Translate

pátek 15. března 2013

Ionizace vzduchu - úvodní článek




V tomto článku bych vám chtěl přiblížit co je to ionizace vzduchu, jak funguje ionizátor a jak jsou negativně nabité ionty prospěšné pro člověka. V dalším článku pak uvedu jak si můžete zkonstruovat svůj vlastní ionizátor k obohacování vzduchu o negativně nabité ionty.

Ionizátor
Je to vlastně zdroj vysokého napětí zakončený ostrým hrotem ze kterého vyletuje do vzduchu řádově bilion negativně nabitých iontů každou sekundu. Toto zařízení je součástí skoro každé čističky vzduchu, obohacuje vzduch o záporné ionty. Vzhledem ke stavu životního prostředí je přirozené, že se zařízení tohoto typu využívají ve stále větší míře. Na našem trhu je nabídka ionizátorů celkem široká. Mají však jeden velký nedostatek a tím je cena, je až nehorázné že nám je prodávají za tak nechutné ceny! Konstrukce a princip tohoto zařízení je přitom celkem jednoduchá a cena by měla být v řádu stovek a ne tisíců korun.

Ionizace v přírodě a místnostech
Lze dokázat, že vzduch v přírodě obsahuje určitou koncentraci záporně nabitých částic. Co se týká měsíčního kolísání koncentrací volných vzdušných iontů, byla popsána maxima v období úplňku (příčina není jednoznačně vysvětlena). V tabulce uvádím orientační hodnoty počtů negativních inotů měřených na různých místech.

Místo kde bylo prováděno měření
Počet lehkých negativních iontů na cm3
místnosti městských bytů
50 – 100
městské ulice
100 – 500
klimatizované místnosti
0 - 80
u moře a v lese
1000 - 5000
v horách
5000 – 10 000
v jeskynních prostorech
5000 – 30 000
u vodopádů
10 000 – 50 000
po bouřce
50 000 a více

Přirozeným způsobem vzniku těchto negativních částic v přírodě je například bouřka, nebo také místa, kde se rozstřikuje voda (baloelektrický efekt Lenardův). Velký vliv na množství záporně nabitých iontů v ovzduší má také jeho znečištění. Třeba takový cigaretový dým je převážně kapalným aerosolem dehtu a vzdušné ionty spolehlivě ničí (bylo by zajímavé udělat srovnávací studii o vlastnostech dýmu z elektronických cigaret).
Člověk bohužel tráví většinu času v zajetí stěn bytu a kanceláře (faradayova klec), kde je celkem malá výměna vzduchu. Navíc v místnostech, kde trávíme až 9/10 svého života, jsou poblíž nás zdroje kladně nabitých částic. Tyto zdroje silně převažují, krom klimatizace, která ionty z ovzduší neutralizuje již při filtraci, dále vlhčením a dopravou potrubím, jde o obrazovky ale i nevhodné umělé materiály s nízkou permitivitou, jako třeba umělý koberec, nebo laminátová podlaha. Třeme-li o sebe dva dielektrické materiály s různou permitivitou, pak zpravidla materiál o vyšší permitivitě se nabíjí kladně (přitahuje tedy záporně nabité částice). Dalším problémem jsou také plastová okna, která snižují propustnost UV záření a tím znemožňují ionizaci vzduchu.

Co se týká metodiky měření a hygienických předpisů či norem je třeba říci, že závazná kritéria nebyla dosud u nás vypracována. Při dosud chybějících limitech se při nezávazných doporučeních můžeme řídit těmito hodnotami.
-pro dlouhodobý pobyt v interiéru by měla být koncentrace záporných iontů 1250 ± 50 iontů/cm3
-dlouhodobé ještě přijatelné minimum 250 ± 50 iontů/cm3
Doporučuje se, aby koncentrace záporných iontů při umělé ionizaci ovzduší nepřesáhla 5000 iontů/cm3 .
Bližší informace k metodám měření a měřících přístrojích naleznete v odkazech v zápatí.

Prospěšnost ionizace
Ionty jsou elementárními nosiči náboje ve vzduchu, náboj mohou mít kladný, nebo záporný. Je až zarážející že o účincích iontů resp. vlivu atmosférické elektřiny na živé organismy tak málo víme. Zkuste si na toto téma popovídat s čerstvým absolventem střední stavební školy nebo absolventem stavební fakulty.

Kladné ionty
Mohou být jednou z příčin potíží lidí, kteří pobývají v prostoru s jejich obsahem. Prováděly se experimenty, kde lidé inhalovali vzduch s kladnými ionty. Objevily se bolesti hlavy, zvýšená únava, hučení v uších a závratě. Nedostatek záporných iontů také způsobuje pocit nepohody a dusna. Příliš mnoho kladných iontů způsobuje pocity deprese, letargie, bolesti hlavy a podobné potíže.

Záporné ionty
Je prokázáno, že mají vliv na zdraví a psychickou pohodu člověka. Vyšší koncentrace lehkých záporných iontů činí vzduch svěžejší, dýchatelnější a čistší, u astmatiků se snižují dýchací potíže. Atmosféra obsahující vysokou koncentraci záporných iontů má lethální účinky na bakterie a v menších koncentracích alespoň snižuje jejich množení, tohoto se využívá v nemocnicích k urychlení hojení ran, kožních chorob a popálenin (podobné účinky má také stříbro a měď). Vliv na krevní oběh člověka, zvyšuje se pH, roste podíl albuminů a snižuje se hladina serotoninů, klesá sedimentace a snižuje se poet leukocytů, mění se krevní tlak. Stimulují myšlenkovou činnost a zlepšují paměť, roste duševní i fyzická výkonnost. Záporné ionty mají rovněž příznivý vliv na rostliny a hmyz, stimulují jejich růst.

Z mnoha experimentů je zajímavý pokus – sledování tří skupin křečků. Jedna žila ve vzduchu se silnou převahou kladných iontů CO2, druhá v převaze záporných iontů O2 a třetí v normální atmosféře. Po šedesáti dnech došlo u zvířat, žijících v převaze kladných iontů ke snížení hmotnosti nadledvin o 33% a celkové ochablosti a vyčerpání. Naproti tomu u zvířat žijících v převaze záporných iontů se hmotnost nadledvin zvýšila o 29%. Tato zvířata byla vysoce aktivní. Z tohoto pokusu vyplívá, že záporně ionizovaný vzduch zvyšuje schopnost nadledvin produkovat adrenalin (stejně fungují obranné reakce u člověka) a tím pomáhá organismu překonávat velké fyzické a nervové zátěže. U vás doma si rovněž můžete ověřit příznivé účinky ionizátoru třeba s využitím vašeho psa. Říká se, že kam si lehne pes, tam si může bez problémů lehnout i člověk. Instalujte tedy ionizátor na místo, kde by pes normálně neležel a pozorujte, co se bude dít.
Léčebné využití účinků vzdušných iontů probíhá na našem území již celkem dlouho. Například léčba pobytem v jeskyni – speleoterapie a hydroionoterapie (Moravský kras). Léčebné účinky ionizovaného vzduchu se uplatňují i při klimaterapii v lázeňských místech s vyšší nadmořskou výškou (Jeseník, Karlova studánka).
Pro ty zvídavější jsou další informace k dispozici na konci článku v podkladech, ze kterých jsem čerpal. 

Trocha teorie
Vertikální rozvrstvení iontů
Ionty nad zemským povrchem v obou polaritách nejsou přítomny ve stejném množství. U povrchu Země převažují kladné ionty nad zápornými (to může být jednou z příčin, že lidé z hor jsou zdravější). Zeměkouli si můžeme představit jako obrovský kulový kondenzátor, jehož jednou elektrodou je vodivý povrch nabitý záporně (přitahuje kladné ionty) a druhou elektrodou je vrstva ionizovaného, dobře vodivého ovzduší (ionosféra) nabitá kladně. Jako dielektrikum slouží špatně vodivá vrstva vzduchu tloušťky cca 50km. Mezi zemským povrchem a ionosférou je potenciální spád asi 400 000 V (průměrný spád je asi 8V na metr). Také se teď ptáte, proč ještě tuto volnou energii nevyužíváme?

Ionizaci můžeme rozdělit na přirozenou a umělou.
Přirozená vzniká v elektromag. poli, nebo působením záření α,β,γ.
Umělá ionizace se dá vyvolat změnou mechanické energie, hořením, chemickým procesem a nebo korónovým výbojem.

K ionizaci je nutné atomu nebo molekule dodat určitou energii, energie musí být dostatečně velká, aby nejvolněji vázaný elektron na okraji oběžné dráhy kolem jádra překonal ionizační potenciál a uvolnil se do prostoru. Protože 4/5 plynných molekul ve vzduchu tvoří dusík, je největší pravděpodobnost, že ionizující energie bude předána molekule dusíku. Odtržením elektronu z obalové dráhy vznikne kladný ion dusíku a volný elektron. Ten není schopen sám existovat a předává své elementární kvantum elektřiny jinému neutrálnímu atomu nebo molekule. Základem záporných iontů je molekula kyslíku, má stejně jako –OH skupina vody, největší afinitu k elektronům. Vodní pára v ovzduší je tedy druhým hlavním zdrojem záporných iontů. Ionizovaná molekula kyslíku pak dále disociuje na atomární ion kyslíku a na neutrální atomární kyslík, který dále reaguje buď s dusíkem, nebo s další molekulou kyslíku. Vznikají tak oxidy dusíku a ozón. Ozón je velmi silný oxidant a je ideální jako čistící a dezinfekční prostředek (využití k ošetření potravin a čištění vody), odstraňuje zápachy ze vzduchu, využívá také v ozónoterapii.

Podklady k tématu ionizace vzduchu:
www.zeleneuradovani.cz/content/File/sbs.pdf (obsáhlý text o ionizaci vzduchu)
http://www.ionic-care.cz/caste-dotazy/88-test-hodnoty-koncentrace-ozonu.html (ani 10 zapnutých čističek vzduchu s ionizátory nevyprodukuje více ozonu než je zákonem nařízený limit)
http://www.inovace.cz/novinky/753-vliv-iontoveho-pole-na-zdravi-cloveka 
http://www.vitalonga.byl.cz/Lai%E81.html 


Žádné komentáře:

Okomentovat