文/ 李同德，清华同衡规划院
在自然状态下，空气分子的极性呈中性，即不带电荷。但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电或水流冲击、植物呼吸等作用下，引起一些空气分子释放出电子。
清华大学林金明教授在《环境健康与负氧离子》一书中指出：在通常的大气压下，被释放出的自由电子很快又和空气中的中性分子结合，而成为负离子，其中自由电子大部分被氧气所获得，因而，常常把空气负离子统称为“负氧离子”。空气负离子大小不一，按微粒直径大小的不同可分为小粒径负离子（0.001-0.003um）、中粒径负离子（0.003-0.03um）、大粒径负离子（0.03-0.1um）3类。而其中的小粒径负离子，则有良好的生物活性，易于通过呼吸，进入人体发挥其生物效应。
据环境专家研究，负氧离子具有吸附空气中微粒（包括PM2.5），净化清新空气作用。空气中负氧离子浓度每立方厘米在20个以下时，人就会感到倦怠、头昏脑胀；当每立方厘米空气中的负氧离子数在1000～10000个之间时，人就会感到心平气和、平静安定；当每立方厘米空气中的负氧离子数在10000个以上时，人就会感到神清气爽、舒适惬意；更高时对人具有医疗保健作用。根据世界卫生组织划定的标准，清新空气的负氧离子含量为每立方厘米空气中不低于1000-1500个。作者有这样的体验：在负氧离子很高的山上登较陡的山坡也不感觉累。
专家研究发现，负氧离子在不同的环境下存在的“寿命”不等。在洁净空气中，负氧离子的寿命有几分钟，而在灰尘多的环境中仅有几秒钟。在特定的环境下，小的空气负氧离子在不断产生，又不断衰减，离子团的大小也在不断变化，一定的浓度范围内，正、负离子数字的比例亦维持在一个平衡常数，但由于负氧离子有吸附空气中包括PM2.5在内微粒并沉降下来特点，在污染的大气中消耗大量的负氧离子，重度雾霾天负氧离子数是零。由于各种自然条件环境中激发电离的能量不同，大气温度、湿度与气压的不断变化，各种环境中空气负离子的数值有很大的差异。
作者在几十年的规划设计工作中，考察过全国几百处山水景点、城市乡村，亲自测试各地的负氧离子数量，发现不同区域空间、不同环境、不同季节、不同时间、不同植被、不同地点、不同天气条件下差异很大。我国正常条件下，测得的数据大体的趋向是：每立方厘米空气中的负氧离子数，深山密林数量较高，达到2000-10000；针叶林集中区达10000-20000；宽阔海滨1000-2000，风急浪高时2000-5000；瀑布边1000—10000；雷电暴雨后1000-10000；山村田野800-2000；郊野公园400-1000；城市公园200-500，城市绿地100-300，城市家庭居室50-100，密闭办公楼20-50，城市道路边0-20。还有，林地比草地多，晴天比阴天多，夏季比冬季多，雷雨天负氧离子更多，雾霾天负氧离子数为零。作者测得的这些数据与许多资料数据大体一致。
作者测到的最高的是小兴安岭红松林区负氧离子每产方厘米达到20000以上，武夷山林区甚到更高；北京百花山松林中达到10000，京郊山区阔叶林中800—2000，而近郊田野200—500，天坛松林中500—2000，市区公园100—400。由于负离子测量仪器读数的随机性比较大，必须在稳定的环境条件下进行重复多次、或者持续一定时间的测试，才能得到比较准确的检测结果。以上是作者多年测试的大体数据，只供参考。
考察还发现：人工营造的有利环境，负气产离子也会比周边高很多。例如，广东湛江湖光岩风景区人工营造了几亩水杉林，附近就成了负氧离子富集区，每立方厘米数达2000-5000，成为游客体验负氧离子高的感受的景点，而景区其它林区1000左右；再如，北京密云铁矿遗址景区的门区用堆石筑成的一个约10米高的瀑布，瀑布附近负氧离子数明显高于其它区域，作者当时在放水成瀑布时测得负氧离子数达到5000，感到很吃惊，而其它区域不足500。
规划师应对负氧离子地学环境与负氧离子对人类的生存健康关系有一个大体的认识，会自觉应用这些知识指导规划工作。有条件野外考察时随身擕带负氧离子测试仪器，顺便测试所考察地的负氧离子的环境质量，做到心中有数。
作者的体会和建议是：
1
度假区的选址，应考虑选择在负氧离子高的区域，如海岛、滨海、滨水附近陆域；林区边缘，特别是针叶林附近；山间瀑布特别是落差较大或水量较大的瀑布附近；有溪水山谷附近，水流与空气摩察也能产生负氧离子效应，附近也是度假区的可选之地。也可有其它条件适宜区，采取人工成片种植针叶林等措施增加负氧离子产生的环境。
2
城市绿化，由于针叶林光合呼吸作用尖端电离，产生负离子效应，城市小区绿化有条件时，集中绿地应多种针叶林，松、杉、柏等；少种草，多种林，特别是针叶林；同样利用水流与空气摩察产生负离子效应，城市广场水景可增加喷泉瀑布；利用林木光合作用产生负离子效应，创造条件少硬质铺装，多建林下停车场；城市道路行道树、分隔带的绿化有条件时可增加针叶林木；等等，在城市市区采取生态措施构筑负氧离子产生的环境，有利清洁城市市区空气。
北京市区绿地（除天坛等古园林外）中，据作者初略估计，针叶林占绿地比例不足10%，建议在城市市区采取生态措施构筑负氧离子产生的环境，大力种植针叶林木，争取使其比例大幅增加到30-50%，可大大有利于吸附空气中污染微粒，从而降低PM2.5浓度。
3
基于上述同样理由，郊区环城市绿化带、平原人工林建议大幅度提高常绿针叶林比例，有利于降低冬季PM2.5上升趋势，这是长远的减轻雾霾的生态措施。
4
对于城市景观设计，建议有条件的场合增加喷泉，营造溪流、滴水、瀑布景观，既美化景观，又有利于负氧离子产生的条件，从而营造局部区域空气清新环境。
总之，通过学习负氧离子地学环境知识，可在规划工作中自觉地营造优美环境的同时，还能主动为清洁空气，为治理雾霾作出实实在在的更专业的贡献。
李同德：高级工程师，清华同衡规划院遗产保护与城乡发展研究中心顾问总工。主要著作有《地质公园规划概论》《地质公园规划探索与研究》《旅游地学大辞典》（部分条目）等。近年来主持完成及合作完成了包括二十多项国家和世界地质公园规划。
专栏往期回顾：
1. 规划师要学点地学基础知识
2. 北京湾中的北京城——简述北京地区的地学环境
3. 学习古代天人合一的择居地学思想
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文中图片为编辑自加，均来源于网络
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