解碼「森林氧吧」中的空氣負離子

  

  霧霾和污染已成常態,「壓力山大」也成常態。放下包袱,走出城市「牢籠」,來一場說走就走的旅行,哪怕是吸一口和著泥土芬芳的自然空氣,已經成為無數城市居民的迫切需要。也正因為這種需求,近些年到森林裡深呼吸的遊客大增。

  雖然我們常常被「森林氧吧」中高濃度的空氣負離子所誘惑,且主觀斷定,它一定是有益健康的東西,但實際上,大多數人並不明了空氣負離子究竟身為何物。今天,我們就來通過查閱文獻資料和採訪專家學者等途徑獲得的信息,漫談空氣負離子。

  什麼是空氣負離子?它從哪兒來?

  自然狀態下,空氣分子的極性呈中性,但在宇宙射線、紫外線等外界能量的作用下,部分空氣分子會發生電離,形成帶正電荷或帶負電荷的空氣微粒。理論上講,存在於自然界的負離子與正離子是等量的,但研究發現,即使清潔環境中的空氣,正、負離子的濃度比值常大於1。

  當空氣遭到污染時,就產生了病毒、細菌、有害物質、有害氣體及含有多種成分的塵埃,它們都帶正電荷。正離子的增加導致正、負離子比例失調,這種變化會令人體感到不適,甚至導致頭昏、頭痛、噁心、嘔吐、情緒不安、呼吸困難、工作效率下降等。

  大約在上世紀初,俄羅斯學者發表了用空氣負離子治療疾病的論文。空氣負離子率先引起醫學界人士的廣泛關注。人們發現,就像萬物生長離不開陽光、空氣和水一樣,人類健康同樣離不開負離子。空氣負離子具有殺菌、降塵、給人體補氧補電等多種功效,且能利用其帶電功能,將空氣中懸浮的污染物、細菌、微生物等吸附捕獲,從而使得空氣變得清潔。因此,空氣負離子含量越高,空氣就越清潔舒適。正因為這些神奇的功效,空氣負離子有空氣清潔劑的美稱,也被譽為「空氣維生素」。目前,在環境評價中,空氣負離子濃度已被列為衡量空氣品質好壞的一個重要參數。

  學術界普遍認為,自然界中3種情況可以形成空氣負離子:一是大氣受宇宙射線、紫外線、雷雨、風暴、土壤等因素的影響發生電離,釋放出的電子和空氣中的中性分子結合而成為空氣負離子;二是瀑布衝擊、細浪推卷、暴雨跌失等自然過程中,水在重力作用下高速流動,水分子裂解而產生負離子;三是綠色植物光合作用形成的光電效應產生負離子。

  「森林氧吧」中的負離子究竟有多少?

  醫學研究證明,人體對空氣負離子濃度的要求為:當空氣負離子濃度為每立方厘米10000個以上時,就能起到防病治病的效果(已開發國家的生態醫院就是以負離子濃度為標準建立);濃度為每立方厘米400-1000個時,可以維護人體健康的基本需要;濃度低於每立方厘米200個時,只能維持生理健康邊緣,可能引起亞健康;當低於每立方厘米50個時,就會誘發生理障礙等疾病。高含量的負離子及森林中所散發的植物精氣具有強大的醫療和保健功能,具有洗肺、改善心肌功能、鎮靜自律神經、殺菌、激活人體內多種酶等作用。

  生前擔任中南林業科技大學森林旅遊研究中心主任的吳楚材教授,是我國森林旅遊學科的奠基人和創始人之一,他曾對森林中的空氣負離子進行了大量的監測和研究。

  在2001年發表的《森林遊憩區空氣負離子水平的研究》一文中,吳楚材說:「森林中的空氣負離子是一種無形的、高科技的、重要的森林旅遊資源」。

  根據吳楚材團隊在湖南多種森林類型中的監測結果,純林中的空氣負離子水平在每立方厘米900-2000個,闊葉林中的濃度為每立方厘米1161個,針葉林中更高,達每立方厘米1507個。也就是說,一般森林中的空氣負離子水平都要高於人類正常生理需求的水平。

  北京林業大學的邵海榮等在《用空氣負離子濃度對北京地區空氣清潔度進行初步評價》一文中的研究表明,有林地中的空氣正、負離子之比要小於無林地,針葉林區的空氣正、負離子濃度之比要小於闊葉林區。北京市區的空氣正、負離子濃度之比是2.06∶1,而綠色植被覆蓋相對較多的8個郊區縣平均為1.11∶1。也就是說,市區正離子的濃度是負離子的2.06倍,郊區正離子濃度與負離子相當。

  哪些因素影響森林中的空氣負離子含量?

  森林、海濱、高山、瀑布、噴泉周圍的負離子濃度最高。據吳楚材教授研究,森林覆蓋率越高,負離子含量越高,當森林覆蓋率在35%-60%時,森林空氣負離子的分布受地理條件、土壤類型、太陽輻射、空氣溫度、風向風速、植被、水流的綜合影響。

  吳楚材的研究表明,森林中的空氣負離子濃度隨著溫度的升高而降低,隨著相對濕度的升高而增加。另外,森林中的瀑布、溪流、湖泊等水體對空氣負離子水平具有協同作用,這是因為,水體也是重要的空氣離子源。

  據監測,動態水(流量較小的溪流除外)的空氣負離子含量大於靜態水。動態水中,急流比緩流大,瀑布最大;靜態水中,大面積水域比小面積水域的空氣負離子含量高,泉水形成的水霧對空氣負離子的產生有較大的促進作用。

  吳楚材認為:「由於水在跌落、噴射、噴濺和衝擊時,水滴高速運動而斷裂,水分子截斷後帶正電荷,周圍空氣帶負電荷;加之水的噴濺等作用帶走了空氣中的灰塵,對空氣起到清潔作用,在清潔空氣中空氣負離子不斷積累,從而使空氣中的負離子濃度增加。這就是噴電筒效應。因此,在開發利用水體空氣負離子旅遊資源時,應多開發動態水體的綜合功能。」

  吳楚材等還研究了森林中空氣負離子在時間尺度上的變化。他們發現,一天中,森林中的負離子濃度呈現兩個波峰,分別是在22時-24時和7時-9時,另外,19時-21時也相對較高,而15時-17時出現最低值。一年中,夏、秋季節的空氣負離子濃度高於冬、春兩季,且夏季最高,冬季最低。

  邵海榮等在北京的監測也表明,溪流和瀑布在增加空氣清潔度上有極為明顯的作用。一天中,白天的空氣正、負離子之比小於夜間;一年中,夏季的正、負離子之比最小,冬季最大。

  吳楚材等的研究還發現,森林中的人為設施也會影響空氣負離子的水平。森林小竹屋中的負離子濃度高於小木屋,而小木屋中的濃度又高於石質小屋。

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