臭氧在水中滅菌有兩種方式：一種是臭氧直接作用于細菌的細胞壁，將其毀壞并招致細胞的死亡；另一種是臭氧在水中合成時釋放出自在基態(tài)氧。自在基態(tài)氧具有強氧化才能，能夠穿透細胞壁，氧化合成細菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必需的葡萄糖氧化酶，也能夠直接與細菌、病毒發(fā)作作用，毀壞其細胞器和核糖核酸，合成DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細菌的物質(zhì)代謝和繁衍過程遭到毀壞；還能夠浸透細胞膜組織，侵入細胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，促進細胞的溶解死亡，并且將死亡菌體內(nèi)的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱原(細菌病毒代謝產(chǎn)物、內(nèi)毒素)等溶解變性淪亡。也有學(xué)者以為，臭氧作用于細胞的外表，改動了細胞膜的浸透特性，最終招致細胞組分泄露到中間介質(zhì)中。
　　臭氧對細菌的滅活反響總是停止得很疾速。與其他殺菌劑不同的是，臭氧能與細菌細胞壁脂類雙鍵反響，穿入菌體內(nèi)部，作用于蛋白和脂多糖，改動細胞的通透性，從而招致細菌死亡。臭氧還作用于細胞內(nèi)的核物質(zhì)，如核酸中的嘌呤和嘧啶毀壞DNA。臭氧對病毒的作用首先是作用于病毒衣體殼蛋白的四條多肽鏈， 并使RNA遭到損傷，特別是構(gòu)成蛋白質(zhì)。噬菌體被臭氧氧化后，電鏡察看可見其表皮被破碎成許多碎片，從中釋放出許多核糖核酸，干擾其吸附到存放體上，臭氧殺菌徹底。

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