由于臭氧在水中的不穩(wěn)定性，分解后產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)（比單原子氧還強(qiáng)）的羥基（OH）和單原子氧等，可有效的殺滅水中的各種細(xì)菌和病毒。國(guó)外把臭氧視作最為理想的水質(zhì)消毒凈化劑，很多大型水廠普遍采用臭氧來處理飲用水。
臭氧用于飲水消毒有以下優(yōu)點(diǎn)：
氧化能力強(qiáng)，殺菌效率高，殺菌速度快，臭氧殺滅水中微生物的效率是氯劑的600－3000倍，可以殺滅水中所有的細(xì)菌、病毒、芽胞、孢子蟲類，還能殺滅藻類等；
臭氧在水中的作用后，產(chǎn)物是無毒無害的氧氣，并且臭氧本身無永久的殘留性，還能增加水中溶解氧；
有去色、除臭的作用，降低水的渾濁度；
能氧化分解水中的鐵、錳、銀、鈷、懸浮顆粒、有機(jī)農(nóng)藥和洗滌劑等，極大改善水質(zhì)。
水處理中臭氧的投加量要根據(jù)水的理化性質(zhì)、污染程度、接觸時(shí)間等設(shè)計(jì)。對(duì)于生活用水和飲用水消毒時(shí)，投加0.1－1mg/L即可，一般水體投加臭氧量0.5-1.5mg/L，接觸5－10分鐘，水中保持剩余臭氧濃度0.1-0.5mg/L。
臭氧也廣泛用于污水處理，由于臭氧的強(qiáng)殺菌能力，國(guó)外許多醫(yī)院采用臭氧處理污水，并取得了滿意的效果，試驗(yàn)證明，當(dāng)醫(yī)院排放污水中含有106—108個(gè)細(xì)菌/L時(shí)，投加臭氧濃度達(dá)10－20mg/L作用10－15分鐘，對(duì)細(xì)菌繁殖體的殺滅率達(dá)99.999％－100％，投加25－30mg/L作用15分鐘，對(duì)芽胞的殺滅率也可達(dá)99.999％以上。
臭氧用于飲用水、污水消毒的同時(shí)，還可以制成高濃度臭氧消毒水，對(duì)蔬菜、瓜果、食品用具、手和其他物品清洗、消毒。使用高濃度臭氧消毒水已經(jīng)成為消毒領(lǐng)域的重點(diǎn)，特別是，在1996年夏季，病原型大腸桿菌0517爆發(fā)性感染事件中，以前使用的次氯酸鈉、乙醇、乙酸等殺菌劑，在長(zhǎng)期的100－300ppm濃度下，致使大腸菌等革蘭氏陰性菌產(chǎn)生極強(qiáng)的抗藥菌變異，而作用機(jī)理完全不同的高濃度臭氧消毒水對(duì)此卻十分有效。而在日本的醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)，抗青霉素金黃色葡萄球菌感染也成為嚴(yán)重的問題，使用高濃度臭氧水進(jìn)行醫(yī)療人員洗手以及醫(yī)療器械消毒的解決辦法受到了重視。
在進(jìn)行臭氧水對(duì)醫(yī)療部門相關(guān)微生物的殺菌效果試驗(yàn)中，對(duì)在平時(shí)經(jīng)常性接觸的，也是在醫(yī)院感染中重要的微生物作為測(cè)試樣本，如細(xì)菌：大腸桿菌IFO3301、銅綠色極毛桿菌IFO3445、金黃色葡萄球菌ATCC43300、表皮葡萄球菌IFO12993；病毒：皰疹病毒RF、腺病毒3型、科賽奇病毒B5FAULKNER、艾珂病毒7型WALLACE、流行感冒病毒PR8等，與氯劑消毒水對(duì)比，各供試菌在臭氧水濃度4mg/L作用10秒后即可全部殺死，而對(duì)照組在30秒后，仍有103mg/L以上的活菌數(shù)殘存。對(duì)于病毒，其結(jié)果由病毒半數(shù)組織培養(yǎng)感染量（TCID50）表示，TCID50減少103以上，可認(rèn)為病毒滅活。在臭氧水4mg/L濃度作用下20秒，皰疹病毒、流行感冒病毒減少TCID50103以上，科賽奇B5病毒、艾珂7型病毒減少TCID50104以上，所以可以確認(rèn)臭氧水對(duì)于醫(yī)療、制藥及食品加工領(lǐng)域中引起感染的細(xì)菌、病毒具有很好的殺滅作用。
在對(duì)醫(yī)護(hù)人員清洗手指附著菌去除，供試菌體為抗青霉素金黃色葡萄球菌，對(duì)比組采用消毒用乙醇，MK212。對(duì)清洗后排水鑒定殺菌效果和排水二次污染，排水中菌數(shù)，對(duì)照組104，臭氧水僅為101。證明臭氧水殺菌效果明顯，而且對(duì)外界沒有造成二次細(xì)菌污染。
根據(jù)醫(yī)療器械及醫(yī)用材料基礎(chǔ)性生物學(xué)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：
細(xì)胞毒性試驗(yàn)，對(duì)動(dòng)物固體毒性試驗(yàn)即由人或動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞毒性試驗(yàn)，此次為小鼠成腺細(xì)胞，進(jìn)行吉姆薩染色，結(jié)果反映，臭氧水無細(xì)胞毒性或微小毒性。
過敏性試驗(yàn)，皮膚過敏性試驗(yàn)是人在某物質(zhì)反復(fù)暴露時(shí)，引起免疫反應(yīng)障礙，檢查是否引起過敏癥狀。試驗(yàn)采用最大值進(jìn)行，臭氧水注射土撥鼠皮內(nèi)，結(jié)果均無紅斑、浮腫等過敏癥狀，無過敏反應(yīng)。
眼粘膜刺激性試驗(yàn)，在用4mg/L臭氧水滴眼時(shí)，無刺激、結(jié)膜，虹膜，角膜均無損傷，判定無眼粘膜一次刺激性。
皮膚累積刺激試驗(yàn)，對(duì)新西蘭小白鼠背部皮膚連續(xù)在14天內(nèi)，使用臭氧水擦抹，試驗(yàn)動(dòng)物在試驗(yàn)期間行為正常，毛及排泄物均無變化，皮膚無紅斑及浮腫，可以認(rèn)為臭氧水連續(xù)使用時(shí)對(duì)皮膚無累積性刺激。
綜上所述，使用臭氧水消毒滅菌，是極其有效和安全的。對(duì)于一般細(xì)菌，1mg/L臭氧水已經(jīng)足以殺死。而對(duì)于病毒的滅活，我們建議應(yīng)使用高濃度臭氧水。
臭氧水除了對(duì)試驗(yàn)中所使用的供試細(xì)菌、病毒，還可以對(duì)諸如親脂性病毒和親水性病毒（包括甲肝HAV、乙肝HBV、丙肝HCV以及艾滋病毒HIV），綠膿桿菌，熒光假單胞菌屬，軍團(tuán)菌屬，產(chǎn)黃桿菌屬，產(chǎn)堿桿菌屬，阿米巴原蟲，人致病性真菌（如白色念珠菌屬）等等。
同樣，臭氧水也作為有效的治療手段，用于治療疾病。1902年J·H·Clarke的《醫(yī)療實(shí)踐手冊(cè)》中記述了臭氧水在治療貧血、糖尿病等疾病中的成功運(yùn)用。1979年DR George Freibott開始使用臭氧治療艾滋病患者。到今天，在德國(guó)、法國(guó)、意大利、俄羅斯、葡萄牙等歐盟國(guó)家臭氧療法已經(jīng)廣泛應(yīng)用。在應(yīng)用臭氧水處理產(chǎn)婦產(chǎn)后護(hù)理，燒傷病人清洗消毒方面，我國(guó)也有初步的研究。而英國(guó)皇太后在世時(shí)，之所以長(zhǎng)壽的秘訣，一個(gè)是隨身不離的熱水袋，再有就是堅(jiān)持臭氧水注射保健。
在食品生產(chǎn)領(lǐng)域，臭氧水殺菌代替?zhèn)鹘y(tǒng)的消毒劑也更顯示出卓越的優(yōu)勢(shì)，美國(guó)、歐盟等在公共用水和食品加工中已廣泛應(yīng)用臭氧水。在蔬菜加工中，傳統(tǒng)的消毒滅菌方法是采用高溫殺菌工藝，不僅對(duì)蔬菜的色澤、口感、質(zhì)地等造成破壞，而且還消耗大量能源。利用臭氧水作為冷殺菌技術(shù)可避免傳統(tǒng)工藝對(duì)蔬菜質(zhì)量的破壞，提高產(chǎn)品附加值，同時(shí)也降低了成本。在相關(guān)試驗(yàn)中，與二氧化氯對(duì)照比較，其蔬菜加工品的衛(wèi)生指標(biāo)達(dá)到無菌要求，殺菌效果優(yōu)于二氧化氯水溶液。
在對(duì)水產(chǎn)品，如魚類等消毒凈化中，同樣對(duì)照氯劑消毒凈化，在儲(chǔ)藏時(shí)間、細(xì)菌繁殖率、味道、原生質(zhì)、外表等方面，臭氧水均優(yōu)于氯劑類。在采用臭氧海水處理貝類，經(jīng)過處理，貝類自身潔凈速度加快，在研究的九個(gè)菌種包括大腸桿菌，假單胞菌屬綠膿桿菌和傷寒屬沙門氏菌等，總體上比采用氯劑對(duì)照組要減少1/100—1/1000。
臭氧水也可以用于制藥行業(yè)、食品加工行業(yè)的管路、生產(chǎn)設(shè)備及盛裝容器的浸泡和清洗，從而達(dá)到消毒滅菌的目的。采用高濃度臭氧水進(jìn)行浸泡、沖洗，一是管路、設(shè)備及盛裝容器表面的細(xì)菌、病毒被大量沖淋去除；二是殘留在表面上的未被沖走的細(xì)菌、病毒被臭氧殺死，使用簡(jiǎn)單，在醫(yī)藥生產(chǎn)和食品加工中不會(huì)產(chǎn)生死角，避免了生產(chǎn)中使用化學(xué)消毒劑帶來的化學(xué)毒害物質(zhì)的排放和殘留污染等環(huán)境問題。
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