臭氧的用途 （1）化學性質及功效
臭氧（O3）是氧的同素異形體，它是一種具有特殊氣味的淡藍色氣體。分子結構呈三角形，鍵角為116°，其密度是氧氣的1.5倍，在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧是一種強氧化劑，它在水中的氧化還原電位為2.07V，僅次于氟（2.5V），其氧化能力高于氯（1.36V）和二氧化氯（1.5V），能破壞分解細菌的細胞壁，很快地擴散透進細胞內，氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等，也可以直接與細菌、病毒發生作用，破壞細胞、核糖核酸（RNA），分解脫氧核糖核酸（DNA）、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物，使細菌的代謝和繁殖過程遭到破壞。細菌被臭氧殺死是由細胞膜的斷裂所致，這一過程被稱為細胞消散，是由于細胞質在水中被粉碎引起的，在消散的條件下細胞不可能再生。應當指出，與次氯酸類消毒劑不同，臭氧的殺菌能力不受PH值變化和氨的影響，其殺菌能力比氯大600-3000倍，它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時發生的，在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時，0.5-1min內就可以致死細菌。達到相同滅菌效果（如使大腸桿菌殺滅率達99%）所需臭氧水藥劑量僅是氯的0.0048%。
臭氧對酵母和寄生生物等也有活性，例如可以用它去除以下類型的微生物和病毒。
①病毒 已經證明臭氧對病毒具有非常強的殺滅性，例如Poloi病毒在臭氧濃度為0.05-0.45mg/L時，2min就會失去活性。
②孢囊 在臭氧濃度為0.3mg/L下作用2.4min就被完全除掉。
③孢子 由于孢衣的保護，它比生長態菌的抗臭氧能力高出10-15倍。
④真菌 白色念珠菌（candida albicans）和青霉屬菌（penicillium）能被殺滅。
⑤寄生生物 曼森氏血吸蟲（schistosoma mansoni）在3min后被殺滅。
此外，臭氧還可以氧化、分解水中的污染物，在水處理中對除嗅味、脫色、殺菌、去除酚、氰、鐵、錳和降低COD、BOD等都具有顯著的效果。
應當注意，雖然臭氧是強氧化劑，但其氧化能力是有選擇性的，像乙醇這種易被氧化的物質卻不容易和臭氧作用。
（2）臭氧的發生及常用濃度
臭氧的半衰期僅為30-60min。由于它不穩定、易分解，無法作為一般的產品貯存，因此需在現場制造。用空氣制成臭氧的濃度一般為10-20mg/L，用氧氣制成臭氧的濃度為20-40mg/L。含有1%-4%（質量比）臭氧的空氣可用于水的消毒處理。
產生臭氧的方法是用干燥空氣或干燥氧氣作原料，通過放電法制得。另一個生產的臭氧的方法是電解法，將水電解變成氧元素，然后使其中的自由氧變成臭氧。
使用電解系統生產臭氧的主要優點是：
① 沒有離子污染；
② 待消毒處理的水是用來產生臭氧的原料，因此沒有來自系統外部的其他污染；
③ 臭氧在處理過程中一生成就被溶解，即可以用較少的設備進行臭氧處理。
若在加壓條件下，可生產出較高濃度的臭氧。
（3）殘留臭氧去除法
經臭氧消毒處理過的水在投入藥品生產前，應當將水中殘存（過剩）的臭氧去除掉，以免影響產品質量。臭氧的殘留量一般應控制在低于0.0005-0.5mg/L的水平。從理論說，去除或降低臭氧殘留的方法有活性炭過濾、催化轉換、熱破壞、紫外線輻射等。然而在制藥工藝應用最廣的方法只是以催化分解為基礎的紫外線法。具體做法是在管道系統中的第一個用水點前安裝一個紫外殺菌器，當開始用水或生產前，先打開紫外燈即可。晚上或周末不生產時，則可將紫外燈關閉。一般消除1mg/L臭氧殘留所需的紫外線照射量為90000µW·s/cm2。
（4）注意事項
臭氧最適用于水質及用水量比較穩定的系統，當其發生變化時應及時調整臭氧的用量。在實際生產中，及時進行調節有一定的困難。
另一個須考慮的問題是水中有機物的含量，當水的混濁度小于5mg/L時，對臭氧消毒滅菌的效果影響極微，混濁度增大，影響消毒效果。如果有機物含量很高時，臭氧的消耗量將會升高，其消毒能力則下降，因為臭氧將首先消耗在有機物上，而不是殺滅細菌方面。因此，國外制藥業在制藥用水系統中增加了總機碳（TOC）的監控項目。但糟糕的是，在受到嚴重有機物污染的進水中用臭氧處理后，大的有機物分子會破裂成微生物新陳代謝的營養源，因此，在沒有維持管網臭氧濃度的情況下，反會使得粘泥增多，進而使水質惡化。
在許多方面，作為消毒劑的臭氧和氯氣，它們的優點是互補的。臭氧具有快速殺菌和滅活病毒的作用，對于除嗅、味和色度，一般都有好的效果。氯氣則具有持久、靈活、可控制的殺菌作用，在管網系統中可連續使用。所以臭氧和氯氣結合起來使用，看來是水系統消毒最為理想的方式。
臭氧消毒方法的優越性
1、優于化學消毒方法：臭氧作為高效廣譜無殘留污染的氣體消毒劑比食品行業常用的消毒劑具有特殊的優越性。與過氧乙酸、高錳酸鉀、甲醛（福爾馬林）、二氧化硫等化學消毒劑相比，其殺菌能力與過氧乙酸相當，高于其他消毒劑。
臭氧會自行分解為氧氣，不產生殘留污染，消毒后不需通風換氣。常規消毒均需通風換氣或化學中和，麻煩而又降低消毒效果。臭氧可直接對食品使用作殺菌或防霉保鮮，為干法消毒，簡單易行。臭氧殺菌濃度對食品是極微弱的氧化濃度，對食品無害。
2、優于紫外線照射
(1) 臭氧到處滲透，沒有死角。紫外線只有照射到物體表面且達到一定的照射強度標準才有殺菌效果。食品車間一般比較高大，致使紫外線照射強度遠遠不夠，特別是距離遠，照射產生很大死角，如加工案板下部等。臭氧為氣體，滲透性強，擴散性好，濃度均勻，沒有死角；
(2) 殺菌速度快。紫外線照射殺菌需要較長的作用時間，一般要照射6小時以上，而符合標準濃度的臭氧只需開機1小時以上；
(3) 高濕度下殺菌效果更好。紫外線照射殺菌在環境相對濕度達到60%以上時，消毒效果急劇下降，濕度達到80%以上時反可誘使細菌復活。臭氧則相反，濕度越高，殺菌效果越好。這是由于高濕度下細胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞，這一特性對于食品行業中普遍存在的高濕環境特別適合；
(4) 有低濃度保潔功能。紫外線照射時生產人員必須離開現場，照射完成后無法用低功率的紫外線照射保潔；臭氧消毒時生產人員必須離開現場，消毒完成后可以調低臭氧發生量，用符合國家衛生標準的低濃度臭氧繼續保持生產車間的空氣清潔。
3、除臭凈化效果極好
臭氧依靠其強氧化性能可快速分解產生臭味及其其它氣味的有機或無機物質后達到脫臭效果，將臭味根源物質分解成無害物質。例如：將氨氧化成二氧化碳和水。
