物理性質(zhì)
　　在常溫常壓下，較低濃度的臭氧是無色氣體，當(dāng)濃度達(dá)到 15%時(shí)，呈現(xiàn)出淡藍(lán)色。臭氧可溶于水，在常溫常壓下臭氧在水中的溶解度比氧高約13倍，比空氣高25倍。但臭氧水溶液的穩(wěn)定性受水中所含雜質(zhì)的影響較大，特別是有金屬離子存在時(shí)，臭氧可迅速分解為氧，在純水中分解較慢。臭氧的密度是2.14g?l(0°C,0.1MP)，沸點(diǎn)是-111°C，熔點(diǎn)是-192°C。臭氧分子結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，它在水中比在空氣中更容易自行分解。臭氧的主要物理性質(zhì)列于表1-1，臭氧在不同溫度下的水中溶解度列于表1-2。臭氧雖然在水中的溶解度比氧大10倍，但是在實(shí)用上它的溶解度甚小，因?yàn)樗袷睾嗬?，其溶解度與體系中的分壓和總壓成比例。臭氧在空氣中的含量極低，故分壓也極低，那就會(huì)迫使水中臭氧從水和空氣的界面上逸出，使水中臭氧濃度總是處于不斷降低狀態(tài)。

 化學(xué)性質(zhì)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(lán)色氣體。分子結(jié)構(gòu)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(qiáng)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(xì)菌的細(xì)胞壁，很快地?cái)U(kuò)散透進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等，也可以直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，破壞細(xì)胞、核糖核酸（RNA），分解脫氧核糖核酸（DNA）、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌的代謝和繁殖過程遭到破壞。細(xì)菌被臭氧殺死是由細(xì)胞膜的斷裂所致，這一過程被稱為細(xì)胞消散，是由于細(xì)胞質(zhì)在水中被粉碎引起的，在消散的條件下細(xì)胞不可能再生。應(yīng)當(dāng)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(shí)發(fā)生的，在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時(shí)，0.5-1min內(nèi)就可以致死細(xì)菌。達(dá)到相同滅菌效果（如使大腸桿菌殺滅率達(dá)99%）所需臭氧水藥劑量?jī)H是氯的0.0048%。

  　　臭氧發(fā)生器對(duì)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。
 　?、俨《?已經(jīng)證明臭氧對(duì)病毒具有非常強(qiáng)的殺滅性，例如Poloi病毒在臭氧濃度為0.05-0.45mg/L時(shí)，2min就會(huì)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。
 　?、坻咦?由于孢衣的保護(hù)，它比生長(zhǎng)態(tài)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(duì)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(yīng)當(dāng)注意，雖然臭氧是強(qiáng)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(zhì)卻不容易和臭氧作用。
 　　
 臭氧的發(fā)生及常用濃度

 　　臭氧的半衰期僅為30-60min。由于它不穩(wěn)定、易分解，無法作為一般的產(chǎn)品貯存，因此需在現(xiàn)場(chǎng)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(zhì)量比）臭氧的空氣可用于水的消毒處理。
 　　產(chǎn)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(gè)生產(chǎn)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(tǒng)生產(chǎn)臭氧的主要優(yōu)點(diǎn)是：
 　?、?沒有離子污染；
 　?、?待消毒處理的水是用來產(chǎn)生臭氧的原料，因此沒有來自系統(tǒng)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(shè)備進(jìn)行臭氧處理。
 　　若在加壓條件下，可生產(chǎn)出較高濃度的臭氧。
 　　
 殘留臭氧去除法

 　　經(jīng)臭氧消毒處理過的水在投入藥品生產(chǎn)前，應(yīng)當(dāng)將水中殘存（過剩）的臭氧去除掉，以免影響產(chǎn)品質(zhì)量。臭氧的殘留量一般應(yīng)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(zhuǎn)換、熱破壞、紫外線輻射等。然而在制藥工藝應(yīng)用最廣的方法只是以催化分解為基礎(chǔ)的紫外線法。具體做法是在管道系統(tǒng)中的第一個(gè)用水點(diǎn)前安裝一個(gè)紫外殺菌器，當(dāng)開始用水或生產(chǎn)前，先打開紫外燈即可。晚上或周末不生產(chǎn)時(shí)，則可將紫外燈關(guān)閉。一般消除1mg/L臭氧殘留所需的紫外線照射量為90000µW·s/cm2。
　　
 注意事項(xiàng)

 　　臭氧最適用于水質(zhì)及用水量比較穩(wěn)定的系統(tǒng)，當(dāng)其發(fā)生變化時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整臭氧的用量。在實(shí)際生產(chǎn)中，及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)有一定的困難。
 　　另一個(gè)須考慮的問題是水中有機(jī)物的含量，當(dāng)水的混濁度小于5mg/L時(shí)，對(duì)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(jī)物含量很高時(shí)，臭氧的消耗量將會(huì)升高，其消毒能力則下降，因?yàn)槌粞鯇⑹紫认脑谟袡C(jī)物上，而不是殺滅細(xì)菌方面。因此，國(guó)外制藥業(yè)在制藥用水系統(tǒng)中增加了總機(jī)碳（TOC）的監(jiān)控項(xiàng)目。但糟糕的是，在受到嚴(yán)重有機(jī)物污染的進(jìn)水中用臭氧處理后，大的有機(jī)物分子會(huì)破裂成微生物新陳代謝的營(yíng)養(yǎng)源，因此，在沒有維持管網(wǎng)臭氧濃度的情況下，反會(huì)使得粘泥增多，進(jìn)而使水質(zhì)惡化。
 　　在許多方面，作為消毒劑的臭氧和氯氣，它們的優(yōu)點(diǎn)是互補(bǔ)的。臭氧具有快速殺菌和滅活病毒的作用，對(duì)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(wǎng)系統(tǒng)中可連續(xù)使用。所以臭氧和氯氣結(jié)合起來使用，看來是水系統(tǒng)消毒最為理想的方式。