谈“千”论道

诸平

为什么与空气负离子相关的多项标准或者换算过程都会涉及到1000？

涉及到“千（1000）”的相关论述

1）世界卫生组织（WorldHealth Organization）对于清新空气的认定^[1-2]，其中负离子含量不应低于1000个/cm³。世界卫生组织（WorldHealth Organization）规定，负离子浓度1000个/cm³以上可满足健康基本需要，低于1000个/cm³以下则可视为空气被污染，浓度1000~1500个/cm³的环境被视为清新的环境。

[1] Tian Jiande, Du Shanzhao, Li Qingshan, Ma Meiqin. Research of Anion Polyester BaseFunctional Materials. International Conference on Chemical, Material and Food Engineering(CMFE-2015), Atlantis Press, 2015. pp. 285-288.

http://www.atlantis-press.com/php/download_paper.php?id=25836258

[2] Onecriteria for fresh air drawn up by World Health Organization is that thenegative ion content should not be less than 1000 /cm3.

http://www.chinatexnet.com/ChinaSuppliers/18099/Products--Grey-Bamboo-Charcoal-Fiber--139021.html

2）美国建议居室中空气负离子浓度应不低于1000 个/cm³。

3）日本根据人在一昼夜应吸入1~3个空气离子生物学单位(一个空气离子生物学单位所含离子数为8×10⁹个)，提出应保持环境中空气离子数在1000~3000 个/ cm³之间，其中最低标准还是1000个/cm³。

4）我国提出清洁空气中负离子数要求在1000 个/ cm³以上。

5）中国科学院生态环境研究中心的林金明教授所著的《环境、健康与负氧离子》一书，其中认为若环境中的负离子低于临界浓度（<400个/cm³）标准，说明空气己受到一定程度的污染，对人的健康不利;而浓度介于400-1000 个/cm³之间时，空气对人体则即无多大害处，亦无多大益处，因而属于允许浓度范围;只有达到保健浓度（>1000个/cm³）以上时，才会取得较好的疗养保健效果。

6）安培空气负离子分级标准CI计算公式：

             CI=n_-/(1000q),                           （1）

其中q=n₊/n_-，q被称为单极系数，n₊表示空气中正离子浓度（个/cm³）；n_-表示空气中负离子浓度（个/cm³），故（1）式可以改写为：

CI=n_-/(1000q)=n_-/(1000n₊/n_-)= n_-²/1000n₊                      （2）

7）石强等森林空气离子评价指标

FCI=pn_-/1000                              （3）

p=n_-/(n₊+n_-)                               （4）

其中FCI为森林空气离子评价指标；p为空气负离子系数；n₊和n_-分别为空气正、负离子浓度（个/cm³）,1000为人体生物学效应最低负离子浓度。

表1 石强、安培空气负离子分级标准

[3] 石强，舒惠芳，钟林生，等.森林游憩区空气负离子评价研究.林业科学，2004，40(1):36-40.

[4] 石强,钟林生,吴楚材.森林环境中空气负离子浓度分级标准［J］.中国环境科学,2002,22(4):320-23.

[5] 崔会平，张建国，徐文俊，等．竹群落空气负离子及空气质量评价［J］．福建林业科技，2013，40（4）：56-61.

[6] 段炳奇.空气离子及其与气象因子的相关研究［D］.上海：上海师范大学，2007.

http://www.docin.com/p-98362015.html

人日需多少负离子？

据国际大地测量学与地球物理学联合会（International Union of Geodesy and Geophysics，简称IUGG）下属的国际气象学与大气科学协会(InternationalAssociation of Meteorology and Atmospheric Sciences ，简称IAMAS) 提供的数据，我们人每天需要约130亿个负离子，而我们的居室，办公室，娱乐场所等环境，只能提供约（10~20）亿个（Generally speaking, people need every day about 13billion negative ions, and our room, office, entertainment and otherenvironment, can only provide about 1 - 2 billion），甚至更少，差额在100亿个以上，这意味着我们的生活环境中负离子是严重缺乏。因此，走出家门，到大自然环境之中去，到负离子浓度丰富的地方去，对于健康大有裨益。表2是根据不同参考资料整理的空气负离子浓度统计结果，可供参考。

表2不同环境条件下的空气负离子浓度

表3 我国森林空气负离子浓度水平（CN 103557557 A）

“千”受益

既然一般情况下，人每天需要130亿个负离子，那么如果我们是生活的环境中负离子浓度为100个/cm³，我们究竟会缺少多少呢？通过简单计算结果来回答此问题。此浓度（100个/cm³）相当于10⁵个/L,或者10⁸个/m³即每立方米空气中含有1亿个空气负离子。在静态情况下，每分钟呼吸16次，每次大约呼吸500 mL空气，因此每个人平均每天呼吸的空气量为：

0.5 L/次×16次/min×60 min/h×24 h/d=11520 L(11.52m³)/d

差额：130亿个/d-1亿个/m³×11.52m³/d=118.48亿个/d

如果我们的生活环境中空气负离子浓度为1000个/cm³，相当于10亿个/m³(10⁹个/m³)

差额：130亿个/d-10亿/m³×11.52m³/d=14.8亿/d

差额所占比例：14.8/（130×10^-2）%=11.38%

由此可知，在空气负离子浓度为1000个/cm³时，通过呼吸吸入的空气负离子可以满足需求量的89%，如果将通过皮肤吸收的空气负离子加以考虑，基本可以满足130亿个负离子的需求量。

图1空气负离子浓度与差额比例的关系

Fig.1 The relation of aeroanions concentrations and its shortagepercents

不同环境条件下空气负离子浓度与差额所占比例的关系图如图1所示。由图1可以看出，如果空气负离子浓度大于1000个/cm³（10⁹个/m³）或者>10亿个/m³,按照静态呼吸频次进行计算，吸入的空气负离子浓度约占需求量的90%以上，这样我们就不难理解为什么以1000作为临界值或者常数的内涵，是与人体生理生化需求的有关。如果我们生活在空气负离子浓度为600个/cm³的环境条件下，呼吸提供的负离子数量充其量只能占需求量的一半左右。作为健康者对此可能影响不大，不适性感觉不明显，但是，对于健康状况不佳者，其影响可能大不相同，不适性感觉会明显一些。

空气负离子的作用

因为山林、树冠，叶端（特别是针叶树木）的尖端放电，及雷电，瀑布，海浪的冲击下，会形成较高浓度的小空气负离子，使空气清新，使人心旷神怡。而人烟稠密的大都市、工业污染地区、密闭的空调间，所产生的污染物及污染物的液体、固体和各种生物体与空气形成的气溶胶，使大量的小空气离子结合成大离子而沉降、失去活性，及使小的空气负离子浓度降低，并出现正、负离子的比例严重失衡，而令人感到不适，甚至头昏、头痛、恶心、呕吐、情绪不安、呼吸困难、工作效率下降，以至引起一些症状不明的病变。空气负离子供求之间的巨大反差，往往容易导致肺炎，气管炎等呼吸系统疾病。集中采暖以及冷气设备的空调系统，负离子常被驱除。合成纤维、地毯带有正电荷易吸收负离子。钢筋、纤维板都会吸收负离子。虽然市场上也有各种堪称释放负离子的产品，但是否可靠，值得慎重选择。因此，以人造空气负离子提高环境中空气负离子浓度，难以满足人体对负离子的需求。而改善空气环境质量，日益受到人们关注，除了放电产生负离子（往往含有一定量的臭氧，是一种对人体有害之物）之外，特鲁玛琳及其相关产品是一种很好的负离子发射源，但是释放能力有限。而出外旅游特别是去空气负离子浓度较高地区去沐浴大自然提供的纯天然产物，不仅没有任何副作用，也不必担心浓度过量会造成伤害。古人遗留的近绿者寿的自然科学内涵可能就在于此，古代的神秘文化（如风水）可能也是与空气负离子浓度的变化有关。有水的地方，负离子浓度相对较高，流水处比静水处要高。为什么自古名山寺院多，虔诚的幸男善女，朝拜寺院庙宇归来，精神抖擞，神采奕奕，不是神灵保佑的结果而是环境空气质量对于身体带来的变化。

我们顺便再来说说血液的组成，血液有四种成分组成即血浆、红细胞、白细胞、血小板。血浆约占血液的55%，是水，糖，脂肪，蛋白质，钾盐和钙盐的混合物。也包含了许多止血必需的血凝块形成的化学物质。血细胞（包括红细胞和白细胞）和血小板组成血液的另外45%。红细胞在血浆中保持悬浮状态而不易下沉的特性被称为红细胞的悬浮稳定性。如果将抗凝剂与血液混匀置于血沉管中，垂直静置，经一定时间后，红细胞由于比重大而会逐渐下沉，在单位时间内红细胞沉降的距离，被称为红细胞沉降率（简称血沉）。以血沉的快慢作为红细胞悬浮稳定性大小的衡量指标。正常男子第1小时末，血沉不超过3 mm，女子不超过10 mm。在妊娠期，活动性结核病，风湿热以及患恶性肿瘤时，血沉加快。临床上检查血沉，对疾病的诊断及预后有一定的帮助。负离子对于维持红细胞悬浮稳定性具有重要意义，是因为由于红细胞表面带有负电荷，红细胞与红细胞之间同性电荷相斥，不易聚集，从而呈现出较好的悬浮稳定性。但是，如果血浆中带正电荷的蛋白质增加，其被红细胞吸附后，使之表面负电荷量减少，这样就会促进红细胞的聚集和叠连，使总的外表面积与容积之比减少，摩擦力减小，血沉加快。当然血沉的快慢主要与血浆蛋白的种类及含量有关。在血管内形成斑块，甚至血栓。为什么麻将棋牌室中风现象频频发生，即使不在棋牌室，在家里长时间抽烟、打麻将也同样会出现脑梗或者中风，都是与空气中负离子太低、导致血沉加剧有关。下面的图示会帮助我们来认识负离子对于血液的影响。

脂肪的积累会导致增加自由基的形成和潜在的血管细胞和组织内的炎性反应。此问题的进一步复杂化,血管内也会出现脂质积累，导致血管狭窄,影响整体供血。图2是血管变化剖面图，其中左上方是正常动脉血管剖面图（Normalcut-section of artery）、右上方是动脉血管出现裂痕（Tear in artery wall）、左下方是脂质在血管内壁沉积（Fatty material is deposited in vessel wall），而右下方是血栓使狭窄的动脉血管堵塞（Narrowed arterybecomes blocked by a blood clot）。但是FAVALORO J L等人研究发现，负离子（nitroxyl anion）具有使实验鼠冠状血管扩张^[7]。

图2血管变化剖面图

Fig.2 Cut-section of vascular changes

[7] FAVALORO J L, KEMP-HARPER B K. The nitroxyl anion (HNO) is a potent dilator of rat coronary vasculature. Cardiovascular Research，2007，73(3): 587-596.

负离子通过促进心脏肌肉的活性来帮助稳定心脏功能，同时非负离子调节自主神经（autonomic nerves）,帮助心脏维持其最佳功能。负离子能激活细胞，使血管壁肌肉细胞年轻化 ,从而防止或改善血管硬化,消除高血压的因素,从根本上解决心血管疾病问题。

高血压主要是由血管壁的老化和血液中高浓度的胆固醇或脂质而引起。血液变得粘稠,血流速度降低,逐渐导致血管阻塞和动脉硬化。负离子可以阻止自由基的氧化,防止血液过于密集而导致堵塞。其主要原因是负离子对于维持红细胞悬浮稳定性具有重要意义，是因为由于红细胞表面带有负电荷，红细胞与红细胞之间同性电荷相斥，不易聚集，从而呈现出较好的悬浮稳定性。但是，如果血浆中自由基过多，抗氧化剂太少，不足以保持氧化与抗氧化继续维系平衡，势必导致带正电荷的蛋白质增加，其被红细胞吸附后，使之表面负电荷量减少，这样就会促进红细胞的聚集和叠连，使总的外表面积与容积之比减少，摩擦力减小，血沉加快，更容易形成血管堵塞。图3更能说明问题，很明显红细胞暴露于负离子之前具有明显的聚集，但是，暴露于负离子之后，红细胞之间明显分开。使负离子有效阻止自由基的氧化作用而导致的最终结果。

图3暴露于负离子前后红细胞分散程度的变化

Fig. 3 Red blood cells disperse after exposure to negative ions

Source:erumscience.com

表4 正负离子对于人体的影响

Table 4 How Positive and Negative Ions Affect OurBodies