关键词：喷泉  空气负离子  季节  昼夜

1        引言  

空气负离子（Air Negative Ions，ANI）不仅影响空气环境的质量，而且对人体的健康也有一定的影响。目前ANI的卫生学评价指标尚无公认的标准，且各国的标准也不尽相同，但ANI含量越高，空气清洁度越高，空气环境质量越好这一点已得到公认^[1～2]。喷泉可产生ANI，并对改善周围环境的空气质量有一定的作用^[3～4]。但对不同季节及昼夜喷泉开启时的ANI含量变化的研究尚未见报道，本文仅对此作一调查，以期能更完全地了解喷泉产生ANI的规律性，并能充分利用喷泉这一生物学资源。

2        材料与方法

2.1 仪器和对象

    CNF－I型空气离子浓度测量仪（石家庄无线电四厂），干湿度计（江苏浒浦玻璃仪器厂），DEM－6型三杯风向风速表，盒式气压表。我校医学院喷泉水池直径11m，喷水管13根，水柱高6m，喷泉开启时水柱呈交叉状。

2.2 研究方法

    1998年5月对医学院喷泉测定3d共80次，从上午08：30至下午14：30；7月3d共73次，从上午08：30至下午17：30，平均开启时间为30、60和90min，每次间隔60min；1999年1月3d共124次，开启时间为45和60min，从上午09：30至下午19：20，每次间隔45min。每15min记录1次数据，每次读数5个，测量点距喷泉水池3m。所得数据均作统计学处理。同时对温度、湿度、风向、风速、气压等也进行记录。

3  结果

    表1显示了1月24、25、26日连续3d医学院喷泉空气负离子昼夜测定结果。其中19：00以前不论喷泉处于开启或关闭状态均为每15min测定1次，而天黑喷泉关闭后每2～5min测定一次不等。

    图1直观地显示了3d中5个不同时段喷泉开关时ANI均值的变化。其中a、b、c分别为白天开启喷泉时产生的ANI均值，而d为黑夜开启时的均值, e为黑夜关闭时的均值。 

    表1  喷泉昼夜开关时的空气负离子含量（个/cm³）

        01-23                      01-24                        01-25

  昼   ANI     夜   ANI     昼    ANI      夜   ANI     昼    ANI      夜    ANI

11:45  1238  18:15  2320   11:45  4296   18:15  6816   11:45  5726    18:15  1430

12:00  2266  18:30  1212   12:00  4150   18:30  1352   12:00  4384    18:30  1182

12:15  1334  18:45  5796   12:15  1266   18:45  4164   12:15  6262    18:45  5624

12:30  4960  19:00  5364   12:30  1788   19:00  3113   12:30  5246    19:00  5422

13:45  2442  19:05  520¹⁾   13:45  1624  19:05   900¹⁾   13:45  7034    19:02  698¹⁾

14:00  1698  19:10  922¹⁾   14:00  1982  19:07   774¹⁾   14:00  4644    19:04  634¹⁾

14:15  1520  19:15  1516¹⁾  14:15  4008  19:09   724¹⁾   14:15  3480    19:06  438¹⁾

14:30  1546  19:20  1620¹⁾  14:30  3258  19:11   824¹⁾   14:30  3660    19:10  640¹⁾

14:45  1066                14:45  3140                 14:45  6166

15:00  1250                15:00  3944                 15:00  3812

16:15  3890                16:15  1270                 16:15  5788

16:30  2436                16:30  3396                 16:30  5896

16:45  2530                16:45  1270                 16:45  5222

17:00  1404                17:00  5584                 17:00  5972

1) 表示喷泉关闭时的数据。   

    表2为喷泉开启时空气负离子浓度白昼与黑夜开关的比较，其中ad、bd、cd、de分别表示不同时间段比较的P值，而F则表示用单因素方差分析处理的组间差异P值。 

     表2  喷泉昼夜开关时空气负离子的比较（P值）

    日期      a d       b d        c d          d e            F

       01-23     0.0218    0.0039     0.0167     1.896×10^-6       0.0041

   01-24     0.0107    0.0569     0.0929     4.847×10^-6       0.0022

   01-25     0.0006    0.0052     0.0004     8.758×10^-7       0.0003

    表3  喷泉不同季节开关时空气负离子浓度的比较（个/cm³）¹⁾

状态  05-16   05-17   05-23  07-13  07-14  07-15   01-23  01-24  01-25 

关   697     740    1367    896    806     572     410   1466    754  

开  1717    1197    6617   4590   7416    7507    2442   3710   7034 

1) P = 0.000897 

4        讨论

4.1 喷泉开启时由于各水柱的剧烈碰撞而产生大量ANI，这种空气离子化的过程是否需要借助于强烈的太阳紫外线照射，表1所示结果是无论白昼还是黑夜，喷泉开启时都有ANI的形成，白昼产生的ANI最高值为7034个/cm³，而黑夜产生的ANI最高值为6816个/cm³，其最低值分别为1066个/cm³和1182个/cm³。已有研究表明喷泉产生的ANI相差较大的原因同风向和风速有一定的关系，与环境温度和湿度互有影响，还可能与喷泉水柱的碰撞程度、水柱的大小、水柱的数量及测定的距离等因素有关^[3～4] 。本次研究所进行的昼夜比较表明，喷泉产生的空气负离子同太阳紫外线的照射无关。   

图1中a（n=20）、b（n=20）、c（n=30）分别为白天不同时间开启喷泉时产生的ANI均值，而d为黑夜开启时的均值(n=20), e为黑夜关闭时的均值（n=20）。表2显示。分别对以上不同时段进行统计学处理后发现，除1月24 日bd和cd的P值（＞0.05）差异无显著性外,其余均有显著性差异，黑夜开关喷泉时ANI的差异有极显著性。这一现象说明在夜晚开启的喷泉周围环境中仍会产生大量的ANI，这一新型的ANI资源将会极大地改善城市空气环境质量，从而有益于人体健康。

4.2  喷泉对1月、5月、7月不同季节开关时ANI进行测定的结果，表明喷泉开关时ANI含量有明显的不同。表3显示的均为下午13：45的数据，7月15日开关时分别为7507和572个/cm³，两者相差13.1倍。而5月7日最低分别为1197和740个/cm³，两者相差1.6倍。这说明不同的月份喷泉开启时都会产生ANI。我们对1、5、7月所测定的277次共1385个ANI数据进行互相比较并作统计学处理，结果P分别为0.0836、0.1377和0.3049。这表明虽然就某一时点而言，由于受温度、湿度、风向、风速、气压等诸因素的影响导致各个ANI数据差异很大，但从总体上显示不同季节时喷泉所产生的ANI含量却无显著性差异。

4.3  ANI素有“空气维生素”之美称，是改善环境空气质量的重要因素，并且有一定的生物学和医学效应^[5～8] 。由于在城市的生活及工作环境中，ANI一般都低于1000个/ cm³，远少于某些风景名胜和疗养场所的ANI ^[9～12] ， 而喷泉开启时则可有效地改善这种状况，使得周围环境中ANI含量升高1.6～13.1倍。同时喷泉开启时还会明显地感觉到空气清新、呼吸舒畅、疲劳消除、心情愉悦。喷泉是一种新型的人造生物学资源，它既无污染也无副作用。因此，如何合理地、科学地运用城市喷泉资源，应引起城市规划人员和建筑设计师们的重视，使其既可以改善市容、美化环境，又能提高环境质量、促进人类健康，从而更好地发挥其生物学资源作用。

5  参考文献

1  蔡宏道.现代环境卫生学.北京：人民卫生出版社，1995，846.

2  徐业林，方玲，丁文家.五城市室内、外环境空气负离子浓度的调查.环境与健康,  1991，8（5）：221.

3  厉曙光，刘琦，李进. 喷泉产生的空气负离子及其影响因素的研究.环境与健康,  2000，17（4）：205～207.

4        厉曙光，张亚锋， 邵志华。气象因素同喷泉产生的空气负离子相互影响因素的研究.同济大学学报（自然版）， 2002，30（3）：352～355.

5        Erman M, Terman JS. Treatment of seasonal affectic disorder with a high-output negative ionizer. J Altern complement Med，1995，1(1)：87～92.

6        Yushi T, Kita I, Sakuraiot，et al.  The effect of exposure to negative air ions on the recovery of physiological responses after moderate endurance exercise.Int-J-biometeorol，1998，41(3):132.

7        Watanabe I, Noro H, Ohtsuka Y，et al. Physical effects of negative air ions in a wet sauna. Int-J-Biometeorol. 1997,40(2):107～112.

8        Morton LL, kershner JR.  Differential negative air ion effects on learning disabled and norrnal-achieving children. Int.J Biometeorol，1990,34:35～41.

9        李飞，兰泽民，胡天亮. 峨嵋山疗养区室外空气离子浓度状况测定. 中华理疗杂志，  1991,14（1）:22～23.

10    石春生.对疗养地自然环境空气负离子分布情况调查.康复与疗养，1986,（3）:18～20.

11    冯之华，邓琰. 青岛太平角海滨大气离子测定. 中华理疗杂志，1986,1(9):34～35.

12    李安伯，陈玉华， 薛茂荣.青岛,庐山,临潼疗养地区空气负离子状况调查.中华理疗杂志, 1985,2(8)：86～88.

第一作者厉曙光，男，1955年生，1983年毕业于武汉同济医科大学，教授。