Аэроионизация

Аэроионизация (греч. аеr- воздух + ионизация) — процесс образования ионов вследствие ионизации газов воздуха. Физическая сущность аэроионизации заключается в действии на молекулы газов воздуха различных внешних ионизирующих факторов, в результате чего происходит отрыв электрона от молекулы и она становится положительно заряженной (положительный аэроион), а оторвавшийся свободный электрон, присоединившись к одной из нейтральных молекул, сообщает ей отрицательный заряд (отрицательный аэроион). Различают естественную и искусственную аэроионизацию. Основными естественными источниками ионизации атмосферы являются: космические лучи, действующие во всей толще атмосферы; излучение радиоактивных веществ, находящихся в земле и в воздухе; УФ- и корпускулярное излучение Солнца, ионизирующее действие которого проявляется главным образом на высоте 50-60 км. К ионизи рующим факторам относятся также: так называемые тихие электрические разряды у крон высоких деревьев и на вершинах гор, возникающие при больших значениях напряженности электрического поля атмосферы; распыление и разбрызгивание воды у горных рек и водопадов, фонтанов, во время прибоев у побережья морей и океанов.
Наряду с процессом образования ионов в атмосфере беспрерывно происходит процесс их рекомбинации: соединяясь между собой, аэроионы противоположного знака образуют нейтральную молекулу. Для процессов образования и рекомбинации ионов в свободной атмосфере важное значение имеют метеорологические условия — атмосферное давление, температура и влажность воздуха, облачность, ветры, грозы, дожди.
У поверхности земли в обычных условиях содержится около 450-500 пар легких ионов в 1 см3. Однако имеются местности, где в силу особых географических условий число легких аэроионов значительно выше. Такие местности и пытаются использовать с лечебными целями. Создать повышенную концентрацию аэроионов (в помещении) можно иискусственно с помощью специальных устройств, называемых аэроионизаторами. По А.Л. Чижевскому, аэроионизатор не должен быть источником:
1) высокочастотного электромагнитного или постоянного пульсирующего поля, оказывающего вредное влияние на организм;
2) радиоактивных излучений;
3) УФ-излучения, озона и азотистых соединений;
4) частиц воды, пара или влажности, лежащей вне зоны физиологического комфорта (40-60 % относительной влажности);
5) повышения температуры окружающего воздуха выше, чем температура зоны гигиенического комфорта.
Различают пять основных способов аэроионизации.
1. Гидроионизационная аэроионизация. В ее основе лежит ионизация воздуха путем распыления в нем воды (баллоэлектрический эффект). Она подается под определенным давлением через специальные форсунки. На этом принципе основана работа аэроионизаторов конструкции А.А. Микулина, гидроаэроионизатора Серпухов-1, ГАИ-4, ГАИ-4У и др.
2. Термоэлектронная аэроионизация. Ионизация воздуха осуществляется при нагревании металла до 1000-1200 °С. За счет эффекта термоэлектронной эмиссии образуются электроны, которые, соединяясь с молекулами газов воздуха (в основном с молекулами кислорода), образуют отрицательные аэроионы.
3. Ультрафиолетовая аэроионизация. В основе этого способа лежит ионизация воздуха УФ-излучением. Недостатком его является образование большого количества озона.
4. Радиоизотопная аэроионизация. Ионизация воздуха осуществляется за счет радиоактивного излучения, источником которого являются радиоактивные элементы. В аппарате А.Б. Вериго, например, источником радиоактивного излучения являются соли радия, а в ионизаторе Н.И. Штейнбока — стронций-90.
5. Электроэффлювиальиая аэроионизация. Суть способа заключается в создании ионизирующих электрических разрядов в воздухе с помощью электродов, сделанных из металлических игл. которые имеют очень малый радиус кривизны острия и находятся под постоянным (отрицательным) напряжением. Различают дуговой, искровой и коронный электрические разряды. При дуговом и искровом разряде высокой интенсивности вместе с аэроионами кислорода в воздухе образуются озон и окислы азота. При использовании коронного разряда образования в воздухе этих соединений не происходит. Подача высокого напряжения на электрод сопровождается эмиссией электронов с острия электрода в воздух и образованием отрицательных аэроионов. Повышение напряжения на электродах увеличивает эмиссию электронов в воздушное пространство. На этом принципе основана работа большинства аэроионизаторов, применяемых в лечебно-профилактических учреждениях и на дому.