【T-30d】「空氣維生素」——負氧離子

來自專欄月宮一號

//本文作者：第一批艙內成員，博士後劉慧

//「月宮365」實驗距離完成，已進入最後一個月！

隨著社會經濟和互聯網技術的發展，人們的生活節奏加快了，生活越來越便捷了，而戶外活動時間減少了。尤其是城市中的強壯年人群，無論是工作還是休息時間，電腦和手機霸佔了除去睡眠之外的絕大部分時間，這對人體的身心健康帶來了許多的問題。也許大家都有過這樣的體會，長久待在密閉的房間內，會感覺到氣悶、頭昏腦脹，偶爾會有頭痛的感覺，而當來到公園、森林等植被較多、或噴泉、海邊、瀑布等環境時，會覺得神清氣爽，這就是「空氣維生素」的作用。

那麼「空氣維生素」是什麼呢？它就是一種叫做「負氧離子」的物質，是指獲得多餘電子而帶負電荷的氧氣離子。它是空氣中氧分子結合了自由電子而形成的。自然界的放電（閃電）現象、光電效應、噴泉、瀑布等都能使周圍空氣電離，形成負氧離子。它在醫學界享有「維他氧」、「空氣維生素」、「長壽素」等美譽。

那麼，這麼好的東西哪裡有賣呢？自然界中負氧離子是怎麼產生的呢？目前有如下幾條途徑：一、地殼和大氣中的放射性物質的電離作用；二、宇宙射線和太陽紫外線的電離作用；三、水的Lenard效應又稱噴筒電效應；四、植物的尖端放電和光電效應；此外，大氣環境中的很多物理過程，如閃電、雷暴、雪暴、火山爆發以及其他形式的放電現象等，都使空氣分子發生電離，能增加空氣負離子的濃度[1]。

負離子在人體生命活動中發揮著中重要作用。人體本身就是一個複雜的奇妙的系統。細胞就是一個微型電池，細胞膜內有50 –90 mv 的電位差，通過細胞電池不斷充放電來維持大腦指揮各部器官的正常生理活動。而細胞的充放電又必須由負離子來維持。因而負離子是維持人體器官正常活動所必須的生命食糧[2]。因此通過增加空氣中的負氧離子，從理論上的確有利於人們的身心健康，在臨床研究中也證實了其對人體的功效[3,4]。這也就能解釋在古代，缺少現代科學知識的人們在身體不舒服時，去拜祭深山古樹，或者在古樹下靜卧即可改善身體狀況的現象。

自從1889年科學家Elster和Gertel研究發現空氣中的負氧離子以來[1]，負氧離子相關研究內容主要集中於評價方法、生理功能、臨床應用及其與植物群落的相關關係，以及負氧離子濃度為代表的森林旅遊區空氣質量相關特徵和評價研究。同時人們開發了大量的負氧離子產生器，目的是改善人們生活和工作環境中空氣質量，保護人們的身心健康。那麼空氣中含有多少負氧離子才是對人體有益處的呢？針對室外綠地，國內學者石強和潘劍彬等依據德國學者的空氣離子相對模型和日本學者安倍等（1980）的空氣質量指數評價法提出負氧離子係數及森林空氣離子指數評價法及其對應的城市綠地負氧離子分級及評價指數標準（表1）[5]。國際上也有更加詳細的空氣清潔度等級標準（表2）[6]。除此之外，不同的空氣負離子含量對人體健康的影響效果不同（表3）[7]。看到此，足可以看出常到戶外活動的重要性了吧，因此都市中快節奏生活的人群需要定期到戶外放放風，有益身心健康。

戶外公園等綠地環境中，負氧離子分布和園內植被的冠層蓋度具有一定的相關性。也就是說，在樹木較濃密處，負氧離子濃度就較高。因此到了戶外，大家進入密林區時，會感覺到更加的心曠神怡[5]。除此之外，空氣負氧離子含量在有水的環境中，與水的形態也具有顯著的關聯。瀑布周圍的空氣負氧離子濃度大於流速較小的溪流周圍空氣中負氧離子濃度，離瀑布越近，空氣中負氧離子濃度越高。動態水中瀑布產生的空氣負氧離子濃度大於跌水，跌水大於溪流。水域面積大小與空氣負氧離子濃度呈正相關[8]。當然，負氧離子的分布和植被種類、季節、氣候等都有著一定的關係，不過到了戶外找一個自己感覺舒適的地方，做一些自己高興的事情總是有益的。

室外說完了，我們談談室內。有研究[9]通過基於空氣負離子濃度的建築室內通風狀態研究發現，自然通風狀態下的建築室內空氣負離子濃度最高，新風系統次之，封閉狀態室內最低。建築室內空氣負離子濃度與氣候和室內相對濕度等因子關係較大；選用適合的舒適度調節系統，既能滿足舒適度要求，又能保持室內空氣負離子濃度。除了自然通風來改善室內空氣清新度外，大量的空氣凈化設備相繼加入了負氧離子的發射，但是在高壓放電發射負離子的同時，會產生臭氧。而且發射的負離子濃度越高，產生的臭氧濃度越高[10]。雖然臭氧具有殺菌的功效，但它也是空氣污染源之一。因此採用高壓放電釋放負氧離子，來改善室內空氣清新度的方法並非良法。而增加室內綠植，通過自然生態的方式來提高室內負氧離子濃度則成為了一種有效的、綠色無污染的選擇。因此室內園藝、陽台園藝等在都市中越來越被人們所接受和喜愛。目前，基於負氧離子的室內空氣清新度評價標準還鮮有探究。

當然，我們不得不說一說具備兩個植物艙和一個綜合艙的「月宮一號」。相較於艙外，生活在艙內較為幸福的階段就是冬季和春季。因為外界環境中綠色植被較少，北京的空氣質量受到霧霾和沙塵暴的影響，質量較差且乾燥，這樣的空氣質量勢必不利於人們的身心健康，且有可能造成流行疾病的發生。而月宮艙內，即無霧霾之憂，又具備兩個「綠肺」，富含負氧離子的新鮮空氣不斷的從植物艙輸送到綜合艙。除此之外，艙內志願者每日平均至少在植物艙內工作4-5小時需要，工作之餘可以到植物艙內進行身體鍛煉（做瑜伽、蹬單車等）。且綜合艙日常空氣溫度在23度左右，濕度在50%左右，這是人體最適宜溫濕度條件。適宜的溫濕度環境，豐富的負氧離子，充滿生命力的綠色景觀，每一位志願者身心健康均受益良多。雖然，艙內生活活動受限，整日粗茶淡飯，但這樣對比一下，生活在月宮艙內並非不是一件幸福的事情。

參考文獻：

[1] 章志攀, 俞益武, 孟明浩,等. 旅遊環境中空氣負離子的研究進展[J]. 浙江農林大學學報, 2006, 23(1):103-108.

[2] 張景昌. 空氣中負氧離子的形成及其濃度衰減的規律[J]. 紡織高校基礎科學學報, 1994(4):306-309.

[3] 周佳. 負氧離子在海濱療養中的理療作用和護理利用[J]. 中國療養醫學, 2010, 19(7):607-608.

[4] 陶名章, 李慧, 陳少周,等. 人工空氣負氧離子對高脂血症的臨床療效研究[J]. 中國醫藥導報, 2011, 08(11):37-39.

[5] 潘劍彬, 李樹華. [J]. 中國園林, 2015, 31(6):100-104.

[6] 蒙麗娜, 孫迎雪, 李科,等. 北京香山空氣負氧離子垂直變化測量研究[J]. 城市環境與城市生態, 2014(1):12-15.

[7] 胡曉夢, 程南洋. 城市森林公園負氧離子變化特徵及其休閑保健功能——基於紫金山國家森林公園監測數據的分析[J]. 商業經濟, 2016(4):73-75.

[8] 蘭冬香, 曾小蓉, 王良和,等. 麗水白雲森林公園空氣負氧離子資源測評[J]. 南方林業科學, 2016, 44(4):48-50.

[9] 鄭非藝. 基於空氣負離子濃度的建築室內通風狀態研究[D]. 華中科技大學, 2013.

[10] 曹雲平, 黃建華. 室內空氣凈化的評價[J]. 江蘇化工, 1995(5):13-15.

To be continued……