比小于夜间；一年中，夏季的正、负离子之比最小，冬季最大。

        吴楚材等的研究还发现，森林中的人为设施也会影响空气负离子的水平。森林小竹屋中的负离子浓度高于小木屋，而小木屋中的浓度又高于石质小屋。