Pembentukan Ion Udara Negatif di Alam

Manusia telah mengenal adanya Ion Udara Negatif di alam lebih dari 100 tahun yang lalu. Apa itu Ion Udara? Itu adalah atom ataupun molekul yang bermuatan listrik yang terdapat di atmosfir yang terbentuk ketika terpapar dengan energi yang cukup tinggi sehingga mempengaruhi konfigurasi elektronnya. Dan Ion Udara Negatif merupakan ion yang memperoleh ketambahan elektron.

Ion Udara Negatif merupakan salah satu indikator dalam mengukur tingkat kesegaran udara. Secara relatif, konsentrasi ion negatif lebih tinggi pada pagi hari. Bukti kuat telah menunjukkan peranan dari Ion Udara Negatif yang sangat efisien dalam mengurangi konsentrasi particulate matter (PM), menghambat pertumbuhan mikroba dan bahkan mempengaruhi metabolisme aerobik dengan memperbaiki deformabilitas sel darah merah. Beberapa studi mendapati pengaruh Ion Udara Negatif dalam menurunkan tekanan darah, membantu mengurangi gejala depresi kronis, mengaktifkan sel Natural Killer (NK), dan bahkan menghambat karsinogenesis. Karena sifatnya yang menyegarkan dan membersihkan udara ini membuat industri teknologi berlomba-lomba menciptakan alat yang lebih efisien untuk menghasilkan Ion Udara Negatif baik bagi penggunaan rumahan maupun kepentingan industri.

Dibutuhkan energi yang cukup untuk membentuk Ion Udara Negatif. Energi tersebut bisa bersifat natural ataupun artifisial yang berasal dari (1) radioaktif; (2) ultraviolet; (3) pelepasan korona; (4) efek Lenard; dan (5) beberapa tanaman tertentu.

Radioaktif

Unsur-unsur radioaktif seperti Uranium dan Radium secara luas terdapat di planet kita. Peluruhan dari unsur yang bersifat radioaktif tersebut dapat mengionisasi udara. Selain unsur radioaktif yang terdapat di dalam bumi, sinar kosmik juga berperan dalam ionisasi yang menghasilkan Ion Udara Negatif, khususnya di atas permukaan laut.

Ultraviolet

Ionisasi juga dapat dihasilkan oleh sinar Ultraviolet dan merupakan sumber Ion Udara Negatif yang mendominasi atmosfir pada ketinggian 60 km. Konsentrasi Ion Udara Negatif yang tinggi hasil dari Ultraviolet di lapisan teratas atmosfir ini dapat berdifusi ke permukaan bumi walaupun dengan kecepatan yang rendah. Ionisasi oleh radiasi Ultraviolet bukanlah kontributor mayor dari Ion Udara Negatif di permukaan bumi oleh karena ketersediaannya yang rendah. Beberapa alat memanfaatkan mekanisme radiasi Ultraviolet untuk menghasilkan Ion Udara Negatif.

Pelepasan Korona

Umumnya, corona discharge terjadi pada atmosfir dengan medan listrik yang tinggi seperti pada daerah pegunungan dengan tekanan udara yang rendah. Kilat dan petir juga berkontribusi dalam pembentukan Ion Udara Negatif dengan mekanisme pelepasan korona. Selain itu, kabut pun ikut berkontribusi bagi pembentukan Ion Udara Negatif. Terdapat variasi medan listrik yang diamati di hutan sepanjang pembentukan kabut yang dapat mencetus pelepasan korona dan pembentukan Ion Udara Negatif.

Efek Lenard

Jumlah Ion Udara Negatif yang signifikan ditemukan di bawah air terjun atau di tepian pantai yang berombak. Ion Negatif ini dihasilkan oleh efek Lenard, sebuah efek yang dipelajari pertama kali secara sistematis oleh Philipp Lenard yang pada tahun 1905 memperoleh Hadiah Nobel di bidang Fisika. Studinya mendapati bahwa Ion Udara Negatif terbentuk ketika titik air berbenturan satu sama lain sehingga melepaskan elektron dan mempengaruhi udara sekitar untuk menghasilkan ion superoksida (O₂⁻) yang dianggap sebagai sumber utama Ion Udara Negatif.

Tanaman

Beberapa tanaman dilaporkan memiliki kemampuan menghasilkan Ion Udara Negatif, meskipun pada kondisi normal, tanaman hanya melepaskan Ion Udara Negatif dalam konsentrasi yang sangat rendah (<200 ion / cm³). Beberapa percobaan mendapati bahwa dengan memberikan kejutan listrik, tanaman dapat melepas Ion Udara Negatif dalam jumlah banyak . Studi morfologi tanaman terhadap pelepasan Ion Udara Negatif mendapati bahwa spesies dengan bentuk yang tajam seperti cemara atau pinus menghasilkan konsentrasi Ion Udara Negatif yang lebih tinggi.

Di artikel selanjutnya, kita akan membahas pengaruh ion udara negatif terhadap kesehatan manusia.

Referensi:

• Aubrecht, L.; Stanek, Z.; Koller, J. Corona discharge on coniferous trees—Spruce and pine. Europhys. Lett. 2001, 53, 304–390.
• Bachman, C.H.; Hademenos, D.G. Ozone and air ions accompanying biological applications of electric fields. J. Atmos. Terr. Phys. 1971, 33, 497–505.
• Borra, J.P.; Roos, R.A.; Renard, D.; Lazar, H.; Goldman, A.; Goldman, M. Electrical and chemical consequences of point discharges in a forest during a mist and a thunderstorm. J. Phys. D: Appl. Phys. 1997, 30, 84–93
• Craig, J.M., Logan, A.C. & Prescott, S.L. Natural environments, nature relatedness and the ecological theater: connecting satellites and sequencing to shinrin-yoku. J Physiol Anthropol 35, 1 (2016).
• Harrison, R.G.; Carslaw, K.S. Ion-aerosol-cloud processes in the lower atmosphere. Rev. Geophys. 2003, 41
• Hoppel, W.A.; Anderson, R.V.; Willet, J.C. Atmospheric Electricity in the Planetary Boundary Layer, The Earth’s Electrical Environment; NAS Press: Washington, DC, USA, 1986; pp. 195–205
• Kamsali N. Estimation of small ion concentration near the Earth’s surface. J Atmospheric Solar-Terrestrial Phys. 2011;73:2345–51.
• Kosenko, E.A.; Kaminsky, Y.G.; Stavrovskaya, I.G.; Sirota, T.V.; Kondrashova, M.N. The stimulatory effect of negative air ions and hydrogen peroxide on the activity of superoxide dismutase. FEBS Lett. 1997, 410, 309–312
• Krueger, A.P.; Reed, E.J. Biological impact of small air ions. Science 1976, 193, 1209–1213.
• Laza, V. The environment and gaseous ions. Cent. Eur. J. Occup. Environ. Med. 2000, 6, 3–10
• Nemeryuk, G.E. Migration of salts into the atmosphere during transpiration. Sov. Plant Physiol. (Engl. Transl.) 1970, 17, 560–566
• Tikhonov, V.P.; Tsvetkov, V.D.; Litvinova, E.G.; Sirota, T.V.; Kondrashova, M.N. Generation of negative air ions by plants upon pulsed stimulation applied to soil. J. Plant Physiol. 2004, 51, 414–419.
• Wang, J.; Li, S.H. Changes in negative air ions concentration under different light intensities and development of a model to relate light intensity to directional change. J. Environ. Manag. 2009, 90, 2746–2754