Ionizace vzduchu

Mezi faktory, které výrazně ovlivňují ovzduší, patří i ionty. Ionty jsou atomy nebo molekuly, které získaly nebo ztratily elektron. Ionty, které elektron ztratily jsou kladné ionty, ionty, které elektron získaly jsou záporné ionty.

Vzduch je vždy alespoň částečně ionizován účinkem kosmického záření a radioaktivity zemské kůry. Běžně vzniká v jednom cm3 vzduchu každou sekundu asi 10 kladných iontů a elektronů. Elektron vzniklý ionizací se může spojit s neutrální molekulou a vytvořit tak záporný iont. Současně s ionizací vzduchu probíhá i opačný děj zvaný rekombinace. Nesouhlasně nabité částice se navzájem přitahují a vytvářejí opět neutrální molekuly.

Ionizace vzduchu může být dosaženo následujícími způsoby:

  • Elektrickým atmosférickým výbojem - bleskem, který po své dráze působí extrémní ionizaci vzduchu, jež vede k reakcím mezi komponenty vzduchu.
  • Lokálně významným zdrojem iontů je tříštění vody v prostorech gejzírů a zvláště vodopádů, kdy tzv. Lenardovým efektem je odtrhávána část molekuly vody nesoucí přebytek elektronů. Stejný efekt lze pozorovat i po dešti. Je prokázáno, že nejvíce iontů se vyskytuje v blízkosti moří, vodopádů, hor, borovicových lesů a ve vzduchu po bouřce.

Otevřený prostor je pravidelně významně dotován ionizovanými částicemi vzduchu. Ve městech a v uzavřených špatně větraných místnostech je situace horší. V městských bytech je koncentrace záporných iontů velmi nízká.

K zachování přirozené ionizace vzduchu je nezbytné nenarušit elektrické pole, nacházející se mezi povrchem Země a ionosférou. Tradiční stavební materiály jako je kámen, cihly nebo dřevo narušují zmíněné elektrické pole díky své slabé vodivosti jen mírně. Odlišná je situace při používání kovů, oceli či betonu. Tyto materiály vytvářejí stínění elektrického pole Země, tzv. Faradayovu klec, čímž elektrické pole silně narušují. Takto snížené koncentrace záporných iontů nadále klesají nadměrným používáním klimatizací, jež zapříčiňují, že vzduch je "mrtvý", neboli bez iontů.

Zde jsou uvedeny koncentrace záporných iontů nacházejících se v různých lokalitách.

Název prostoru Koncentrace záporných iontů
vzduch v městském bytě 50-100 iontů/cm3
vzduch na ulici ve městě 100-500 iontů/cm3
vzduch v lese nebo u moře 1 000-5 000 iontů/cm3
vzduch u vodopádů 10 000-50 000 iontů/cm3
vzduch po bouřce 10 000-50 000 iontů/cm3

Kladné a záporné ionty

V čistém vzduchu v přírodě jsou kladné a záporné ionty obsaženy přibližně v rovnováze – poměrem 750 kladných k 650 záporným iontům v 1 cm3 (tzv. koeficient unipolárnosti = 750/650 = 1,15), což je velmi důležité pro lidský organismus. Nadměrné používání syntetických materiálů (záclony, čalounění, koberce, umělohmotné tapety, podlahové krytiny z PVC), klimatizací se syntetickými filtry, působení kladně nabité televizní obrazovky nebo monitoru počítače, používaní laserových tiskáren a kopírek, ale také smog a kouření způsobují nadbytek kladných iontů a následné zvýšení koeficientu unipolárnosti až na hodnotu 6, což může být zdraví škodlivé.

Při vysoké koncentraci kladných iontů dochází k jejich vnikání do plic. Vdechováním se ionty dostanou do krve a do organizmu, kde mohou vyvolávat nepříznivé reakce, jako např. zvýšené uvolňování serotoninu a histaminu. Zvýšená hladina serotoninu v krvi může snížit kapacitu plic a schopnost těla absorbovat kyslík. Serotonin rovněž způsobuje stahování hladkého svalstva, což může vyvolat migrénu, alergické reakce, vznětlivost, horkost, bolesti v krku, průduškový kašel, nevolnost či břišní křeče. Zvýšení hladiny histaminu se může projevit bolestmi srdce, alergiemi, sennou rýmou, nevolností a nespavostí.

Tabulka uvádí koncentrace kladných a záporných iontů ve vzduchu, stanovené ruskou sanitární normou SanPin.

Norma Počet iontů v cm3
Kladné ionty Záporné ionty
min. množství p+ > 400 p- > 600
max. množství p+ < 50 000 p- < 50 000

Zdroj: ing. Alena Knoblochová - diplomová práce, MZLU Brno - červenec 2004