Ionization ni mojawapo ya mbinu zinazotumiwa kuondokana na chembe kutoka kwa hewa. Ioni hufanya kama viini vya kufidia kwa chembe ndogo ambazo, zinaposhikana, hukua na kunyesha.

Mkusanyiko wa ioni katika nafasi zilizofungwa za ndani ni, kama sheria ya jumla, na ikiwa hakuna vyanzo vya ziada vya ioni, ni duni kuliko ile ya nafasi wazi. Kwa hivyo imani kwamba kuongeza mkusanyiko wa ioni hasi katika hewa ya ndani inaboresha ubora wa hewa.

Baadhi ya tafiti kulingana na data ya magonjwa na utafiti wa majaribio uliopangwa hudai kwamba kuongeza mkusanyiko wa ioni hasi katika mazingira ya kazi husababisha kuboresha ufanisi wa wafanyikazi na kuongeza hali ya wafanyikazi, wakati ioni chanya zina athari mbaya. Hata hivyo, tafiti sambamba zinaonyesha kuwa data iliyopo juu ya madhara ya ionization hasi kwenye tija ya wafanyakazi haiendani na inapingana. Kwa hivyo, inaonekana kwamba bado haiwezekani kusema bila usawa kwamba kizazi cha ions hasi ni cha manufaa kweli.

Ionization ya asili

Molekuli za gesi za mtu binafsi katika angahewa zinaweza kuwa na ioni hasi kwa kupata, au vyema kwa kupoteza, elektroni. Ili hili litokee molekuli fulani lazima kwanza ipate nishati ya kutosha—ambayo kwa kawaida huitwa the nishati ya ionization ya molekuli hiyo maalum. Vyanzo vingi vya nishati, asili ya cosmic na ya dunia, hutokea kwa asili ambayo ina uwezo wa kuzalisha jambo hili: mionzi ya nyuma katika anga; mawimbi ya jua ya sumakuumeme (haswa yale ya ultraviolet), mionzi ya cosmic, atomi ya vinywaji kama vile dawa inayosababishwa na maporomoko ya maji, harakati za hewa nyingi juu ya uso wa dunia, matukio ya umeme kama vile umeme na dhoruba, mchakato wa mwako na vitu vyenye mionzi. .

Mipangilio ya umeme ya ioni ambayo huundwa kwa njia hii, ingawa haijajulikana kabisa, inaonekana kujumuisha ioni za kaboni na H.₊, H₃O₊, AU₊, N₊,OH^-, H₂O^- na O₂^-. Molekuli hizi zenye ioni zinaweza kujumlishwa kupitia adsorption kwenye chembe zilizosimamishwa (ukungu, silika na uchafu mwingine). Ions huwekwa kulingana na ukubwa wao na uhamaji wao. Mwisho hufafanuliwa kama kasi katika uwanja wa umeme unaoonyeshwa kama kitengo kama vile sentimita kwa sekunde kwa voltage kwa sentimita (cm/s/V/cm), au, kwa kubana zaidi,

Ions za anga huwa na kutoweka kwa kuunganishwa tena. Uhai wao wa nusu hutegemea ukubwa wao na ni kinyume na uhamaji wao. Ioni hasi ni ndogo kwa takwimu na nusu ya maisha yao ni ya dakika kadhaa, wakati ioni chanya ni kubwa na nusu ya maisha yao ni karibu nusu saa. The malipo ya anga ni mgawo wa mkusanyiko wa ions chanya na mkusanyiko wa ions hasi. Thamani ya uhusiano huu ni kubwa kuliko moja na inategemea mambo kama vile hali ya hewa, eneo na msimu wa mwaka. Katika nafasi za kuishi mgawo huu unaweza kuwa na maadili ambayo ni ya chini kuliko moja. Tabia zimeonyeshwa kwenye jedwali 1.

Jedwali 1. Tabia za ions za uhamaji na kipenyo kilichopewa

Ionization ya Bandia

Shughuli ya binadamu hurekebisha ionization ya asili ya hewa. Ionization ya bandia inaweza kusababishwa na michakato ya viwandani na nyuklia na moto. Chembe chembe iliyoahirishwa hewani hupendelea uundaji wa ioni za Langevin (ioni zilizojumlishwa kwenye chembe chembe). Radiators za umeme huongeza mkusanyiko wa ions chanya kwa kiasi kikubwa. Viyoyozi pia huongeza malipo ya anga ya hewa ya ndani.

Maeneo ya kazi yana mashine zinazozalisha ioni chanya na hasi kwa wakati mmoja, kama ilivyo kwa mashine ambazo ni vyanzo muhimu vya nishati ya mitambo (mashine, mashine za kusokota na kusuka), nishati ya umeme (motor, printa za elektroniki, kopi, laini za umeme na mitambo. ), nishati ya umeme (skrini za cathode-ray, televisheni, wachunguzi wa kompyuta) au nishati ya mionzi (tiba ya cobalt-42). Vifaa vya aina hii huunda mazingira yenye viwango vya juu vya ioni chanya kutokana na nusu ya maisha ya juu ikilinganishwa na ioni hasi.

Mkusanyiko wa Mazingira wa Ioni

Mkusanyiko wa ions hutofautiana na hali ya mazingira na hali ya hewa. Katika maeneo yenye uchafuzi mdogo, kama vile katika misitu na milima, au kwenye urefu mkubwa, mkusanyiko wa ioni ndogo hukua; katika maeneo ya karibu na vyanzo vya mionzi, maporomoko ya maji, au kasi ya mito viwango vinaweza kufikia maelfu ya ayoni ndogo kwa kila sentimeta ya ujazo. Katika ukaribu wa bahari na wakati viwango vya unyevu ni vya juu, kwa upande mwingine, kuna ziada ya ions kubwa. Kwa ujumla, mkusanyiko wa wastani wa ioni hasi na chanya katika hewa safi ni ions 500 na 600 kwa sentimita ya ujazo kwa mtiririko huo.

Upepo fulani unaweza kubeba viwango vingi vya ayoni chanya—Föhn nchini Uswisi, Santa Ana nchini Marekani, Sirocco katika Afrika Kaskazini, Chinook katika Milima ya Rocky na Sharav katika Mashariki ya Kati.

Katika maeneo ya kazi ambapo hakuna mambo muhimu ya ionizing mara nyingi kuna mkusanyiko wa ions kubwa. Hii ni kweli hasa, kwa mfano, katika maeneo ambayo yamefungwa na kwenye migodi. Mkusanyiko wa ions hasi hupungua kwa kiasi kikubwa katika nafasi za ndani na katika maeneo yaliyochafuliwa au maeneo ambayo ni vumbi. Kuna sababu nyingi kwa nini mkusanyiko wa ions hasi pia hupungua katika nafasi za ndani ambazo zina mifumo ya hali ya hewa. Sababu moja ni kwamba ioni hasi hubakia katika mifereji ya hewa na vichungi vya hewa au huvutiwa na nyuso ambazo zimechajiwa vyema. Skrini za Cathode-ray na wachunguzi wa kompyuta, kwa mfano, wanashtakiwa vyema, na kujenga katika maeneo yao ya karibu upungufu wa microclimate katika ions hasi. Mifumo ya kuchuja hewa iliyoundwa kwa ajili ya "vyumba safi" ambayo inahitaji viwango vya uchafuzi na chembechembe kuwekwa katika kiwango cha chini sana inaonekana pia kuondoa ioni hasi.

Kwa upande mwingine, unyevu kupita kiasi huunganisha ioni, wakati ukosefu wake hujenga mazingira kavu yenye kiasi kikubwa cha chaji za umeme. Chaji hizi za kielektroniki hujilimbikiza katika nyuzi za plastiki na sintetiki, chumbani na kwa watu.

Jenereta za Ion

Jenereta hufanya hewa ionize kwa kutoa kiasi kikubwa cha nishati. Nishati hii inaweza kutoka kwa chanzo cha mionzi ya alpha (kama vile tritium) au kutoka kwa chanzo cha umeme kwa uwekaji wa voltage ya juu kwa elektrodi iliyoelekezwa kwa kasi. Vyanzo vya mionzi haramu katika nchi nyingi kwa sababu ya matatizo ya pili ya mionzi.

Jenereta za umeme zinafanywa kwa electrode iliyoelekezwa iliyozungukwa na taji; electrode hutolewa na voltage hasi ya maelfu ya volts, na taji ni msingi. Ioni hasi hufukuzwa huku ioni chanya zikivutiwa na jenereta. Kiasi cha ioni hasi zinazozalishwa huongezeka kwa uwiano wa voltage inayotumika na kwa idadi ya electrodes ambayo ina. Jenereta ambazo zina idadi kubwa ya electrodes na kutumia voltage ya chini ni salama zaidi, kwa sababu wakati voltage inazidi volts 8,000 hadi 10,000 jenereta itazalisha sio ioni tu, lakini pia ozoni na oksidi za nitrous. Usambazaji wa ioni hupatikana kwa kurudisha nyuma kwa umeme.

Uhamaji wa ioni utategemea upangaji wa uwanja wa sumaku unaozalishwa kati ya sehemu ya utoaji na vitu vinavyoizunguka. Mkusanyiko wa ioni zinazozunguka jenereta sio homogeneous na hupungua kwa kiasi kikubwa kama umbali kutoka kwao unavyoongezeka. Mashabiki waliowekwa kwenye kifaa hiki wataongeza eneo la utawanyiko wa ionic. Ni muhimu kukumbuka kwamba vipengele vya kazi vya jenereta vinahitaji kusafishwa mara kwa mara ili kuhakikisha utendaji mzuri.

Jenereta zinaweza pia kuzingatia maji ya atomizing, juu ya athari za thermoelectric au kwenye mionzi ya ultraviolet. Kuna aina nyingi tofauti na ukubwa wa jenereta. Zinaweza kusakinishwa kwenye dari na kuta au zinaweza kuwekwa mahali popote ikiwa ni aina ndogo zinazobebeka.

Kupima Ions

Vifaa vya kupima ion vinafanywa kwa kuweka sahani mbili za conductive 0.75 cm mbali na kutumia voltage ya kutofautiana. Ions zilizokusanywa hupimwa na picoamperemeter na ukali wa sasa umesajiliwa. Viwango vinavyobadilika huruhusu kipimo cha viwango vya ioni na uhamaji tofauti. Mkusanyiko wa ions (N) huhesabiwa kutoka kwa ukubwa wa mkondo wa umeme unaozalishwa kwa kutumia fomula ifuatayo:

ambapo I ni mkondo katika amperes, V ni kasi ya mtiririko wa hewa, q ni malipo ya ioni isiyofaa (1.6x10^-19) huko Coulombs na A ni eneo la ufanisi la sahani za ushuru. Inachukuliwa kuwa ioni zote zina malipo moja na kwamba zote zimehifadhiwa katika mtoza. Inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba njia hii ina vikwazo vyake kutokana na sasa ya nyuma na ushawishi wa mambo mengine kama vile unyevu na mashamba ya umeme tuli.

Madhara ya Ioni kwenye Mwili

Ioni ndogo hasi ndizo ambazo zinapaswa kuwa na athari kubwa ya kibaolojia kwa sababu ya uhamaji wao mkubwa. Mkusanyiko wa juu wa ioni hasi unaweza kuua au kuzuia ukuaji wa vimelea vya microscopic, lakini hakuna athari mbaya kwa wanadamu imeelezewa.

Baadhi ya tafiti zinaonyesha kuwa mfiduo wa viwango vya juu vya ioni hasi hutokeza mabadiliko ya kibayolojia na ya kisaikolojia kwa baadhi ya watu ambayo yana athari ya kupumzika, kupunguza mvutano na maumivu ya kichwa, kuboresha tahadhari na kupunguza wakati wa majibu. Madhara haya yanaweza kutokana na ukandamizaji wa homoni ya neural serotonin (5-HT) na histamini katika mazingira yaliyojaa ioni hasi; mambo haya yanaweza kuathiri sehemu ya watu yenye hypersensitive. Hata hivyo, tafiti nyingine hufikia hitimisho tofauti juu ya madhara ya ions hasi kwenye mwili. Kwa hivyo, faida za ionization hasi bado ziko wazi kwa mjadala na utafiti zaidi unahitajika kabla ya suala hilo kuamuliwa.

Back