在自然状态下,空气分子的极性呈中性,即不带电荷。但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电或水流冲击、植物呼吸等作用下,引起一些空气分子释放出电子。
清华大学林金明教授在《环境健康与负氧离子》一书中指出:在通常的大气压下,被释放出的自由电子很快又和空气中的中性分子结合,而成为负离子,其中自由电子大部分被氧气所获得,因而,常常把空气负离子统称为“负氧离子”。空气负离子大小不一,按微粒直径大小的不同可分为小粒径负离子(0.001-0.003um)、中粒径负离子(0.003-0.03um)、大粒径负离子(0.03-0.1um)3类。而其中的小粒径负离子,则有良好的生物活性,易于通过呼吸,进入人体发挥其生物效应。
据环境专家研究,负氧离子具有吸附空气中微粒(包括PM2.5),净化清新空气作用。空气中负氧离子浓度每立方厘米在20个以下时,人就会感到倦怠、头昏脑胀;当每立方厘米空气中的负氧离子数在1000~10000个之间时,人就会感到心平气和、平静安定;当每立方厘米空气中的负氧离子数在10000个以上时,人就会感到神清气爽、舒适惬意;更高时对人具有医疗保健作用。根据世界卫生组织划定的标准,清新空气的负氧离子含量为每立方厘米空气中不低于1000-1500个。作者有这样的体验:在负氧离子很高的山上登较陡的山坡也不感觉累。