Под аэроионизацией понимают образование в воздухе газовых ионов в результате расщепления молекул или атомов газов земной атмосферы под влиянием внешних ионизаторов. В зависимости от источника аэроионообразования различают естественную ионизацию воздуха, возникающую в природе под влиянием электрических разрядов, ультрафиолетовых и корпускулярных излучений солнца, радиоактивных веществ, сильного разбрызгивания воды в океанах, морях, реках и т. п., и искусственную ионизацию, создаваемую специальными установками — аэроионизаторами.
Аэроионы (открыты в 1899 г. Л. Эльстером и X. Гейтелем) представляют собой мельчайшие положительно или отрицательно заряженные частицы, постоянно содержащиеся в воздухе и обусловливающие его электропроводность. Они образуются из атомов и молекул газов, составляющих воздух. В нейтральных атомах число положительных зарядов ядра равно числу отрицательных зарядов электронов. Под влиянием ионизирующих факторов удаляется из оболочки атомов один или несколько наружных электронов, превращая атомы в положительные ионы. Отрицательные образуются в результате присоединения освободившихся электронов к нейтральным атомам или молекулам газов при их взаимных столкновениях. Такие попарно образующиеся ионы молекулярных размеров, соединяясь с группами нейтральных молекул, превращаются в легкие аэрононы. Легкие аэроионы в электрическом поле обладают большой подвижностью (1—2 см сек), легко воссоединяются, нейтрализуя друг друга и превращаясь в нейтральные атомы и молекулы. Существуют легкие аэроионы всего несколько десятков секунд. При наличии в воздухе твердых и жидких аэрозолей легкие ионы оседают па них, в результате возникают тяжелые аэроионы более крупные, менее подвижные и значительно более долговечные.
В животноводческих помещениях, насыщенных водяными парами, пылью и микроорганизмами, воздух содержит меньшее количество легких отрицательных ионов по сравнению с воздухом хорошо вентилируемых помещений. Так, если в 1 см3 наружного воздуха легких газовых ионов содержится отрицательных 250—450 тыс. и положительных 450—600 тыс., а количество тяжелых составляет — отрицательных 1500— 2000 и положительных 3000—5000, то в воздухе помещений для животных содержание легких отрицательных ионов может снижаться до 50—100, а количество тяжелых ионов увеличивается до 15—100 тыс. в 1 см3 (Г. К. Волков). При хорошем воздухообмене и соблюдении нормативов микроклимата количество аэроионов в помещениях для животных приближается к уровню ионизации воздуха в атмосфере.
Установлено, что отрицательно заряженные легкие ионы воздуха в противоположность положительно ионизированному оказывают более благоприятное влияние на организм животных и имеют гигиеническое и лечебное значение.
Основные работы по изучению биологического действия аэроионов на организм животных принадлежат А. Л. Чижевскому. Еще в 30-х годах текущего столетия он первый обратил внимание на гигиеническое значение искусственной аэроионизации воздуха в помещениях для животных и доказал положительное влияние легких отрицательных ионов на организм. В настоящее время широко изучается влияние легких отрицательных ионов воздуха, получаемых при помощи искусственных аэроионизаторов (Н. М. Комаров, Г. К. Волков, М. А. Лотемичев, В. И. Мозжерин, Н. М. Хренов, К. П. Семенов и др.).
Гигиеническое значение аэроионизации в животноводстве заключается в действии легких отрицательных ионов кислорода на нервно-гуморальную регуляцию физиологических функций через слизистые оболочки дыхательных путей и кожу. В дыхательных путях аэроионы могут повышать или понижать возбудимость легочных интерорецепторов, передавая соответствующие сигналы через центры головного мозга к внутренним органам. Аэроионы, проникая через стенку альвеол в кровь, отдают свои заряды ее коллоидам и клеточным элементам. Вследствие этого при вдыхании отрицательных ионов заряженность кровяных коллоидов увеличивается, а при вдыхании положительных ионов уменьшается (А. Л. Чижевский, Л. Л. Васильев, А. Б. Вериго).
Многочисленными опытами на животных установлено, что искусственная аэроионизания воздуха в помещениях стимулирует обменные процессы в организме, усиливает гемопоэз, фагоцитарную активность нейтрофилов, увеличивает глобулиновые фракции белка, улучшает рост и развитие молодняка, повышает привес свиней на откорме, увеличивает удои коров и яйценоскость кур, а также повышает спермогенез и половую активность быков-производителей.
Ионизация воздуха в профилакториях и телятниках, но данным Г. К. Волкова, снижает заболеваемость верхних дыхательных путей, способствует более доброкачественному течению диспепсии и бронхопневмонии у телят и некоторых других болезней у животных. Кроме того, под влиянием аэроионизации твердые и жидкие аэрозоли, находящиеся в воздухе животноводческих помещений, заряжаются или перезаряжаются до определенного потенциала и, двигаясь вдоль силовых линий электрического поля, оседают на пол, стены, потолок и пр. Вместе с ними оседают и микроорганизмы. В помещениях уменьшается количество пыли в 3—4 раза и микроорганизмов на 30—66%.
Таким образом, искусственная ионизация воздуха является одним из факторов, улучшающих санитарно-гигиеническое состояние воздушной среды, и ее с успехомможно применять для ионизации воздуха животноводческих помещений, бычатников станций искусственного осеменения, стационаров ветлечебниц, цехов переработки и хранения животных продуктов и т. д.
С профилактическими целями рекомендуются следующие концентрации легких отрицательных ионов и наиболее приемлемые режимы ионизации: для телят до 30 дневного возраста 200—250 тыс. аэроионов в 1 см3 с ежедневной ионизацией 6—8 часов; для глубокостельных коров 200 тыс. аэроионов в 1см3 в течение 15—20 дней по 6—8 часов в сутки; для быков-производителей 250 тыс. аэроионов в 1см3 воздуха ежедневно по 8—10 часов в течение двух месяцев. После перерывов следующий курс ионизации воздуха следует проводить не раньше как через 20—30 дней.
Однако аэроионизация пока еще не получила широкого практического применения в животноводстве и ветеринарии, так как использование ее требует дальнейшей углубленной разработки профилактических и лечебных дозировок и режимов для разных видов животных, конструирования более удобных аэроионизаторов и счетчиков ионов.
В животноводческих помещениях применяются аэроионизаторы, основанные на использовании высокого напряжения тока, обусловливающего коронный разряд. Отрицательным полюсом служит рабочий орган установки, положительным — земля. Между этими полюсами создается электрическое поле, в котором происходит перезарядка и движение частиц. Так, например, коронирующим электродом (рабочий орган) в электроэффлювиальной люстре А. Л Чижевского служит металлическое кольцо диаметром около 1 м, на которое в форме полусферы натянуты нихрамоные проволоки с остриями. Люстра ионизирует воздух электрическим зарядом, стекающим с изолированных от земли металлических-остриев, соединенных с положительным или отрицательным полюсом источника высокого напряжения. Наиболее эффективными в работе являются электрические ионизаторы, основанные на газовом разряде, с применением проволочных и многоигольчатых электродов.
Для измерения концентрации аэроионов, образуемых при ионизации воздуха, пользуются специальными приборами — счетчиками ионов.