法国研究人员认为 ， 造成土壤中臭氧含量增高的主要原因是石油产品等矿物燃料在燃烧过程中产生氮氧化物，这些氮氧化物在空气中四处漂浮，其中的部分氧原子慢慢地与空气中的氧气结合 ， 构成由3个氧原子组成的臭氧 。他们强调说，太阳光照能够加速这种化学反应，因此在气候不同的地区 ， 土壤中臭氧对植物生长的影响程度也不一样 。在水处理系统中，水箱、交换柱以及各种过滤器、膜和管道，均会不断的滋生和繁殖细菌 。消毒杀菌的方法虽然都提供了除去细菌和微生物的能力，但这些方法中没有哪一种能够在多级水处理系统中除去全部细菌及水溶性的有机污染 。目前在高纯水系统中能连续去除细菌和病毒的最好方法是用臭氧 。
1905年起，臭氧就开始用于水处理 。它较用氯处理水优越 ， 能除去水中的卤化物 。此方法在国内水系统中的应用仅处于起步阶段 。在国外，这种消毒方式已非常普遍，这是由于臭氧不会产生有害的残留物 。
使用臭氧消毒并在用水点前安装紫外灯减少臭氧残留，是制药用水系统、尤其是纯化水系统消毒的常用方法之一 。
（1）化学性质及功效
臭氧（O3）是氧的同素异形体 ， 它是一种具有特殊气味的淡蓝色气体 。分子结构呈三角形，键角为116°，其密度是氧气的1.5倍，在水中的溶解度是氧气的10倍 。臭氧是一种强氧化剂，它在水中的氧化还原电位为2.07V ， 仅次于氟（2.5V），其氧化能力高于氯（1.36V）和二氧化氯（1.5V），能破坏分解细菌的细胞壁，很快地扩散透进细胞内，氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶等，也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏细胞、核糖核酸（RNA），分解脱氧核糖核酸（DNA）、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的代谢和繁殖过程遭到破坏 。细菌被臭氧杀死是由细胞膜的断裂所致，这一过程被称为细胞消散，是由于细胞质在水中被粉碎引起的，在消散的条件下细胞不可能再生 。应当指出 ， 与次氯酸类消毒剂不同，臭氧的杀菌能力不受PH值变化和氨的影响，其杀菌能力比氯大600-3000倍，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% 。
臭氧对酵母和寄生生物等也有活性，例如可以用它去除以下类型的微生物和病毒 。
①病毒 已经证明臭氧对病毒具有非常强的杀灭性，例如Poloi病毒在臭氧浓度为0.05-0.45mg/L时，2min就会失去活性 。
②孢囊 在臭氧浓度为0.3mg/L下作用2.4min就被完全除掉 。
③孢子 由于孢衣的保护，它比生长态菌的抗臭氧能力高出10-15倍 。
④真菌 白色念珠菌（candida albicans）和青霉属菌（penicillium）能被杀灭 。
⑤寄生生物 曼森氏血吸虫（schistosoma mansoni）在3min后被杀灭 。
此外，臭氧还可以氧化、分解水中的污染物，在水处理中对除嗅味、脱色、杀菌、去除酚、氰、铁、锰和降低COD、BOD等都具有显著的效果 。
应当注意，虽然臭氧是强氧化剂，但其氧化能力是有选择性的，像乙醇这种易被氧化的物质却不容易和臭氧作用 。
（2）臭氧的发生及常用浓度
臭氧的半衰期仅为30-60min 。由于它不稳定、易分解，无法作为一般的产品贮存，因此需在现场制造 。用空气制成臭氧的浓度一般为10-20mg/L，用氧气制成臭氧的浓度为20-40mg/L 。含有1%-4%（质量比）臭氧的空气可用于水的消毒处理 。
产生臭氧的方法是用干燥空气或干燥氧气作原料，通过放电法制得 。另一个生产的臭氧的方法是电解法，将水电解变成氧元素 ， 然后使其中的自由氧变成臭氧 。
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