A természeti folyamatok hatására általában 2000-4000 negatív ion (anion) termelődik köbméterenként az atmoszférában. Az emberiség környezetkárosító tevékenysége miatt azonban ez az érték a nagyvárosokban, és a zárt életterekben lecsökken 500 NAI (Negative Ion Air)/m3 alá.
A tapasztalatok azt mutatják, hogy ekkora ionkoncentráció esetén az emberek gyakrabban depressziósak, fejfájósak, és rossz a közérzetük.
Az ionizáció
Az atomok elektromosan semlegesek, bennük a protonok és az elektronok száma megegyezik.
Ionizációnak nevezzük azt a folyamatot, amikor egy atomból vagy molekulából elektromos töltéssel rendelkező ion keletkezik. Az atomban az elektronok az úgynevezett elektronhéjakon helyezkednek el.
A következő külső héjra csak akkor kerülhet elektron, ha a belső héjak már beteltek. Ha valamilyen okból a külső héjról elektron távozik - azaz annyi energiát nyel el, amelynek segítségével legyőzi az adott pályára jellemző vonzerőt -, az atom negatív töltéseinek száma csökken, miközben az atommag pozitív töltése változatlan marad. Így az atom „kifelé” mutatott semlegessége megszűnik, és összességében pozitív töltésű lesz. Az atomok ionizálásához szükséges energiamennyiséget ionizációs energiának nevezzük. A pozitív töltésű atomot pozitív ionnak, vagy kationnak nevezzük.
Ha az atom külső héjára egy vagy több szabad elektront fog be, akkor az atom negatív töltéseinek száma nő, (miközben pozitív töltése változatlan, hiszen a protonok száma nem változik), így az atom kifelé negatív töltést mutat, negatív ionná, anionná válik.
A légkörben az előforduló gázmolekulák mellett más alkotórészek is találhatóak, így például a mikroszkopikus méretű szilárd részecskék (korom, por, pollennek), és ionok.
Töltött részecskék létrejöhetnek töltésszétválasztó folyamatok során pl. felhőkben, illetve ionizáció során, amelynek ok a földfelszín közeli radioaktív sugárzás, vagy a magas légkörben a kozmikus sugárzás.
Mi történik az ionokkal?
A létrejött ionok vagy rekombinálódnak, azaz semleges töltésűvé válnak, miközben „találkoznak” egy ellentétes töltésű ionnal. Ha az ion egy semleges részecskével kerül kapcsolatba, akkor létrejön a molekulaion. A molekulaiont a levegőben lévő poláros vízmolekulák veszik körül, és létrejön egy 20-30 atomból álló komplex, az un. kis ion. Ha szennyezett a légkör, akkor ez az ion leköt egy aeroszol részecskét, amely már egy „nagy ion”, és ez a „nagy ion” elindul a legközelebbi földelt felület irányába.
A légkörben jelenlévő anion/kation arány felbillenése sajátságos élettani hatásokat eredményezhet.
Pozitív ionforrások
Egyes kutatók szerint szeles időjárás idején a levegőben a pozitív ionok kerülnek többségbe, így kedvetlenséget, álmatlanságot okoznak az embereknek. Hasonlóan növelik a pozitív ionok számát a régi CRT monitorok is, és az elektromágneses sugárzást kibocsájtó készülékek.
Negatív ionforrások
Magas negatív ionkoncentrációi jellemzi a vízesések, tengerpartok környezetét. Egyes szakérők szerint a tiszta vidéki levegő negatív ionkoncentrációja 2000 ion/cm3. Vízesések közelében ez az érték elérheti a 100 000 ion/cm3 is, ám egy zárt, rossz levegőjű szobában mindössze 100 ion/cm3 körüli érték van jelen.
Érdekes, hogy zuhanyzás közben is egy negatívion-készülékben állunk, mivel a Lénárd-hatás szerint a víz- és más folyadékcseppek felületén elektromos kettősréteg alakul ki, melynek negatív oldala kifelé irányul. Ha valamiért a csepp felületéről igen kis részecskék szakadnak le, azok negatív töltésűek, a hátramaradó részek pedig pozitív töltésűek lesznek, ilyen ok az ingadozó erősségű levegőáram, melynek hatása alatt az esőcseppek szétfröccsennek, a könnyű negatív részek felfelé, a nehéz pozitív részek lefelé esnek és így zivatarok idején óriási feszültségkülönbségek állnak elő. A vízesések vízcseppjei is hasonlóan szétporladnak, minek következtében a környező levegő negatív elektromossága tesz.
Negatív ionok mesterséges előállítása
Az ionizációs légtisztító berendezések olyan elektromos szerkezetek, amelyek negatív töltésű ionokat anionokat állítanak elő, ezzel „semlegesítve a levegőben lévő szennyeződéseket”. Az ionizálásra általában ultraibolya sugárzást használ a gép.
Ez a berendezés az élelmiszeriparban terjedt el, míg a háztartásokban inkább a koronakisüléses ionizátorok terjedtek el.
További érdekes oldalak:
- A légköri aeroszol szerepe a globális éghajlatváltozásban
- Pollen és porriadó
- Wikipédia - Ionizációs légtisztító berendezés
Zsigó Zsolt cikke
