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臭氧滅菌屬于生化氧化反應。臭氧氧化分解細菌中葡萄糖所需的酶，還可以直接與細菌和病毒相互作用，破壞它們的細胞壁和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質、脂類和多糖等大分子聚合物，滲透到膜組織中，進入膜內脂多糖與外膜脂蛋白反應，使細菌滲透性物質變形，導致細胞死亡，遺傳基因、寄生菌、寄生病毒顆粒、噬菌體、支原體、熱原（細菌病毒代謝物，內毒素）和其他溶解性變性死亡。利用臭氧氧化的自然特性，將變形蟲和有機污染物分解產生的臭氣*分解去除，破壞了產生臭氣物質的分子結構，產生無毒無味物質。在國際游泳池比賽中，幾乎所有的游泳池都采用臭氧技術進行處理，不僅能去除水中的余氯，還能分解氯仿、溴二氯甲烷、四氧化二碳等氯消毒產生的致癌有機物。而且可以殺菌，更經濟的是延長了池水的使用時間，降低了成本。
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