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***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***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***。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***;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***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***,冬季***。
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****小,冬季***。
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。