臭氧的应用主要是灭菌消毒。这主要是因为臭氧有的氧化能力，臭氧在一定浓度下能与细菌、病毒、病原体等微生物产生生化反应。臭氧具有很高的能量，在常温、常压下很快自行分解为氧（O2）和单个氧原子（O），单个氧原子具有很强的活性，对细菌、病毒、病原体等微生物具有较强的氧化作用。
臭氧能氧化分解细菌、病毒内部氧化葡萄糖所的葡萄糖氧化酶，并直接与细菌、病毒发生作用，氧化并穿透其细胞壁，破坏其细胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌、病毒的新陈代谢和繁殖过程遭到破坏，而夺取细菌病毒的生命。同时还可以渗透细胞膜组织、侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，使细胞发生通透性畸变，导致细胞溶解性死亡，并将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热源（内毒素）等溶解死亡。综观无菌技术对微生物作用的原理可分为型、杀菌和溶菌型三种。臭氧灭菌消毒属于溶菌型剂体，可以达到“、地消灭物体内部所有微生物的目的”，不仅这样而且它的作用是瞬间完成的。
食品行业应用臭氧的目的有两个方面：一是杀灭微生物－杀菌消毒；二是氧化分解有机或无机物污染气味－除臭净化 。两方面的应用基础均依赖于O3的强氧化性能和不稳定易分解的特性 。臭氧去除异味性能。依靠其氧化性能可快速分解产生臭味及其他气味的有机或无机物质。臭味的主要成分是胺R3N、硫化氢H2S、甲硫醇CH3SH等。臭氧对其氧化分解，生成物没有气味。
臭氧与消毒剂比较： 臭氧作为广谱无残余污染的气体消毒剂比食品行业常用的消毒剂（如过氧乙酸、高锰酸钾、甲醛、二氧化硫）等具有特殊的性臭氧会自行分解为氧气，不产生残余污染，消毒后不需通风换气。常规消毒均需通风换气或化学中和，麻烦而又降低消毒效果。
臭氧主要存在于距地球表面20千米的同温层下部的臭氧层中，含量约50ppm。它吸收对人体有害的短波紫外线，防止其到达地球，以屏蔽地球表面生物，不受紫外线侵害。
臭氧机生产的臭氧的氧化能力，其氧化还原电位仅次于氟，在其应用中主要用这一特性。
臭氧支持燃烧，可燃物放入臭氧中可发生自燃现象且燃烧较氧气中更加剧烈。
臭氧与亚铁、Mn2+ 、硫化物、硫氰化物、氰化物、氯等均发生反应，臭氧在水溶液中与有机物的反应极其复杂。
⑴ 臭氧与烯烃类化合物的反应 臭氧容易与具有双键的烯烃化合物发生反应，反应的终产物可能是单体的、聚合的、或交错的臭氧化物的混合体。臭氧化物分解成醛和酸。
⑵ 臭氧和芳香族化合物的反应 臭氧和芳香族化合物的反应较慢，在系列苯<萘<菲<嵌二萘<蒽中，其反应速度常数逐渐增大。
⑶臭氧机的臭氧对核蛋白(氨基酸)系、有机氨也都发生反应。
甲醛是常见的室内污染源，因甲醛的沸点很低，常温下就可以挥发，而它又是一种有毒性气体，长时间的吸入甲醛有致癌的风险，不得不防。有些朋友 会在家里放置绿植，或者 活性炭炉，这些虽然可以一定程度上去除甲醛，其作用时间也是有限的。其实，我们可以用臭氧机制成的臭氧对家具和室内空气进行消毒，臭氧在空气中是可以扩散的，这样就可以无死角的去除甲醛，让它无处遁形。
果蔬上面的农药残留和肉类的有机激素，对人体有很大的危害，如果使用时候不注意，时间久了，就会引起 健康问题。不过，有了臭氧机，我们就不用发愁了，可以将果蔬和肉放在臭氧水中清洗15分钟左右，然后拿出来，放在干净的地方，再过15分钟左右，就可以作为食材了。
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