臭氧是由三个氧原子构成，是氧气的同素异形体，分子式为O3，分子量为48，常温常压下，O3是一种淡蓝色的气体，具有特殊腥味，浓度适量时，具有一种"清新"气味，常温下，臭氧不稳定，能自行分解为O2和单原子O，两个单氧原子O可结合为O2,单氧原子极活泼，具有极强氧化性和分解功能，能迅速消毒、杀菌和氧化有机物，无机物等。其氧化能力比氯高一倍，反应快，杀菌速度比氯快600-3000倍，几秒内就可致死细菌和病毒。
臭氧具有极强的分解能力，可快速强力杀灭水中、空气中及附首面上的各种细菌，致病微生物，病毒真菌及原虫等。臭氧处理具有反应速度快、效力高、无残留物、不产生二次污染等优点。
臭氧杀菌主要是依靠其分解后产生单氧原子或溶于水后产生的单原子氧(O)羟基(OH)的强氧化能力，臭氧先与细胞壁和细胞膜的脂类双键起反应，穿过细胞壁和细胞膜进入Cell内。作用于外壳脂蛋白和内面脂多糖果肉而改变细胞内膜的渗透性，使细胞内膜漏出，最后导致细胞溶解、死亡。
臭氧是一种强氧化剂，在消毒学上属于过氧化学类消毒剂，具有广谱、高效杀菌作用。臭氧对空气微生物有强大的杀灭作用，低于容许浓度(0.2mg/m)的臭氧，即对一般细菌繁殖体具有良好的杀菌作用，用臭氧消毒病房空气，取得满意效果，采用30mg/m 浓度的臭氧，作用15分钟，对自然菌的杀灭率达到92% 以上，对气溶胶中的金黄色葡萄球菌，用0.12mg/m的臭氧，作用30分种，杀灭率可达99.9%以上，对气溶胶中的枯草杆菌黑色变种芽胞用5.67mg/m的臭氧，作用60分种，杀灭率可达到99%以上。臭氧对付细菌的方法，是将细菌的细胞体直接氧化，即破坏其DNA的基因而达到抑制的效果。
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