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空气负离子属性评价模型的建立及应用

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收稿日期:2007-11-23基金项目:福建省自然科学基金项目资助(F0210005),沈阳师范大学环境科学重点学科资助项目(006-506609)。

作者简介:孔健健(1980-),女,江苏铜山人,教师,主要从事环境影响评价,环境经济价值分析研究。

空气负离子属性评价模型的建立及应用孔健健1,林金明2,张江山3(11沈阳师范大学环境科学系,辽宁　沈阳　110034;21中科院生态环境研究中心,北京　100085;31福建师范大学环境科学研究所,福建　福州　350007)摘　要:在对现有空气负离子评价方法总结的基础上,建立新空气负离子评价方法。

并运用该方法对资溪县森林旅游区2006年1月和3月空气负离子监测数据进行分析,其评价结果与使用森林空气离子评价指数方法得到的结果相一致,两者结果均表明资溪县空气负离子含量高,空气质量好。

关键词:空气;负离子;隶属度;评价模型;森林旅游;资溪县中图分类号:X820 文献标识码:A 文章编号:1673-9655(2008)05-0084-03 目前,国外关于负离子的研究主要是侧重于负离子的形成机制[1,2]及对生物体的影响等方面[3];国内则是对不同功能区负离子状况采用数学模型进行评价并对影响负离子分布的因素进行初步分析[4,5],此外在医学方面也进行了关于负离子对人体健康的影响研究。

空气负离子作为一种重要的森林旅游资源日益受到人们的重视,有关森林旅游区空气负离子状况的评价也日益增多。

一般进行空气负离子的科学评价有三个必要的前提:数据实时监测的准确性、评价标准的科学性、评价模型的有效性和使用范围的广泛性。

1　空气负离子评价综述111　空气离子相对浓度(Da%)模型对于空气负离子的评价,目前现有的模型都是按照评价区的使用功能来建立的。

最早的评价模型是德国的研究人员在同时测定其国内大量工厂、车间空气中离子含量的基础上,建立的空气离子相对浓度(Da%)模型[4,6]:D a%=n +a +n -an +o +n -o×100%式中:n a +、n a -分别为空气正、负离子浓度;n o +、n o -分别为空气正、负离子标准浓度。

该模型是以城市工业区空气离子为研究对象。

其评价结果反应出空气中离子实际监测值与环境标准间的数量关系,能较好地表现工业区的空气污染程度,但不能很好地表示负离子的状况。

且此模型的适用范围较小,在较为清洁的地区不宜用此模型。

112　安倍空气离子评议系数(C I )模型日本学者安倍通过对城市居民生活区空气离子的研究,建立了安倍空气离子评议系数(C I )模型[4]:C I =n-1000×1q式中:n -为空气负离子浓度;q 为单极性系数;1000为人体生物学效应最低负离子浓度。

单极系数指空气中正离子数与负离子数的比值,用q 表示,即q =n +/n -,其中n +为空气正离子数,n -为空气负离子数。

通常认为,q 值≤1,才能给人以舒适感。

安倍空气离子评议系数(C I )模型以城市居民生活区为研究对象,对城市居民区负离子状况的评价结果较好,该系数能够反应出负离子在空气中的状况;但若用其对森林旅游区进行评价,由于森林中负离子数量大,造成单极系数的取值范围较大,分布很散,会给评价结果的数据处理带来一定的麻烦。

故其不适用负离子浓度大的区域。

113　FC I 森林空气离子评价模型国内学者基于安倍空气离子评议系数模型,并根据森林环境中空气离子的特性,结合人们开展森林旅游的目的,提出了FC I 森林空气离子评价模型[4]:FC I =n-1000×P式中:FC I 为森林空气离子评价指数;P 为空气负离子系数;n -为负离子浓度;1000为人体生物学效应最低负离子浓度。

—48—环境科学导刊　2008,27(5):84-86 CN53-1205/X I SS N1673-9655空气负离子系数p为大气离子中的负离子比率,即p=n-/(n-+n+)。

该模型更为突出负离在空气中的作用,并且通过适当的数学处理将FC I 系数限制在较为集中的范围内。

在一定程度上能够反应出森林中的负离子状况。

但此模型也仅限于在森林中使用性好,同样存在使用范围的问题。

上述三种模型都是基于不同的使用目的而建立的,而且其各系数最终级别的确定受人为因素影响较为严重。

2　空气负离子属性评价模型的建立211　评价标准的选取基于不同的评价对象应选择不同的标准,空气负离子评价标准通常有三类,即城市工业区评价标准、城市居民区评价标准、森林旅游区评价标准。

每个标准均对应着相应的空气质量等级或空气污染程度等级。

本文选取的研究对象是森林旅游区,故应选择森林旅游区评价标准,该标准是经标准对数正态变换法制定出的[7],如表1。

表1　森林空气离子评价指数分级标准(个/cm3)等　级n-n+P FC I Ⅰ300030001802140Ⅱ200050001701140Ⅲ150070001600190Ⅳ100090001500150Ⅴ400120001400116 212　空气负离子属性评价方法介绍21211　负离子隶属度U负离子隶属度用于表示某一负离子监测数值X i属于某一级别C j的程度,具体计算方法如下,首先定义负离子评价标准矩阵:　C1 C2 C3 C4 C5|A1 A2 A3 A4 A5|式中:Cj 表示负离子评价级别;Am表示不同评价级别下的标准值,其中A1>A2>A3>A4>A5,然后计算Xi 属于某一级别Cj的程度[8]:当Xi ≥A1时,取U1=1,U2=0,U3=0,U4=0,U5=0;当Xi ≤A5时,取U1=0,U2=0,U3=0,U4=0,U5=1;当Am ≤Xi≤Am+1,取U m=|Xi-Am+1||Am-Am+1|U m+1=|Xi-Am||Am-Am+1|U k=0,k<m或k>m+1(1)设置信度λ,(015≤λ≤1,一般取016～017),j0=m in j:∑jm=1U m≥λ,1≤λ≤k(2)则认为Xi属于Cj0级别。

空气负离子属性评价法是利用负离子隶属度来判别空气的质量状况的。

该方法使用的关键在于评价标准的选择。

选择不同的评价标准,可对不同的功能区进行评价。

3　资溪县森林旅游区负离子状况评价311　资溪县旅游区概况资溪县地处江西省东部,境内多山、峡谷与溪流,自然生态环境良好,森林覆盖率高。

自然景点较多,旅游特色明显,适宜开发森林山水生态旅游和田园乡村生态旅游。

现已开发形成部分景区,如法水温泉、马头山、狮子山、方家山和大觉山等旅游景点。

312　负离子隶属度计算运用空气负离子属性模型对江西省资溪县森林旅游区的负离子状况进行评价。

选取了中国科学院生态环境中心环境分析化学组2006年1月和3月对法水温泉(S1)、马头山(S2)、狮子山(S3)、方家山(S4)和大觉山(S5)等景点及县政府(S6)和资溪宾馆(S7)等地的负离子监测数据为分析对象。

所选用的评价标准为表2的森林空气离子评价指数分级标准。

表2中将森林旅游区的空气质量划分为5级。

这5级按照对人体健康的影响,又可划分为3个范围,即将森林游憩区空气负离子的临界浓度定为400个/c m3,当空气负离子浓度低于400个/c m3时,表明空气已受到一定程度的污染,对游客的健康不利;保健浓度为n-≥1000个/c m3:允许浓度为400个/c m3<n-<1000个/c m3。

资溪县森林旅游区2006年1月和3月各采样点的负离子监测数据平均值构成如下矩阵: S1 S2 S3 S4 S5 S6 S71月3月11200　22350　50600　98000　44950　3800　180025300　23100　35300　26000　83000　2300　2290采用新建的负离子属性评价模型公式(1)计算各监测数据的隶属度,其组成的矩阵为:1月C1C2C3C4C53月C1C2C3C4C5　S110000　S110000　S210000　S210000　S310000　S310000　S410000　S410000　S510000　S510000　S610000　S6013017000　S7001401600　S70122901771000 然后取置信度λ为016,采用公式(2)确定各监测点在不同监测时间的负离子状况,结果如表2。

—58—空气负离子属性评价模型的建立及应用 孔健健表2　资溪县森林旅游区负离子评价结果监测点　S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7　时间1月3月1月3月1月3月1月3月1月3月1月3月1月3月隶属度1111111111101701601771等级ⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅡⅢⅡ 表2中显示出法水温泉(S1)、马头山(S2)、狮子山(S3)、方家山(S4)和大觉山(S5)等景点和县政府(S6)和资溪宾馆(S7)的负离子水平远远超过了保健浓度的要求,在这些地区进行户外活动是非常有益于人的身体健康的。

虽然资溪宾馆和县政府的负离子水平稍微低些,但总体还是超过了保健浓度n -≥1000个/c m 3。

因而资溪具备开发天然氧吧的条件,其周围优良的环境质量能够满足游客保健疗养的需要。

4　空气负离子属性评价与FC I 森林空气离子评价结果比较FC I 森林空气评价方法同样也采用表1中的评价标准,对于负离子系数则根据实际监测数值与各级别标准值的关系来确定,经过计算,最终得出其FC I 值。

然后再根据FC I 值,确定每个监测数据所属级别,结果见表3。

表3　FC I 法的评价结果监测点 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 时间1月3月1月3月1月3月1月3月1月3月1月3月1月3月FC I81962012417188181484014828124781420183519666141415861161112611603等级ⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅡⅢⅡ 将表2与表3的评价结果相比较,发现两种方法的评价结果是一致的,在一定程度上说明新建立模型适合用于对森林空气负离子的评价。

空气负离子属性评价法是运用隶属度对空气负离子状况进行分级归类,其隶属度是依据评价标准而求得的,在进行分级时不会遗失部分有用信息,从而能反映出不同数值的负离子水平所属各自级别的程度,其准确性较高,受人为主观因素的影响较小;而运用FC I 法时,其空气负离子系数的计算以及FC I 值的计算都没有使用相应的评价标准,在整个评价过程中,评价标准只是作为最终确定级别的一个参考值,而且在根据FCl 值判定级别时,人为因素的影响较为严重,不能从客观上很好地反映负离子状况。

这种情况在空气离子相对浓度模型和安倍空气离子评议系数(Cl )模型中都有体现。

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中国城市环境中空气负离子研究进展

中国城市环境中空气负离子研究进展

生态环境学报 2013, 22(4): 705-711 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目：安徽省教育厅自然科学重点项目(KJ2013A069)；安徽省教育基本建设学会科研课题(1211-3)；安徽建筑大学校级教学团队项目(2011TX01)作者简介：王薇（1975年生），女，副教授，国家一级注册建筑师，博士研究生，研究方向为建筑技术和人居环境。

E-mail: vivi.gan@ 收稿日期：2013-01-10中国城市环境中空气负离子研究进展王薇1, 2，余庄21. 安徽建筑大学建筑与规划学院，安徽 合肥 230022；2. 华中科技大学建筑与规划学院，湖北 武汉 430074摘要：空气负离子被誉为“空气维生素和生长素”，其浓度被列为衡量空气质量好坏的一个重要指标，对于城市空气质量的改善意义重大。

综述了中国城市环境空气负离子研究方面的主要进展，对空气离子产生的机理机制、观测方法、时空特征、评价指标体系以及关键影响因子及其相互之间的关系等方面进行深入和系统的阐述。

其中重点阐述了空气负离子与不同自然环境和建筑环境的关系。

国内外主要研究结果表明，(1)不同环境场所下空气负离子浓度差别很大，呈现出由城市中心到郊区再到乡村逐渐增大的趋势。

(2)空气负离子浓度的年变化和日变化均存在明显差异。

(3)水体对空气负离子浓度影响较大，动态水的空气负离子浓度大于静态水，以瀑布为最大。

同时离水体的距离越近，周边的空气负离子浓度越高。

(4)空气负离子与风的关系最为密切，有风时空气负离子浓度高于无风时，且风速与空气中负离子浓度成正相关。

其他因素如温湿度、天气状况、植物绿化、建筑材料以及建筑高度等都能影响空气负离子浓度的高低，从而影响城市环境的空气清新度，其中有研究者发现空气负离子能够降低空气中颗粒物的浓度，并与PM 2.5的关系最大。

这些研究为综合地指导和评价城市环境空气质量提供科学依据和设计思路。

空气负离子健康产品的开发与应用.

空气负离子健康产品的开发与应用.

空气负离子健康产品的开发与应用空气负离子是大气中的中性分子或原子,在自然界电离源的作用下,其外层电子脱离原子核的束缚而成为自由电子,自由电子会很快附着在气体分子或原子上,特别容易附在氧分子和水分子上,而成为空气负离子。

大气中的空气负离子在时刻不停地产生,也在不停地消失;空气负离子遇到尘埃或者有害气体成分时会立即失去极性而消失。

第一节空气负离子的作用经济高速发展,使大量工业废气、交通工具排放的尾气、粉尘等污染物排向大气,造成大气污染,使空气质量不断下降,严重威胁到人类的身体健康和人居环境质量。

人们开始关注空气负离子的存在与作用。

一、空气负离子的保健作用自1902年Aschkinas和Caspan肯定空气负离子有生物学意义以来,特别是近年来各国开展了大量的临床和实验研究,使空气负离子的实用价值进一步得到肯定。

研究表明,空气负离子对人体有很好的保健作用。

它能调节人体生理机能,可以消除疲劳、改善睡眠、预防感冒和呼吸道疾病,能改善心血管功能,提高人体的免疫能力。

空气负离子对人体健康具有重要作用,它与大气污染有密切的负相关性,国际上公认的空气清洁度评价标准之一“安培空气质量评价指数”就是依据空气负离子浓度计算出来的。

世界卫生组织规定,清新空气中的负离子含量不应低于1000~5000个/cm3。

按每立方厘米空气中负离子的个数来划分,大气中负1931年,美国Desauer等人就已提出负离子能使人产生安宁的感觉和改善健康环境的见解,几十年来,许多试验从各个方面研究它的生物效应,证明负离子有降低脑和血液中五羟色胺(5OHT的能力,它可以调节中枢神经系统的兴奋和抑制状态,可改善大脑皮层的功能,增加氧气吸收量和二氧化碳排放量,可促进机体的新陈代谢,加速组织的氧化还原过程,增加机体的免疫力。

由于当今世界工业迅速发展,人口膨胀,森林植被大面积破坏,生态严重失调,使人类生存环境受到严重污染。

据统计,全世界每年要向大气排放1017亿吨多种有害物质,人类的生存受到严重威胁。

空气负离子(负氧离子)相关标准

空气负离子(负氧离子)相关标准

空气负离子（负氧离子）相关标准一、空气负离子的概念空气是由各种气体混合组成的，其中氮气占78%，氧气占21%，其余1%为二氧化碳、惰性气体、水汽、以及微量的工业废气如二氧化硫、碳氢化合物、一氧化氮等。

在空气的电离过程中，上述气体并非都可形成相应的空气离子。

空气中存在的空气离子，几乎全部均为氧空气离子，因为为：①空气中99%为氮气和氧气，在原子结构中，氮的外层电子有5个，氧的有6个，氧的外层电子数较多，易于逸出电子或吸收电子而成为正负氧空气离子，而氮则难于或根本不与电子结合，不形成空气离子；②空气中除氮、氧以外，其他气体成分总数还不到1%，故即使有些气体（如二氧化碳）稍能电离，其数量亦甚微。

因此，空气离子实际上主要就是氧的负空气离子。

二、空气负离子浓度观测空气负离子浓度是指单位体积空气中的负离子数目，其单位为：个/cm3。

空气离子测量仪，主要用于测量空气本底值和各种空气离子发生器所产生的各种正、负极性的中、小离子。

基本原理是采用电容式空气离子收集器收集空气离子携带的电荷，通过测量这些电荷形成的电流和取样空气流量换算出离子浓度，一般认为，每个空气离子只带1个单位的电荷。

正、负空气离子随取样气流进入收集器后，在收集板与极化板之间的极化电场作用下，按不同极性分别向收集板和极化板偏转。

收集板上收集到的电荷通过微电流计落地，形成一股电流I；极化板上的电荷通过极化电源落地中和。

改变极化电压的极性可以改变收集板收集到的离子的极性，从而改变所测量离子的极性。

单位体积空气离子数目（即离子浓度）的计算公式是：N=I/qva公式中，N为每单位体积空气中离子数目（个/cm3），I为微电流计读数(A)，q为基本电荷电量(1.6×l0-19 C)，v为取样空气流速(cm/s)，a为收集器有效截面积(cm2)。

三、空气负离子质量的评估空气负离子主要有羟负离子（水合羟基负离子）[H302- (H2O)n]、氢氧根负离子[OH-(H2O)n]、负氧离子[O2-(H2O)n]。

空气负离子的临床应用

空气负离子的临床应用

空气负离子的临床应用1. 引言本章节介绍了文档的目的和范围，以及对空气负离子在医疗领域中的重要性进行简单概述。

2. 空气质量与健康关系这一章节详细讲解了环境污染对人体健康产生不良影响，并强调改善室内外空气质量对于预防和治疗多种疾病具有积极意义。

3. 空气净化技术概览在这个部分，我们列出并描述各种常见的空气回收、过滤和消毒技术。

包括但不限于HEPA过滤器、活性碳吸附剂等。

4. 空间设计与通风系统优化描述如何通过合理规划建筑物布局以及选择适当通风设备来提高室内环境品质，并确保有效地传播带电粒子到达使用者所处区域。

5．正压式洁净手术室装修标准记录相关法律文件内容：《卫生部公告2010年第55号》,该条例明确指出了正压式洁净手术室装修的具体要求和标准。

6. 空气负离子在呼吸系统疾病中的应用本章节重点介绍空气负离子对于哮喘、慢性阻塞性肺疾病等呼吸系统相关问题治疗方面的临床应用，包括已有实验证据以及可能机制解释。

7．空气负离子在心血管健康中的作用这一部分详细描述了通过增加环境内带电粒子浓度来改善心脏功能，并降低冠心病发生率与死亡风险之间存在关联。

同时也提到目前尚需进一步深入探究该领域。

8．其他医学领域能够使用到空气回收技术在这个章节里我们列出并简单讨论那些可以借助利用高效过滤器或者活性碳设备进行有效处理后再供给用户使用所得益处.9. 结论总结全文内容，并强调未来开展更多科学实验和临床试验是必要而迫切需要完成任务10. 附件：- 相关法律文件- 研究报告和实验数据11. 法律名词及注释：1) 卫生部公告2010年第55号：该法规明确了正压式洁净手术室装修的具体要求和标准。