负离子粉，是对能产生空气负离子的粉体材料的统称。负离子粉通常由稀土元素、电气石粉等物质组成。有利用稀土盐与电气石进行机械化学复合制得的；有以天然矿物电气石为主，经过超细化粉碎、凝胶法包覆改性、离子交换掺杂以及高温激活等手段制得的；也有直接利用稀土矿粉或者稀土废矿渣提炼、研磨而成的。

“所谓负离子，简单讲，就是带有负电荷的离子。”清华大学化学系教授林金明在接受《中国科学报》记者采访时表示。空气离子根据其带电性分为空气正离子和负离子，由于地面对于大气电离层形成的静电场，地面为负极，空气负离子受地面排斥，正离子受地面吸引，所以一般情况下，地球表面正离子浓度高于负离子，正负离子浓度比通常维持在1.2左右。

负离子有很多种，但并不是所有负离子都对人体有好处，其中一些甚至对人体有害。人们一般所说的有利于健康的负离子，主要是指空气中的负氧离子。

一般认为空气正离子使人感觉到不舒服，负离子有益于人体健康，空气负离子（主要是指空气中的负氧离子）的生物学意义已经被肯定证实。“这种天然产生的负氧离子，的确对人体健康有好处。含有较高浓度负氧离子的空气，还是优质旅游度假区的一大标志。”中科院生态环境研究中心副研究员赵利霞说，国内外的科研人员都曾以鸡等动物为实验对象，研究过负氧离子对生物体的作用。专家表示，负氧离子主要通过作用于生物体的酶系统来发挥其生物效应，但具体的过程和机理，至今尚未完全阐明。

在正常状况下，分子中含有等量的正、负电荷，每个分子从整体上看是中性的，然而当中性分子得到足够的能量（如放射性辐射和宇宙射线辐射等）时，气体分子发生电子转移，失去的电子与空气中其它分子结合形成空气负离子，失去电子的分子形成空气正离子。

中性分子被失去电子后形成正离子，带正电荷，它迅速吸引周围空气中的极性分子（主要是水分子）形成空气正离子；而释放出的电子结合周围的分子或原子，通过碰撞很快与附近的分子（主要是氧分子，因为空气成分主要是氧气和氮气，但是氮气对电子没有亲电性）相结合形成负离子，负离子再结合一定的水分子形成空气负离子团。

空气离子的形成过程无时无刻不在进行，但是由于人的活动、环境的污染、正负电荷的中和等使负离子不断湮灭消失，所以负离子浓度不会无限增加，而是一种不断产生不断消失的动态平衡状态。

自然界产生空气离子的能量来源有：自然界中放射性物质、水的冲击作用引起的Lenard效应、宇宙射线、空气与地面的摩擦作用、以及雷电现象等 。

人工制造负离子的途径有很多，包括化学反应、尖端放电、天然放射性物质等。

电气石是结构和成分复杂的含硼硅酸盐矿物，属三方晶系。由于电气石中存在5个多面体，当作用于晶体表面的压力或温度发生变化时，其内部的多面体将要发生扭曲，其中扭曲最大的是T多面体，因而在垂直于c轴的两个晶体端面上出现了极化电荷，宏观表现为电气石周围存在不受外界电场影响的永久性静电场。

当作用于晶体表面的压力或温度发生变化时，外界的应力作用或晶体的热膨胀可使电气石晶体中的单向极轴c轴发生极化，晶体中的带电粒子发生相对位移，沿c轴方向出现正负电荷中心偏移，导致晶体总电极矩发生变化，产生的极化电荷远大于自发极化效应，这就使得电气石具有了压电效应和热释电效应，拥有较强的远红外辐射功能。同时，温度和压力变化还会引起电气石晶体的电势差，使周围空气发生电离，被击中的电子作用于邻近的水和氧分子并使它转化为负离子。

电气石释放负离子的机理主要有以下两种：一种是光催化机理，由于自然光或远红外线的辐射，在电气石晶体Fe2+－Fe3+周围形成空穴/电子对，所产生的空穴（h+）将吸附在电气石表面的水分子氧化成羟基自由基，当它扩散到水中时就形成水合羟基离子；另外，当电气石Y位中的Fe2+转变为Fe3+时，吸附在电气石微粒表面的氧气分子被还原成氧负离子自由基，它也可以与微粒表面的水分子反应生成羟基自由基，再与多余的水分子缔合形成水合羟基离子。另一种是电解水机理，即电气石晶体自发极化效应产生的电极使其周围的水分子发生电解作用，生成的氢氧根离子与水分子或其他分子结合形成负离子。

电气石的自发极化特性使得在晶体轴两个端面上积聚电性相反的极化电荷，从而在沿电气石晶轴方向产生了很大静电压。有学者研究半径为1.5μm的电气石球形颗粒，发现在垂直于电气石c轴方向的平面10μm范围内存在104~107V/m的强电场，并通过测试电气石颗粒与水接触后的pH值和电导率的变化，证实了这种强电场的存在。电气石表面强电场的存在使得空气及水中与其接触的水分子发生电离，产生H+和OH-。电气石电离H2O产生的 H+和H2O分子结合而形成的H3O+，其对水中的杂质有吸附作用；OH-和H2O 分子结合可形成羟离子（H3O2-），即负氧离子。电气石由于具有特殊晶体结构，使其能够自动和永久地释放负氧离子，进而被称之为天然的负氧离子发生器。

电气石产生负离子的能力有限，为充分发挥电气石的优势，可利用稀土盐与理化处理过的电气石进行机械化学复合，提高电气石对空气分子的电离能力，研制高效产生空气负离子粉体。

为了提高电气石的空气负离子发生能力，一方面要充分将其颗粒分散开使其不出现正负电极的首尾相连，另一方面要使分散介质有一定的电导率。此外，适当能量激发更有利于提高空气负离子的发生能力。以稀土的复合盐或氧化物为电气石的分散介质可以有效地提高电气石产生空气负离子能力。稀土元素的原子序数高，原子半径大，具有未充满的4f电子层结构，而且电子能级多样，很容易失去外层电子，具有特殊的变价特性和化学活性。稀土元素的辐射能高，半衰期时间长，一方面能产生高的负离子浓度，另一方面延长作用时间。

例如，具有放射性的铈同位素衰变产生的β射线是电子流，而且能量较高，具有很强的电离作用。当在电气石粉体中加入含有稀土元素铈的材料时，铈衰变产生的β射线（电子流）与电气石电离空气产生的正离子相结合，形成中性分子，另一方面β射线打破了电气石的电离空气的平衡，促进电气石的进一步对空气分子的电离。而且β射线本身是电子流，与空气中的中性分子结合可形成空气负离子；β射线在空气中飞行时，与空气分子相碰撞，进而电离空气分子，也可使空气负离子浓度增加。

中科院生态环境研究中心副研究员赵利霞在接受中国科学报采访时表示，当前市场上从空气净化器到衣服、床单，乃至袜子，各种打着负离子旗号的产品花样百出，鱼龙混杂。“空气净化器产生的负氧离子，能够中和并沉淀带有正电荷的灰尘，是有利于人体健康的。”赵利霞说，但是更多的产品可能只是借着负离子的概念在炒作。“很多商家喜欢拿负氧离子的生物功效作为宣传噱头。但是一些人制造不出负氧离子，就故意混淆概念，用别的‘负离子’来代替。这样的产品效果如何，就不好说了。

专家同时指出，要探讨一种物质的生物学效应，不能脱离这种物质的浓度和剂量。尽管科学家已经证实了较高浓度的负氧离子对人体确实有好处，但是“负离子的浓度不可能越高越好。一些产品一味追求高浓度，是不理性的”。

另外，当前国内对负氧离子的研究还非常匮乏。“负离子是一种活性物质，不稳定、寿命短、无法提纯，而且缺乏定量标准，同时现在还缺乏可以进行定量的空气负氧离子参照物，有待进一步研究和开发相应的技术。”林金明说，在对负氧离子的研究还不深入，对其健康作用机理的了解还不透彻的情况下，应尽量避免使用与人体直接接触的所谓负离子卫生用品。

2010年4月11日 、5月12日、5月15日，由韩国入境的航班抵达烟台国际机场，烟台检验检疫局在对入境人员行李检疫查验时，通过放射性监测系统发现燃油添加剂、负离子粉、汽车冷却系统添加剂3种放射性异常物品。3种物品表面0.1m处γ射线周围剂量当量率分别为3.42、6.50、4.30 μSv/h，放射性核素232Th（钍-232）分别超过国家规定的豁免水平的26倍、144倍、28倍，负离子粉中的226Ra（镭-226）也超过了豁免水平的1.96 倍。

2015年2月厦门日报报道，厦门机场检验检疫局五通办事处从一名入境台胞旅客携带行李中查出放射性超标100倍的负离子粉1.1公斤。检验检疫工作人员用便携式核素识别仪检测行李，确认放射源是该旅客携带的负离子粉，放射性超标约100倍。

2015年4月中国科学报报道，一批中国制造的负离子卫生巾由于被检测出辐射超标35倍，在黎巴嫩机场被扣押，并被送往黎巴嫩原子能委员会作进一步的检查。

另外也有学者抽取负离子粉、含负离子粉的黄土球进行γ辐射剂量测定，通过对监测结果的分析发现，部分负离子粉、及含负离子粉的黄土球的使用存在较大潜在辐射照射危害。

含有稀土元素的负离子粉，通常具放射性，因矿源差异，放射性水平不一。 负离子粉在日本、韩国、中国等均有加工、销售，被广泛用于汗蒸房等保健行业，但是如果大量含有该物质的材料被应用于生活设施，使长期接触者受到超过约束剂量的辐照，发生随机性辐射效应的概率增大。

另外，有不法商家利用稀土废渣，经过简单处理，研磨成粉，未经过专业检测就通过网络向公众售卖存在较高放射性水平的负离子粉，并夸大其作用。公众在选购含负离子粉的装饰装修材料时要注意甄别，从正规商家购买符合国家相关标准的装饰装修材料。

目前，负离子粉被用于装饰装修材料，在生产加工过程中应满足GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中对装饰装修材料的规定。该标准规定了建筑材料放射性核素限量和天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40放射性比活度的试验方法，适用于对放射性核素限量有要求的无机非金属类建筑材料，该标准根据装饰装修材料放射性水平大小将装饰装修材料划分为以下三类：

装饰装修材料中天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度同时满足IRa≤1.0和Ir≤1.3 。A类装饰装修材料产销与使用范围不受限制。

不满足A类装饰装修材料要求但同时满足IRa≤1.3和Ir≤1.9要求的为B类装饰装修材料。B类装饰装修材料不可用于〡类民用建筑的内饰面，但可用于Ⅱ类民用建筑物、工业建筑内饰面及其他一切建筑的外饰面。

〡类民用建筑包括如住宅、老年公寓、托儿所、医院和学校、办公楼、宾馆等。

Ⅱ类民用建筑包括如商场、文化娱乐场所、书店、图书馆、展览馆、体育馆和公共交通等候室、餐厅、理发店等。

工业建筑是供人类进行生产活动的建筑物，如生产车间、包装车间、维修车间和仓库等。

不满足A、B类装修材料要求但满足Ir≤2.8要求的为C类装饰装修材料。C类装饰装修材料只可用于建筑物的外饰面及室外其他用途。

有学者在对负离子粉的放射性研究中针对放射性核素超标提出了如下建议：

负离子粉的应用涉及涂料、纺织等多个行业，涉及面广、敏感度高，生产单位良莠不齐，存在辐射潜在危害。尤其是日常民用消费品相对工业用品种类繁多，作为直接用户的公众对放射性知识的了解不多，确需引起足够重视。

稀土矿等含天然放射性核素物质可通过网络等多种渠道随意买卖，存在监管空白地带。建议尽快制定稀土矿等含天然放射性核素物质在负离子粉等领域生产、使用、销售的指导性标准，规范稀土矿等产品的利用，明确适用领域、范围、用量等，避免出现盲目生产、使用。

开展负离子粉在民用产品中应用的正当性研究，开展负离子粉及产品的放射性监测及评价方法研究，为产品标准、监管标准的制定及落实提供有力技术保障。

规范负离子产品功能的宣传，增强正确科普引导，增强公众对负离子产品及其放射性影响的认识，确保科学、谨慎的使用，并在使用过程中做好相关防护，避免出现误用、误食、误照。