臭氧是目前已知的一种广谱、高效、快速、安全、无二次污染的杀菌气体，可杀灭细菌芽胞、病毒、真菌等，并可破坏肉杆菌毒素。可杀灭附在水果、蔬菜、冰岛青霉素菌、黑色变种芽胞、自然菌、淋球菌等、也可杀死甲、乙肝等传染病毒，还可以去除果蔬残留农药及洗涤用品残留物的毒素。其杀菌的机理是作用于细菌的细胞膜使细胞膜构成受到损坏，导致新陈代谢的障碍抑制其生长，直至死亡；其杀灭病毒的机理是通过直接破坏其核糖核酸或脱氧核糖核酸来完成。
臭氧具有极强的氧化性的特点，被世界公认是一种广谱高效杀菌剂，它的氧化能力高于氯一倍，灭菌比氯快600-3000倍，甚至几秒种内可以杀死细菌，对于常见的大肠杆菌、粪链球菌、绿脓杆菌、金黄葡萄球菌、霉菌等，在臭氧的环境中5分钟，其杀灭率可达到99%以上。它的灭菌、消毒作用几乎是瞬时发生的，在水中臭氧浓度0.3-2mg/L时，0.5-1min内就可以致死细菌。达到相同灭菌效果（如使大肠杆菌杀灭率达99%）所需臭氧水药剂量仅是氯的0.0048%。
臭氧杀菌彻底，无残留，杀菌广谱，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素。另外，O3对霉菌也有极强的杀灭作用。O3由于稳定性差，很快会自行分解为氧气或单个氧原子，而单个氧原子能自行结合成氧分子，不存在任何有毒残留物，所以，O3是一种无污染的消毒剂。O3为气体，能迅速弥漫到整个灭菌空间，灭菌无死角。
由于臭氧的特点，臭氧消毒广泛应用于桶装水、瓶装水产品消毒，包装容器消毒，食品厂，饮料厂、药厂的空气消毒及其他各种行业。
利用臭氧气体杀菌消毒、降解有机废气、祛除异味、净化空气是国际上比较尖端的高新技术，国内外专家称之为21世纪环境科学四大技术之一。
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