周晓香

（江西省环境预报中心，江西 南昌　330046）

　　离子指的是带电的原子或原子团。带正电的离子叫正离子，带负电的离子叫负离子。中性的空气分子在某种外力（电场、碰撞、辐射等）作用下，有些外层电子会脱离原子核的束缚，成为自由电子。自由电子很快就会附着在气体分子或原子上，而且特别容易附着在氧分子或水分子上，成为空气负离子（也叫阴离子）。失去了电子的空气分子或原子则成为空气正离子（也叫阳离子）。这些空气离子很容易将其周围的几个到十几个中性分子或原子吸附在一起，形成带电荷的小分子团，称为小离子。小离子若遇上空气中的气溶胶，则容易被俘获而形成中离子。如果气溶胶粒径较大或重量较大，则形成大离子。

　　负离子与人们的生活密切相关。负氧离子能激活空气中的氧分子，使其更加活跃且更容易被人体吸收，有助于人们改善心肌功能，增强心肌营养和细胞代谢。有研究证明，对晚期恶性肿瘤患者的临床疗效，用药物化疗加空气负离子治疗的总有效率比单纯用药物化疗的总有效率明显要高。

　　负离子水是自来水经过预处理后，再经负离子发生材料处理而得来的，它具有偏碱性、不含细菌、含有呈离子态的矿物质等特性。饮用这种处理后的负离子水可中和体内过量的酸性，以维持身体正常生理机能，被称为体内“清道夫”。

　　负离子发生材料涂在建筑物外墙可减轻酸雨对建筑物的损害，涂在内墙可使室内浮游灰尘、绒毛等物质被吸附，防止诱发鼻炎、气管炎等过敏性疾病。制成涂料涂在汽车上可提高汽车外表的耐酸性和耐溶剂性。

　　负离子还可防止土壤酸化，供给植物充分营养，促进作物发芽、生长，提高粮食产量。可用于蔬菜、鱼、肉等食品保鲜，并可用于烘箱中使烘烤的食品味道更香。

　　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。江西省环境预报中心于2001年12月29日起开始进行空气离子浓度观测，是我省首个开展该项空气指标观测的气象台站。所用仪器是DLY－3G型空气离子测量仪，由中国生物物理学会空气离子专业组监制，福建省漳州市东南电子技术研究所制造。该仪器是测量空气离子数量的专用仪器，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。

　　DLY－3G型空气离子测量仪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=1/q*v*a                                       (1)

　　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（1.6×10^-19C），v为取样空气流速（cm/s）,a为收集器有效截面积（cm²）。

　　空气离子大小不一，可分为小离子、中离子、大离子3类。在极化电场作用下，离子穿过气体时的平均速度（即迁移速度）不但与离子直径有密切关系(离子越小，速度越快)，而且与极化电压形成的电场强度成正比，这一比例被称为离子迁移率。通过改变迁移率，可以测得不同大小的离子浓度。相邻2个迁移率之间的离子浓度读数差值就是迁移率在这2个数字之间的离子浓度数。DLY－3G型空气离子测量仪设置了3种不同的离子迁移率供选择，既可单独使用，也可组合使用。

　　在进行观测时，其步骤和要注意的事项为：(1) 校正零点。离子极性开关置0位，迁移率置“3”档，倍率开关置10档，调整显示零。每次开机前或极性转换档位时必须打在高档，即10⁴或者10⁶，以免冲击表头，(2) 回位。极性开关转到＋极，倍率开关置10档，稍等看是否回零。若数值为0～10表示机器正常，若数值超过10则需要干燥驱潮。(3) 开风机观测负离子。极性开关置“－”，倍率开关打到10，调零点，开风机，等数据稳定后再读数。

　　在使用过程中要注意加强对仪器的维护：(1) 定期测量电池的电压，及时更换电池或充电。(2) 定期校准抽气风速和微电流计的灵敏度。(3) 防止灰尘和腐蚀性气体进入收集器，每次测量完成应及时关掉抽风机。

　　江西省环境预报中心空气负离子观测站设在南昌市青云谱气象路43号综合探测科，其地理位置为28°36′N，115°55′E，海拔46.9 m。测站处于小山丘上，山丘树木、草皮等植被覆盖情况良好，并有部分裸地。每天08时、14时、20时各观测1次。

　　通过对2002年1月27日至2002年2月22日共27 d的观测资料进行分析（2001年12月29日～2002年1月26日数据不够稳定），可以得出3点初步结论：

　　(1)观测期间南昌测站空气负离子浓度的平均值为200个/cm³，极大值为380个/cm³，极小值为90个/cm³。

　　(2) 观测期间南昌测站空气负离子浓度有日变化，但不明显。08时、14时、20时 3个时次27 d的平均值分别为210个/cm³、220个/cm³、180个/cm³。

　　(3) 南昌测站空气负离子随气温、空气湿度、风速、气压、天空状况等气象要素变化的情况还不明显。只是在晴天少云（低云量0～4成）和多云（低云量5～10成）的情况下，负离子浓度稍有差别，分别为180个/cm³、220个/cm³。

　　由于资料序列太短，更确切的结论有待于今后进一步分析。

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