眾所周知，高空大氣的臭氧層是人類免于太陽(yáng)光中紫外線強(qiáng)烈侵襲的天然屏障。作為物質(zhì)存在的臭氧既是強(qiáng)氧化劑又是高效的消毒劑，同時(shí)還是強(qiáng)催化劑。它具有殺菌消毒、漂白、除臭、去味等氧化分解作用。

1785年，德國(guó)物理學(xué)家馮、馬盧姆在使用電機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在電機(jī)放電時(shí)產(chǎn)生一種異味。1840年荷蘭科學(xué)家舒貝爾（Schonbein）將此異味確定為O3，而命名為OZONE（臭氧）。自此以后，歐洲的科學(xué)家率先開始研究臭氧的特性和功用，發(fā)現(xiàn)廣譜的滅菌效果后，開始工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，其中瑞典一家牛肉公司用于臭氧對(duì)牛肉存儲(chǔ)的保鮮，自1870年開始，一直沿用至今。

一、自然界中的臭氧

人類科學(xué)家在不懈地對(duì)臭氧技術(shù)投入研究，現(xiàn)在對(duì)臭氧的特性及應(yīng)用已非常明確。其實(shí)在自然界中，臭氧是廣泛存在的，只是不同條件下濃度差別很大，不易被人察覺而已?，F(xiàn)在人們普遍了解的大氣臭氧層，是阻擋太陽(yáng)紫外線的天然屏障，它是由太陽(yáng)光的一種特定波長(zhǎng)光譜的光照射空氣后產(chǎn)生的；雷雨過后人們會(huì)呼吸到一種特殊的清新味道，實(shí)際就是空氣中的臭氧濃度提高（一般在0.04ppm左右），容易被人們察覺，臭氧濃度之所以提高，是因?yàn)殚W電（高壓放電）電離空氣中的氧氣形成臭氧；森林中，旅游地帶，空氣格外清新，是因植物在吸收CO2過程中制造了[O]，氧原子在形成過程中，部分形成O2（我們呼吸的氧氣），一部分形成O3（臭氧）。自然界中細(xì)菌無處不在，在適合的條件下繁殖迅速，人類在發(fā)現(xiàn)細(xì)菌后，甚至談虎色變，生怕人類被細(xì)菌吃掉。自然界的一切都處在平衡狀態(tài)，人們沒有必要憂慮，正是自然界中無處不在的臭氧和太陽(yáng)光中的紫外線，在控制著細(xì)菌的生存平衡，保護(hù)著人類健康。

二、臭氧殺菌的基本性質(zhì)研究

人類通過對(duì)臭氧的研究發(fā)現(xiàn)，臭氧具有不穩(wěn)定特性和很強(qiáng)的氧化能力。臭氧是由一個(gè)氧分子（O2）攜帶一個(gè)氧原子（O）組成，所以它是氧氣的同素異形體。臭氧和氧氣的不同之處自表一目了然。

表一、 氧和臭氧的主要性質(zhì)

從表一不難看出，與氧氣相比，臭氧比重大、有味、有色、易溶于水、易分解。由于臭氧（O3）是由氧分子攜帶一個(gè)氧原子組成，決定了它只是一種暫存形態(tài)，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣（O2）進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。所以臭氧工作中沒有二次污染產(chǎn)生，這是臭氧技術(shù)應(yīng)用的最大優(yōu)越性。

臭氧的應(yīng)用主要在人為的滅菌消毒。這主要是臭氧有很強(qiáng)的氧化能力，臭氧在一定濃度下能與細(xì)菌、病毒、病原體等微生物產(chǎn)生生物化學(xué)氧化反映。臭氧又很高的能量，在常溫、常壓下很快自行分解為氧（O2）和單個(gè)氧原子（O），單個(gè)氧原子具有很強(qiáng)的活性，對(duì)細(xì)菌、病毒、病原體等微生物具有較強(qiáng)的氧化作用。

臭氧能氧化分解細(xì)菌、病毒內(nèi)部氧化葡萄糖所必須得葡萄糖氧化酶，并直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用氧化并穿透其細(xì)胞壁，破壞其細(xì)胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌、病毒的新陳代謝和繁殖過程遭到破壞，而奪取細(xì)菌生命。同時(shí)還可以滲透細(xì)胞膜組織、侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細(xì)胞發(fā)生通透性畸變，導(dǎo)致細(xì)胞溶解性死亡，并將死亡菌體內(nèi)的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱源（內(nèi)毒素）等溶解死亡。綜觀無菌技術(shù)對(duì)微生物作用的原理可分為抑菌型、殺菌和溶菌型三種。臭氧滅菌消毒屬于溶菌型劑體，可以達(dá)到“徹底、永久地消滅物體內(nèi)部所有微生物的目的”。而且它的作用是即刻完成的，臭氧的迅速滅菌效果決定于它的高還原電位，表二列出了人們常用的消毒物質(zhì)還原電位與臭氧的比較。

表二 氧化還原電位比較