空氣負離子的研究與應用

當我們漫步在海邊、瀑布和森林時，通常都會覺得這里的空氣相比城市要清新很多，在這樣的環境下我們會感到呼吸舒暢，心曠神怡。究其原因，這其中一個最重要的因素就是這種環境下的空氣中含有豐富的負（氧）離子。負離子被譽為空氣中的“長壽素”、“空氣維生素”，人類生活環境中負離子的含量濃度，它在空氣中的濃度與人體健康水準直接相關。離子醫學研究者認為，對生命體給與自然界的能量——負離子（還原離子），可使破環生命體健康的酸性、氧化、活性氧、乳酸等因素逐漸減少,激活細胞組織的新陳代謝，給生命體內部創造良好的環境，從而加強生命體自身的恢復力與自然能力，進而克服疾病，造就健康的身體。

負離子的生成

自然界的負離子在空氣中是以一種串離子的形狀存在著，它具有很大的抗氧化效果與還原力。通常，我們所指的負離子是指大氣中自然生成的0.5 ～1.0 nm 納米左右的微粒子，但其本質為電子（e-）,因此可以說是生命體的電子供給體。這個電子與體內的質子（H+）發生化學反應，產生氫原子（H）。這雖然是個單純的化學反應，對于生命體來說確是抑制異常酸性與氧化的基本單位。換言之，負離子對于酸性具有非常大的緩沖作用，并且可以說是清除活性氧（自由基）的清除劑。最終可以達到調整細胞環境、促進細胞內各種代謝，維持機體正常機能的效果。

?  負離子的產生原理

自然界產生負離子：大氣受紫外線，宇宙射線，放射物質，雷雨，風暴，土壤和空氣放射線等因素的影響發生電離而被釋放出的電子經過地球吸收后再釋放出來很快又和空氣中的中性分子結合，而成為負離子。瀑布沖擊，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。物質分子形態轉換過程。森林的樹木，葉枝放電及綠色植物光合作用形成的光電效應，使空氣電離而產生的負離子。部分地殼巖石能夠釋放出一定的負離子。

負離子在大自然中產生方式

另外，我們通過采用人工負離子生成技術也能生成大量負離子：比如目前見的是采用高壓電暈放電的方法來制造負離子，但這種方法同時會伴隨產生臭氧（目前國家對臭氧濃度的標準是0.05ppm，國際標準是0.075ppm，通常超過0.03ppm 就會對人體產生不好的作用）、正離子等有害衍生物質，對人體健康造成危害，而且相比自然界自然形成的負離子，人工負離子的活性比較差，而且形成的負離子壽命非常短，不能夠遠距離傳送。

日本會津總醫院的研究人員為了澄清空氣離子對有氧代謝改善的機制進行的一項試驗研究發現：暴露于大自然負離子環境中的受試者, 血中乳酸酯水平從1. 3 ± 0. 3 下降至1. 0 ± 0. 2 mmol / L, pH 值從7. 388±0. 025 上升至7. 417±0. 036, 紅細胞變形能力從37. 0±2. 2 s 改進到35. 1±3. 0 s(上述結果均為平均值± s. d. )。但暴露在高壓電暈放電法產生的負離子中的受試者, 上述指標沒有任何變化。所得結果表明, 等同于大自然的負離子,在受試者接觸1 h 就可以改善有氧代謝，而高壓電暈放電法產生的負離子沒有這種效應。這項研究也足以表明采用電暈放電等人工方法產生的這種存在形式的負離子壽命很短，難以進入肺部的肺泡，因此使得它對生物體的影響與大自然中自然形成的負離子存在著很大差異。

?  正離子的危害

1910 年一項日本醫學年鑒內，證實因氣候不穩定而導至大氣層正離子比例高會使患有風濕癥的病人感到較大的不適。冷鋒及低氣壓會加強正離子在大氣層里的比例，導至人體內負離子的數量減少。據報告正離子含量高會導致氣喘或風濕病人的病狀加深。在北美也有關于正離子與氣喘的研究，正離子風（此風中含有量的正離子）在加茄利、埃布爾太、南加州及其他世界地區也同樣發生有增強氣喘病的現象（引自Guy Cramer〈關于大氣層離子及呼吸系統問題的高級研討〉）。

正離子能影響大腦健康、破壞人體免疫系統、甚至引起各種疾病

近年來隨著城市里計算機、手機及其它電子成品所產生的電磁輻射效應使得正離子含量增高，進而影響大腦健康、破壞人體免疫系統、甚至引起各種疾病。例如頭痛、乏力、疲倦、煩惱、燥急、嘔吐、肚痛、呼吸不順、頭暈、注意力不集中、睡眠困擾。在對受上述病狀困擾的患者的尿血樣本進行檢驗后、發現其中極不正常的抑壓荷爾蒙血清素。此類荷爾蒙如果含量過高對身體是有很大害處的，而正離子卻正是增強此種荷爾蒙的因素（負離子則會把該類荷爾蒙轉化為無害的化學物質）。正離子在體內變成自由個體，會氧化、損害健全的細胞及酸化血液。當細胞被氧化、血漿酸度上升，內分泌系統、免疫系統及本能神經系統的平衡被破壞，因此血流及淋巴腺流動減弱，結果使變老程序加速、早衰早老逞現，各種疾?。òò┮簿托纬?。

負離子與正離子對人體健康影響對比

?  負離子的作用

科學家經過長時間的研究，證明負離子對人體各系統主要有以下影響:

1.        呼吸系統：負離子能促進鼻腔粘膜柱狀上皮細胞形成，使支氣管粘膜的纖毛運動加速，促進水腫消退，改善肺泡的換氣功能，提高血氧飽和度。臨床結果表明，吸入具有治療濃度的負離子30 分鐘后，肺吸收氧氣增加20%，排出二氧化碳增加14.5%，緩解支氣管平滑肌痙攣，促使哮喘患者等的肺功能及肺泡分泌功能恢復正常。

2.        神經系統：純凈的小負離子，能穿透血腦屏障進入腦脊液，調節大腦皮層功能使興奮和抑郁過程于平衡。通過調解人體腦垂體的內啡肽和干擾素的水平，起到鎮靜、鎮痛作用。可以減輕血液中血管緊張，調節交感神經和副交感神經系統功能間的平衡。

3.        心血管系統：負離子通過神經反射和體液作用，擴張冠狀動脈增加冠狀動脈血流量，改善心肌的功能，調整心率使血管反應和血流速度恢復正常，緩解心絞痛恢復正常血壓。

4.        消化系統；負離子調節胃腸蠕動，促進消化和吸收，對結腸炎、痢疾及習慣性便秘有較好的治療效果。

5.        內分泌系統：能通過血液循環，改善內分泌功能，如提高性腺功能和改善甲狀腺功能等。

6.        代謝系統：促進機體氧化還原過程，能激活體內酶系統，促進體內合成和儲存維生素、促進機體新陳代謝，降低血中乳酸含量消除疲勞，提高工作效率。

7.        免疫系統：提高機體細胞免疫和體液免疫，增強機體抗菌能力。

8.        血液系統：負離子能進入血液直接影響血液中帶電離子的組成和分布，促使紅細胞、網織紅細胞、血紅蛋白、血鈣的增加，降低血糖、血脂和血液粘稠度。

9.        運動系統：負離子可以加強骨壓電極化現象，促使有用的骨增殖，無用的骨溶解消失，對骨進行生理需要的正常改造，使病理性骨力線得以恢復，并增加骨細胞代謝功能，對頸椎病、腰間盤突出、類風濕關節炎風濕關節炎有明顯治療作用。

10.    皮膚及五官科疾?。贺撾x子對皮膚神經末梢感受器有良好作用，繼而使皮下組織的酸堿度向堿性方面轉化。歐美專家認為負離子可以改變膚色，對延緩皮膚衰老有一定的美容作用?？諝庳撾x子對鼻腔黏膜是一種良性刺激，對鼻炎及咽炎均有一定療效?？諝庳撾x子具有脫敏作用，對反應疾病產生有益的影響。

負離子的功效

?  負離子對細胞的作用機制

負離子進入細胞途徑及其作用：負離子由呼吸道或皮膚進入人體，可刺激迷走神經，產生神經調整機制；負離子進入血液產生體液調整機制。然后可沿血液循環進入細胞分別參與細胞生物電、細胞膜離子轉運、細胞能量代謝及基因活性自主修復等調整。

1.        神經調整機制：負離子進入體內，每個負離子可帶入1.56×10-19 庫倫電量，每秒鐘內每平方厘米肺泡表面可產生1.5×10-8 爾格能量，相當于耳蝸神經感受閥的150 倍，對呼吸道內神經感受器產生興奮并通過迷走神經和顱內神經對機體產生調整作用，此稱之為神經調整機制。神經調整機體是建立在平衡理論的基礎上。平衡理論:人體健康狀態就是一種平衡狀態。

2.        體液調整功能：肺泡內負離子通過肺泡壁進入肺泡周圍的毛細血管，可產生42.5 毫伏負電位。改變血液電學性質，增加各種蛋白分子負電位，具有改善血液粘稠度，降血脂，預防血管硬化作用，是治療心腦血管疾病的基本原理。改善紅細胞的變形力，預防腦微循環血栓，是防止腦血栓老年癡呆癥的基本原理，此稱之體液調整機制。

3.        參與細胞內生物電調整：負離子經血液循環到達全身各組織細胞，參與細胞內生物電活動，細胞內有那些生物電活動呢？細胞生物電與細胞功能有什么關系呢？細胞在靜止的時候，細胞膜內帶負電荷，而膜外帶正電荷，此種狀態稱極化狀態。細胞內外的電位差稱細胞膜電位，正常為-70～-90 毫伏。當細胞興奮時，細胞膜上的變化成為動作電位。動作電位分0、1、2、3、4 位相。心臟跳動的頻率就是受動作電位第四位相角度大小所決定的，角度越大，則心率也就越快，角度越小則心跳的頻率也就慢。而心臟興奮傳導速度是受動作電位0 位相所決定的，即0 位相幅度越高，則心臟興奮傳到就越快，0 位相幅度越低，則心肌興奮傳導速度就越慢。因此，細胞生物電是細胞功能的基礎。如果心臟生物電發生異常，可引起各種心率紊亂病癥。大量生理學研究資料表明，細胞生物電現象，并不是細胞器官機能活動的副產品或伴隨物，而是細胞實現一些重要機能的關鍵或決定因素。因此神經傳導、肌肉運動、腺體分泌都和生物電密切相關。生物電的紊亂是一切疾病的根源，著手細胞生物電是治療的根本。然而目前臨床治療上，還沒有一種專門調整生物電的治療方法。負離子則治療學上的一項空白，開創了新的治療領域。

4.        參與細胞膜離子轉運功能：在細胞膜上有許多離子轉運通道，對不同離子具有選擇性通過，并組成“離子泵”。即進行細胞內外離子交換，將需要的離子由細胞外“泵”入細胞內，同時又將不需要的離子“泵”出細胞外，保持細胞內外離子平衡。維持細胞內環境相對穩定，這是一切細胞實現生理功能的基礎。這種細胞膜上的離子泵正常運轉，需要ATP能量和正常的膜電位。當細胞膜電位降低或ATP 能量不足，均可影響離子泵的正常運轉。

細胞環境與離子的關系

負離子可提高膜電位水平，可補充電子傳遞系統所需要的電子和能量轉化所需要的氧，從而提高能量轉化效率，增加ATP 能量，推動離子泵的正常運轉。離子泵存在每個細胞中，對生命活動具有重要作用:

1)        血管平滑肌細胞，存有Na---Ca 離子泵，當此離子泵運轉障礙時，細胞內鈉增加，刺激細胞對加壓物質敏感，可使血管收縮，血壓升高，這是高血壓發病的重要機制。

2)        心臟細胞存在有K---Ca 離子泵，是與心肌收縮力有關，當此泵運轉障礙時，心肌細胞內鈣離子減少，心肌收縮力減弱，嚴重時可誘發心力衰竭。

3)        腎臟的腎小管細胞存在有H—Na 離子泵，又叫排酸保堿泵，是維持體內酸堿平衡的。酸堿平衡是體內環境穩定的重要組成部分。生命活動每天都要產生大量酸，如丙酮酸、乳酸、?羥基丁酸等，每天可產生90 毫摩爾/升，要由腎臟腎小管的H—Na 離子泵排除體外。一旦此泵失調，體內酸性物質堆積，一切細胞生命活動將減弱或停止，嚴重威脅人的生命。因此，細胞膜上離子泵的正常運轉對生命活動有著重要的意義。

5.        增強細胞能量代謝，消除氧自由基： 《自然串離子對人體的生化學影響、對身體的物理刺激及身體的反應》一文中指出：負離子是指大氣中自然生成的0.5 ～1.0nm 左右的微粒子，但其本質為電子（e-）,因此可以說是生命體的電子供給體。這個電子與體內的質子（H+）發生化學反應，產生氫原子（H）。這雖然是個單純的化學反應，對于生命體來說確是抑制異常酸性與氧化的基本單位。換言之，負離子對于酸性具有非常大的緩沖作用，并且可以說是清除活性氧（自由基）的清除劑。最終可以達到調整細胞環境、促進細胞內各種代謝，維持機體正常機能的效果。因為自然界負離子對于生命體來說具有還原性，所以環境·還原離子醫學研究所將其命名為還原離子。負離子可減少在能量代謝中氧自由基的生成。在細胞線粒體內進行能量轉化過程中，必須有足夠數量的電子參加。若氧分子獲得一個電子則生成氧自由基；若獲得2 個電子則生成過氧化氫活性氧；若獲得三個電子則生成羥基（-OH）活性氧，只有氧分子同時獲得4 個電子時才能生成水、二氧化碳和ATP（三磷酸腺苷）完成能量轉化。由此可見，在食物轉化能量時，可產生大量氧自由基和活性氧。負離子在能量轉化過程中為細胞補充足量的電子，使更多的氧分子能獲得充足的電子，完成能量轉化，產生更多的能量，并減少活性氧，自由基的生成?；钚匝鹾妥杂苫侨梭w內毒性很強的物質，是人類衰老的原因之一，是引起疾病的病因。的生物學家哈曼指出，衰老過程源于自由基對細胞及組織的損害。過氧化脂質與蛋白質結合可形成老年斑（脂褐素），這是衰老外部的表現。自由基損害DNA 及遺傳因子，克制細胞發生癌變。自由基損害細胞內皮細胞，可發生血管病變，導致心腦血管疾病的發生。自由基損害大腦黑質細胞，可使細胞產生多巴胺減少，導致震顫性麻痹。自由基侵害眼內晶體，也是發生白內障的原因之一。因此，負離子在促進能量轉換的同時，可減少體內自由基與活性氧的產生，起到保護作用。

6.        負離子可清除體內自由基: Kruegger 等觀察到負離子能明顯促進蠶體中過氧化酶、過氧氫酶的生物合成。國內邱炳源、吳式明、李志民等分別在各自的試驗中發現，負離子能顯著增加過氧化物歧化酶的活性，而過氧化酶、過氧化物歧化酶（SOD）等，都是體內自由基的清除劑。因此，負離子可通過增加SOD 的生物合成和活性達到清楚體內自由基的功效。另外，負離子可使自由基無毒化。

7.        參與細胞基因的活化和自主修復：1975 年Stein 等根據實驗提出基因活化理論，認為在安靜時DNA 帶負電荷，與帶正電的組織蛋白緊密結合而失去活性，只有一種非組蛋白連接在DNA 上，發生磷酸化，釋放出負電荷，與組蛋白結合，并從DNA 骨架上脫離出來，使DNA 裸露才具有活性。加入負離子可以起到非組蛋白樣作用，負離子與組蛋白結合，將組蛋白從DNA 骨架上脫出，使DNA 裸露，基因才具有活性。（見李瑛主編《醫學遺傳學》）

8.        增加細胞內供氧：實驗表明，吸入負離子30 分鐘后，肺泡內氧增加量20%，排除二氧化碳增加14.5%，并能增加血氧分壓。另外，試驗也證明，負離子還可以提高組織細胞對氧的攝入，增加細胞內供氧。資料表明，城市住宅內空氣中的含的負離子為40—50 個/cm3，城市上空為100---200 個/cm3，常年生活在這樣的環境中的人，對于氧的利用率會明顯下降，人體處于氧供給不足的狀態。日本學者說：缺氧是一切疾病的根源，這就是人們迫切需要補充負離子的原因之一。當今補充負離子是人類迫切需要解決的生存的問題，是治療和預防的重要措施。

9.        加速細胞修復功能和再生能力：美國哥倫比亞大學教授們在70 年代做過一項偉大的試驗：有一種叫蠑螈的動物，切去尾巴后，很快會長出新的尾巴，這是人所共知的事實。研究者發現，是因為蠑螈尾巴的切面有很高的負電位，又稱損傷負電位，也就是有很多負離子。因此可以證明負離子可以加速損傷細胞修復功能和再生能力。這個實驗再一次證明負離子具有加速修復功能和細胞再生能力。被臨床廣泛用于傷口愈合和骨折愈合以及堂上治療。

10.    增加腦的分泌：《中華醫療》雜志早在1998 年（2）：101 有些學者就曾報道過，負離子可通過某些機制刺激人體，而提高腦內、內啡肽水平。今年重大發現，吸入負離__子可通過大腦A10 神經增加腦分泌。腦是由31 種氨基酸組成若干組合，每5 個氨基酸（AK）構成一個組合，擔負一種功能。腦有20 種，腦除了有快感功能以外，還有許多強身治病功能，如提高機體免疫功能，殺菌、腫瘤溶解、暢通血管預防老年病，抗氧化抗衰老、有較強的止痛作用，以及增加海馬記憶力等。

?  負離子在環境領域的應用

空氣中負離子濃度是空氣質量好壞的標志之一，世界衛生組織對清新空氣的負離子標準濃度也進行了相關規定。我國也將負離子納入了氣象監測系統，在空氣環境保護等領域有廣泛應用。綜述如下：

負離子濃度對應效果表

注：（表中的數據由中國臺灣科技大學葉正濤先生收集整理）單位：個/立方厘米

目前，我國浙江、廣東、重慶等多個省市和地區的氣象部門均建立了大氣負離子觀測網和大氣負離子氣象預報機制。通過空氣負離子自動測量系統監測不同類型區域的大氣中負離子濃度的變化情況，開展不同時空尺度、不同下墊面、不同天氣過程、不同季節負離子濃度分布特征研究，實現從大氣負離子濃度數據采集、傳輸、處理、發布的全部自動化、智能化，為建設生態城市環境提供依據。

負離子在環境領域的應用

編輯：廣州科技有限公司

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