自2019年12月初至今为止,被世界卫生组织命名的新型冠状病毒（SARS-Co V-2）由于其具有极强的传播能力,越来越多的人或环境或物品等携带细菌或病毒,导致了数以万计的人的生命安全受到威胁,严重扰乱了人类的正常生活方式。目前研究的关键是要提出一种能够快速灭菌的方法。针对此类微生物消杀问题,本文以大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）作为生物指示剂,采用沿面介质阻挡放电装置（Surface Dielectric Barrier Discharge,SDBD）对其进行处理。工作气体环境分为地电极处不添加水滴时的干燥的空气环境和添加水滴后湿化的空气环境两种情况。研究不同气体环境下的放电电流、放电功率、放电的时空发展过程以及发射光谱;比较和分析干燥空气和湿化空气SDBD对E.coli样品的杀菌效果;通过评价出气口尾气对E.coli样品的杀菌效果分析水蒸气的作用;分析湿化空气环境下回收腔室内壁冷凝水的电化学特性,测量了活性氧和活性氮物种（Reactive Oxygen and Nitrogen Species,RONS）浓度及面密度,进而对SDBD等离子体快速杀菌机理进行分析。本论文主要包括以下三个部分:（1）在相同电压下,利用电学诊断的方法分别对干燥空气和湿化空气SDBD电流电压波形以及放电功率进行诊断;利用ICCD（Intensified Charge Coupled Device）和光谱仪分别对SDBD的放电的时空演化过程和激发态物种进行分析和诊断。通过分析得出,在湿化的空气环境下,放电电流的幅值和放电功率均要比干燥的空气环境下的情况小,并且放电的均匀性要比干燥的空气环境下的情况变差,激发态物种的发射强度要比干燥的空气环境下的情况更低。（2）比较了干燥空气和湿化空气SDBD等离子体对E.coli的灭活效果。结果表明,在湿化的空气环境下,E.coli样品表面距离地电极d=1.1 mm时,经过SDBD等离子体处理5 s E.coli剩余菌落的对数值就可以降为0。但是,在干燥的空气环境下,则需要较长的SDBD等离子体处理时间来达到E.coli完全失活的效果。这表明,湿化空气SDBD可以显著促进活性物种的产生,从而导致E.coli的快速失活。结合电学诊断的结果分析表明,在湿化空气SDBD下,放电功率的变化可能不是影响E.coli失活的主要因素。另外通过评价SDBD出气口尾气灭菌活性,分析了水蒸气在杀菌过程中的作用。该结果暗示了水蒸气可能在杀菌过程中起到了一定的运输活性物种的作用,这些物种可以通过扩散或以水簇的形式随着水蒸气转移扩散到待处理的样品表面。（3）在湿化空气环境下,对不同处理时间腔体内壁收集的冷凝水的质量、样品表面覆盖的水层厚度、p H值、电导率以及RONS的浓度进行了测定和分析。实验结果表明随着处理时间的延长,凝结水的质量及其覆在E.coli样品表面的水层厚度均随之增加,而凝结水的p H值越来越小,电导率随之增大。同时,发现H2O2、NO3-以及OH自由基的浓度随着处理时间的增加而增加,而NO2-和ONOOH也存在于样品表面。因此推测水层存在的重要性,进一步分析了这些物种在E.coli样品表面的面密度,暗示湿化空气SDBD会产生多种具有强氧化性的活性物种,它们会在染菌的样品表面处与细菌发生一系列的生化反应进而将菌致死。