近年来，随着空气污染的加剧，“空气负离子”一词开始越来越多地进入了公众的视野。那么到底什么是空气负离子？人工生成的负离子都是“生态级负离子吗？”笔者专注负氧离子领域研究二十余年，以下经验之谈，希望能为大家在选购负离子相关产品时，提供一定的参考与借鉴。
一、空气负离子的标准定义
失去电子的分子（团）或原子显示正电性叫正离子，获得多余电子的分子（团）或原子显示负电性叫负离子。
空气负离子又称负氧离子，是指获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子。空气主要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸气。氮占78％，氧占21％，二氧化碳占0.03％，氮对电子无亲和力，只有氧和二氧化碳对电子有亲和力，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空气中生成的负离子绝大多数是空气负氧离子。它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。其过程可表示为：
O2 + e- → 02-
02- + nH2O →02-(H2O)n
空气负离子具有极佳的净化除尘，减少二手烟危害、改善预防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除体内自由基、降低血液粘稠度的效果，在医学界享有“维他氧”“空气维生素”“长寿素”“空气维他命”等美称。
二、什么是生态级负离子
生态级负离子是指自然界中产生的、或者是通过模拟自然原理而生成的等同于大自然的、对人体具有较好的疗养保健作用的负氧离子。以国际著名的广西巴马长寿村为例，研究表明，巴马长寿老人比较多的原因，与当地空气负离子含量很高有关，由此可以证明，广西巴马空气中的负离子属于生态级负离子。
科学研究表明,空气中负离子按其粒径大小分为大、中、小三种，大离子也叫重离子，小离子也叫轻离子，介于两者之间的叫中离子，离子越小活性越高，扩散性越好。轻离子的最直接表现就是活性高、自然迁移距离远（即自然扩散距离大，能在空间形成空气负离子浴的环境）。这里所指的自然迁移和自然扩散是指在没有风力、空气流动等外力作用下由于自身的活性而形成的移动。
巴马当地的空气负离子大多是由针叶植物的叶子在光电效应作用下，发生尖端放电而产生。针叶植物的叶子做为空气负离子的发生尖端，源源不断向外释放空气负离子，而空气负离子的寿命很短，只有1-2分钟（环境恶劣的地方只有几秒钟），无法由风力来输送。如此说来，广西巴马的人想长寿的话，难道都需要靠近植物1-2米来主动呼吸空气负离子吗？当然不是，广西巴马的空气负离子活性非常高，能够快速的扩散出去，在巴马上空形成了一个庞大的空气负离子浴环境，由此造就了当地居民的长命百岁。活性高、迁移距离远的负离子是小粒径的轻离子，也就是小粒径负离子。所以小粒径的负离子就是生态级空气负离子，生态级负离子就是小粒径负离子。
而现行的人造空气负离子技术大多采用风机向外吹出，如去掉风扇，大多数空气负离子发生器在距离其负离子发射窗口1—2米处就无法检测到空气负离子，所以谈不上是生态级空气负离子。
生态级空气负离子被誉为“空气维生素”，具有缓解神经系统和呼吸系统的紧张，加快血液循环和新陈代谢、增强人体免疫力等功能。医学研究表明，生态级负氧离子浓度超过2000个/立方厘米时，可以有效增强人体免疫力；浓度超过10000个/立方厘米时，空气质量达到优秀级别，人体具有自然痊愈力。
另外，生态级负离子还具有极佳的空气净化效果。SP瑞典国家技术研究所检测报告认定，空气负离子生成机可以有效消灭可入肺颗粒物的危害，负氧离子生成机不需要滤网不需要风机，而是通过释放负离子清除空气中的小粒径微粒，从而显著减少空气中对人体有害的PM2.5的数量和颗粒物上所带有的细菌及病毒。北美发达国家早运用负离子技术来消除PM2.5带来的危害，取得了不错的效果。
负氧离子同时还是衡量空气是否清新的重要标准，据世界卫生组织的规定，负氧离子的浓度每立方厘米不低于1500个，为清新空气。
三、“生态级负离子”概念大热的原因
负氧离子在自然界的含量、分布与生态环境以及人们的健康有着密切的关系。以前的环境好，空气中的负氧离子含量高，除了相关领域的学者，并没有多少人关注其存在。近年来，随着环境污染的加剧，大气中负氧离子的含量开始急剧减少。根据国外某文献资料报告，二十一世纪初期，大自然中正、负离子的比例为1：1.2，而现在大气中正、负离子的比例为1.2:1，在空气污染较重的地区，空气负离子（负氧离子）的数量几乎为零。
医学研究表明,长期生活在负离子匮乏的环境中，容易诱发生理障碍，导致免疫力降低，从而引发各种疾病。这也是目前高血压、癌症、糖尿病、亚健康等“富贵病”频发的重要原因之一。因此，越来越多的政府部门、舆论媒体开始将对生态级负离子的宣传提上了日程。受此影响，各种负离子产品如雨后春笋般应运而生。从最初的负离子发生器、负氧离子生成机，到如今负离子净化器、负离子空调、负离子风扇、负离子梳、负离子地板、负离子被、负离子衣服......凡是与我们日常生活相关的产品，似乎都被商家冠上了“负离子”之名。
雾霾肆虐的当下，有效增加小环境中的负氧离子含量，确实可以从一定程度上缓解空气污染带来的伤害，有效抵御和治疗各种疾病。这也是当下负离子相关产品大热的原因。
然而，人工生成的负离子可以替代自然界中的负氧离子吗？不少产品都宣称生成的是“生态级负离子”，事实果真如此吗？未必！我们先来了解一下负氧离子的主要生成方式。
四、负氧离子的自然生成方式
大气中的气体分子在被电离的情况下会带上正电荷或负电荷，呈离子状态。自然生成的负氧离子大多都是小粒径的负离子，其生成方式主要有以下几种：
1、雷电、风暴、宇宙射线、放射性物质等都会使周围的空气电离，生成负离子。雨后的空气之所以会特别清新，就是因为雷电会使空气电离，从而产生大量的生态级负氧离子。
2.水的喷筒电效应(也叫勒纳德效应） 森林中溪涧的跌失、瀑布的冲击等使水滴破碎，水分子破解失去电子而成为正离子，周围空气中的氧分子捕获这些电子便会成为小粒径负离子。这也是瀑布、海滨、喷泉等周围负氧离子浓度特别高的原因。
3、针叶植物尖端放电 针叶植物的“尖端放电”效应会使周围空气电离，产生大量负氧离子；另外，一些树木和花草所分泌出的萜烯类和芳香类物质能促使空气电离产生丰富的负氧离子。
五、人工负离子的生成方式
人工负氧离子的生成原理，大多都是模拟自然界中雷电、紫外线照射等方式获得。主要有以下几种方式：
1.紫外线照射法 从石英汞灯产生的紫外线可以电离空气，其电子通过光电效应在附近的金属或灰尘粒子上产生，由附着形成产生了负离子。这种紫外线同时还产生大量臭氧。
(2)热离子发射法 当金属等某些材料被加热至一定温度时会发射出电子，发射的电子数由热离子发射特性和温度决定。这些被发射出的电子通过对氧和小灰尘粒子的附着产生离子。用这种方法产生的负离子大多数是大、中粒径的带电离子，只有小部分是对人的生理能起活化作用的小离子。
(3)电晕放电法 是指在两个电极间加有较高的电位差，其中一个电极是直径很小的尖针，环绕该针状电极的高电场会产生大量的正、负离子，如果尖针状电极是负极，正离子则很快被吸收，负离子被排斥到相反的电极，产生了电晕放电的空气负离子。目前市场上流行的负离子发生器大多数是采用电晕法产生负离子的。电极为双极性的，一般负极采用针尖状的，正极采用圆环形的。此类技术所产生的负离子浓度一般不高，以大、中粒径的负离子为主，而且臭氧浓度较高。
（4）电子释放法 此类技术一般采用直流负高压作为电子释放源，电子释放极采用纳子富勒烯等具有超导特性的材料，而周围物体、大地等对于负极来说具有很高的正电位，就相当于发生器的正极，基于电位差值，电子通过释放极高速向空间喷射，以750px距离测定，一般可达106个/cm3，浓度高的可达107个/cm3。此方式产生的负氧离子浓度一般较高，扩散性能好，没有臭氧、正离子等衍生物。发生器的电极有单个、双十、数个等不同数目。
近年来，随着技术的不断进步，生态负离子生成芯片技术也开始被应用到此技术中。生态负离子生成系统由生态负离子芯片及纳子富勒烯负离子释放器构成。生态负离子芯片将压电陶瓷负离子发生器及离子变换器高度集成，不仅实现了生态级负离子的生成，而且极大的减小了负离子产品的体积，是目前全球最为领先的生态负离子生成技术。离子变换器是负离子转换器的升级版，其实质是应用于负离子生成系统的脉冲频率增强器。脉冲频率增强器能有效提高负离子的脉动能量，使利用此技术的空气负离子功能电器产生小粒径、高活性的生态级负氧离子。富勒烯是采用纳米技术制造的电触媒材料，是一种接近超导的材料，电阻几乎等于零。在电离子通过该材料时，会产生强大的共振效应，因此极利于电离子的游离析出，所以不像传统的离子释放材料（普通碳纤维金属等）需要很强的电流。只需比较微弱的电流即可释放大剂量、高纯度的负离子。可在空间形成纯净的生态负离子浴环境，没有臭氧、超氧化物、氮化物、辐射等衍生污染物产生。是目前解决负离子生成系统产生衍生物最为有效的技术。
六、生态级空气负离子的鉴别方式
鉴别负离子相关产品是否生成生态级负氧离子主要有三种方式，一是看技术，二是看迁移距离，三是看是否具有极强的穿透性。
1.看技术：前面我们讲到，电子释放法是目前唯一能够产生生态级负离子的生成方式。此方式目前只能通过负离子转换器技术、生态负离子生成芯片技术和纳子富勒烯负离子释放器技术得以实现。因此，运用了上述技术的负离子生成装置，均能产生生态级负氧离子，且纯度高，没有臭氧、正离子等衍生物。
2.看迁移距离：与大、中粒径的负离子相比，小粒径负离子具有动能强、迁移距离远的特性，所以可以通过看负氧离子的迁移距离来鉴别。
具体操作方法：取负离子相关产品一台，用负离子检测仪检测，只能在负离子发射口15-30公分处检测到负离子，在1米以外的地方就检测不到的，属于大、中粒径的负离子。在3-4米的地方仍然能检测到较高浓度负离子的属于小粒径负离子。特别要注意的是，必须是在没有风机外吹的情况下检测，其结果才准确、可靠。一般来说，安装了风机的负离子发生器，生成的基本都是大粒径的负离子，因为小粒径负氧离子的动能极高，根本无需借助风机外吹。
3.看负离子是否具有极强的人体穿透性
小粒径负离子活性高，能够快速、大量地进入人体。中国空气负离子暨臭氧研究学会的专家们通过实验研究发现：在人体近距离吸入高浓度的小粒径负离子后，一部分未来得及被转化吸收的负氧离子可以通过富勒烯等超导材料释放出来。因此我们可以通过负氧离子穿透人体实验来确定其是否属于生态级负离子。
实验方法：将特制的离子导线的一端与充满烟雾的密封玻璃瓶相连，人在距离发射窗口较近处吸入负离子，同时用手触碰离子导线的另一端。如果玻璃杯内的烟雾能够瞬间消失，就证明生成的是小粒径负离子。烟雾不消失，则生成的是大、中粒径负离子
值得一提的是，目前，一些不良商家为了造成产品生成的是“生态级负离子”的假象，甚至对外宣称，自己生成的多少多少纳米的负离子，这是完全没有科学依据的。因为负离子的粒径极小，根本无法用专业的仪器进行观察和测量，所以，判定负离子粒径大小的唯一标准只有穿透性和迁移距离，消费者在选购时，一定要谨慎，避免上当受骗。负离子生成产品不同于普通的日常消费品，购买不谨慎的话，不仅达不到较好的疗养保健和空气净化效果，反而会对人体健康造成不可挽回的损害。
本文作者：陈少周 香港玛丽医院教授、中国空气负离子暨臭氧研究学会首席专家
一、空气负离子的标准定义
失去电子的分子（团）或原子显示正电性叫正离子，获得多余电子的分子（团）或原子显示负电性叫负离子。
空气负离子又称负氧离子，是指获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子。空气主要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸气。氮占78％，氧占21％，二氧化碳占0.03％，氮对电子无亲和力，只有氧和二氧化碳对电子有亲和力，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空气中生成的负离子绝大多数是空气负氧离子。它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。其过程可表示为：
O2 + e- → 02-
02- + nH2O →02-(H2O)n
空气负离子具有极佳的净化除尘，减少二手烟危害、改善预防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除体内自由基、降低血液粘稠度的效果，在医学界享有“维他氧”“空气维生素”“长寿素”“空气维他命”等美称。
二、什么是生态级负离子
生态级负离子是指自然界中产生的、或者是通过模拟自然原理而生成的等同于大自然的、对人体具有较好的疗养保健作用的负氧离子。以国际著名的广西巴马长寿村为例，研究表明，巴马长寿老人比较多的原因，与当地空气负离子含量很高有关，由此可以证明，广西巴马空气中的负离子属于生态级负离子。
科学研究表明,空气中负离子按其粒径大小分为大、中、小三种，大离子也叫重离子，小离子也叫轻离子，介于两者之间的叫中离子，离子越小活性越高，扩散性越好。轻离子的最直接表现就是活性高、自然迁移距离远（即自然扩散距离大，能在空间形成空气负离子浴的环境）。这里所指的自然迁移和自然扩散是指在没有风力、空气流动等外力作用下由于自身的活性而形成的移动。
巴马当地的空气负离子大多是由针叶植物的叶子在光电效应作用下，发生尖端放电而产生。针叶植物的叶子做为空气负离子的发生尖端，源源不断向外释放空气负离子，而空气负离子的寿命很短，只有1-2分钟（环境恶劣的地方只有几秒钟），无法由风力来输送。如此说来，广西巴马的人想长寿的话，难道都需要靠近植物1-2米来主动呼吸空气负离子吗？当然不是，广西巴马的空气负离子活性非常高，能够快速的扩散出去，在巴马上空形成了一个庞大的空气负离子浴环境，由此造就了当地居民的长命百岁。活性高、迁移距离远的负离子是小粒径的轻离子，也就是小粒径负离子。所以小粒径的负离子就是生态级空气负离子，生态级负离子就是小粒径负离子。
而现行的人造空气负离子技术大多采用风机向外吹出，如去掉风扇，大多数空气负离子发生器在距离其负离子发射窗口1—2米处就无法检测到空气负离子，所以谈不上是生态级空气负离子。
生态级空气负离子被誉为“空气维生素”，具有缓解神经系统和呼吸系统的紧张，加快血液循环和新陈代谢、增强人体免疫力等功能。医学研究表明，生态级负氧离子浓度超过2000个/立方厘米时，可以有效增强人体免疫力；浓度超过10000个/立方厘米时，空气质量达到优秀级别，人体具有自然痊愈力。
另外，生态级负离子还具有极佳的空气净化效果。SP瑞典国家技术研究所检测报告认定，空气负离子生成机可以有效消灭可入肺颗粒物的危害，负氧离子生成机不需要滤网不需要风机，而是通过释放负离子清除空气中的小粒径微粒，从而显著减少空气中对人体有害的PM2.5的数量和颗粒物上所带有的细菌及病毒。北美发达国家早运用负离子技术来消除PM2.5带来的危害，取得了不错的效果。
负氧离子同时还是衡量空气是否清新的重要标准，据世界卫生组织的规定，负氧离子的浓度每立方厘米不低于1500个，为清新空气。
三、“生态级负离子”概念大热的原因
负氧离子在自然界的含量、分布与生态环境以及人们的健康有着密切的关系。以前的环境好，空气中的负氧离子含量高，除了相关领域的学者，并没有多少人关注其存在。近年来，随着环境污染的加剧，大气中负氧离子的含量开始急剧减少。根据国外某文献资料报告，二十一世纪初期，大自然中正、负离子的比例为1：1.2，而现在大气中正、负离子的比例为1.2:1，在空气污染较重的地区，空气负离子（负氧离子）的数量几乎为零。
医学研究表明,长期生活在负离子匮乏的环境中，容易诱发生理障碍，导致免疫力降低，从而引发各种疾病。这也是目前高血压、癌症、糖尿病、亚健康等“富贵病”频发的重要原因之一。因此，越来越多的政府部门、舆论媒体开始将对生态级负离子的宣传提上了日程。受此影响，各种负离子产品如雨后春笋般应运而生。从最初的负离子发生器、负氧离子生成机，到如今负离子净化器、负离子空调、负离子风扇、负离子梳、负离子地板、负离子被、负离子衣服......凡是与我们日常生活相关的产品，似乎都被商家冠上了“负离子”之名。
雾霾肆虐的当下，有效增加小环境中的负氧离子含量，确实可以从一定程度上缓解空气污染带来的伤害，有效抵御和治疗各种疾病。这也是当下负离子相关产品大热的原因。
然而，人工生成的负离子可以替代自然界中的负氧离子吗？不少产品都宣称生成的是“生态级负离子”，事实果真如此吗？未必！我们先来了解一下负氧离子的主要生成方式。
四、负氧离子的自然生成方式
大气中的气体分子在被电离的情况下会带上正电荷或负电荷，呈离子状态。自然生成的负氧离子大多都是小粒径的负离子，其生成方式主要有以下几种：
1、雷电、风暴、宇宙射线、放射性物质等都会使周围的空气电离，生成负离子。雨后的空气之所以会特别清新，就是因为雷电会使空气电离，从而产生大量的生态级负氧离子。
2.水的喷筒电效应(也叫勒纳德效应） 森林中溪涧的跌失、瀑布的冲击等使水滴破碎，水分子破解失去电子而成为正离子，周围空气中的氧分子捕获这些电子便会成为小粒径负离子。这也是瀑布、海滨、喷泉等周围负氧离子浓度特别高的原因。
3、针叶植物尖端放电 针叶植物的“尖端放电”效应会使周围空气电离，产生大量负氧离子；另外，一些树木和花草所分泌出的萜烯类和芳香类物质能促使空气电离产生丰富的负氧离子。
五、人工负离子的生成方式
人工负氧离子的生成原理，大多都是模拟自然界中雷电、紫外线照射等方式获得。主要有以下几种方式：
1.紫外线照射法 从石英汞灯产生的紫外线可以电离空气，其电子通过光电效应在附近的金属或灰尘粒子上产生，由附着形成产生了负离子。这种紫外线同时还产生大量臭氧。
(2)热离子发射法 当金属等某些材料被加热至一定温度时会发射出电子，发射的电子数由热离子发射特性和温度决定。这些被发射出的电子通过对氧和小灰尘粒子的附着产生离子。用这种方法产生的负离子大多数是大、中粒径的带电离子，只有小部分是对人的生理能起活化作用的小离子。
(3)电晕放电法 是指在两个电极间加有较高的电位差，其中一个电极是直径很小的尖针，环绕该针状电极的高电场会产生大量的正、负离子，如果尖针状电极是负极，正离子则很快被吸收，负离子被排斥到相反的电极，产生了电晕放电的空气负离子。目前市场上流行的负离子发生器大多数是采用电晕法产生负离子的。电极为双极性的，一般负极采用针尖状的，正极采用圆环形的。此类技术所产生的负离子浓度一般不高，以大、中粒径的负离子为主，而且臭氧浓度较高。
（4）电子释放法 此类技术一般采用直流负高压作为电子释放源，电子释放极采用纳子富勒烯等具有超导特性的材料，而周围物体、大地等对于负极来说具有很高的正电位，就相当于发生器的正极，基于电位差值，电子通过释放极高速向空间喷射，以750px距离测定，一般可达106个/cm3，浓度高的可达107个/cm3。此方式产生的负氧离子浓度一般较高，扩散性能好，没有臭氧、正离子等衍生物。发生器的电极有单个、双十、数个等不同数目。
近年来，随着技术的不断进步，生态负离子生成芯片技术也开始被应用到此技术中。生态负离子生成系统由生态负离子芯片及纳子富勒烯负离子释放器构成。生态负离子芯片将压电陶瓷负离子发生器及离子变换器高度集成，不仅实现了生态级负离子的生成，而且极大的减小了负离子产品的体积，是目前全球最为领先的生态负离子生成技术。离子变换器是负离子转换器的升级版，其实质是应用于负离子生成系统的脉冲频率增强器。脉冲频率增强器能有效提高负离子的脉动能量，使利用此技术的空气负离子功能电器产生小粒径、高活性的生态级负氧离子。富勒烯是采用纳米技术制造的电触媒材料，是一种接近超导的材料，电阻几乎等于零。在电离子通过该材料时，会产生强大的共振效应，因此极利于电离子的游离析出，所以不像传统的离子释放材料（普通碳纤维金属等）需要很强的电流。只需比较微弱的电流即可释放大剂量、高纯度的负离子。可在空间形成纯净的生态负离子浴环境，没有臭氧、超氧化物、氮化物、辐射等衍生污染物产生。是目前解决负离子生成系统产生衍生物最为有效的技术。
六、生态级空气负离子的鉴别方式
鉴别负离子相关产品是否生成生态级负氧离子主要有三种方式，一是看技术，二是看迁移距离，三是看是否具有极强的穿透性。
1.看技术：前面我们讲到，电子释放法是目前唯一能够产生生态级负离子的生成方式。此方式目前只能通过负离子转换器技术、生态负离子生成芯片技术和纳子富勒烯负离子释放器技术得以实现。因此，运用了上述技术的负离子生成装置，均能产生生态级负氧离子，且纯度高，没有臭氧、正离子等衍生物。
2.看迁移距离：与大、中粒径的负离子相比，小粒径负离子具有动能强、迁移距离远的特性，所以可以通过看负氧离子的迁移距离来鉴别。
具体操作方法：取负离子相关产品一台，用负离子检测仪检测，只能在负离子发射口15-30公分处检测到负离子，在1米以外的地方就检测不到的，属于大、中粒径的负离子。在3-4米的地方仍然能检测到较高浓度负离子的属于小粒径负离子。特别要注意的是，必须是在没有风机外吹的情况下检测，其结果才准确、可靠。一般来说，安装了风机的负离子发生器，生成的基本都是大粒径的负离子，因为小粒径负氧离子的动能极高，根本无需借助风机外吹。
3.看负离子是否具有极强的人体穿透性
小粒径负离子活性高，能够快速、大量地进入人体。中国空气负离子暨臭氧研究学会的专家们通过实验研究发现：在人体近距离吸入高浓度的小粒径负离子后，一部分未来得及被转化吸收的负氧离子可以通过富勒烯等超导材料释放出来。因此我们可以通过负氧离子穿透人体实验来确定其是否属于生态级负离子。
实验方法：将特制的离子导线的一端与充满烟雾的密封玻璃瓶相连，人在距离发射窗口较近处吸入负离子，同时用手触碰离子导线的另一端。如果玻璃杯内的烟雾能够瞬间消失，就证明生成的是小粒径负离子。烟雾不消失，则生成的是大、中粒径负离子
值得一提的是，目前，一些不良商家为了造成产品生成的是“生态级负离子”的假象，甚至对外宣称，自己生成的多少多少纳米的负离子，这是完全没有科学依据的。因为负离子的粒径极小，根本无法用专业的仪器进行观察和测量，所以，判定负离子粒径大小的唯一标准只有穿透性和迁移距离，消费者在选购时，一定要谨慎，避免上当受骗。负离子生成产品不同于普通的日常消费品，购买不谨慎的话，不仅达不到较好的疗养保健和空气净化效果，反而会对人体健康造成不可挽回的损害。
本文作者：陈少周 香港玛丽医院教授、中国空气负离子暨臭氧研究学会首席专家
