水面放电等离子体近年来由于其在生物医学、环境等领域的应用引起了国内外研究者的极大兴趣。这些应用有一个共同的特点,放电产生的大气压低温等离子体总是被作用于湿的表面（如人体皮肤、湿的人体细胞和组织、湿的培养基等）。气体等离子体与水溶液的相互作用是影响应用效果的关键因素。本文以水面放电等离子体为研究对象,主要针对其相关特性和影响因素以及应用开展研究工作。1、设计了一种大气压低温等离子体射流装置,实现了在开放的空间中产生均匀稳定的等离子体射流放电,它的核心放电部分结构简单,具有很强的实用价值。首先,对它的放电形态以及电压电流参数进行了研究。当放电发生在水面时,放电向下整体是变弱的,但在水面附近射流明显强了很多,甚至出现了明亮的斑点。在一个放电周期内,放电电流出现了两个方向相反的峰值电流。然后用光谱仪对等离子体射流的发射光谱进行分析发现它富含OH自由基。研究发现含氧量升高会消耗高能电子进而影响OH自由基的形成。最后,利用红外测温仪和实测谱线和模拟谱线的最佳拟合法分别对等离子体的温度进行了研究。2、等离子体在空间中和水面附近产生的OH自由基是最重要的活性粒子之一。这也是我们关注的重点。本文利用激光诱导荧光技术对OH自由基的时空分布及其影响因素进行了深入研究,首次获得了OH自由基荧光的二维分布图。然后借助ICCD对水面放电时等离子体的动态过程进行了纳秒级的分析。研究发现水的存在使OH自由基浓度提高了3倍以上,并且在气液交界面会出现第二个峰值。放电的动态过程显示首次放电结束后,有一个二次放电沿着相反的方向从气液交界面向喷嘴发展。水面附近湿度升高和二次放电可能是气液交界面处出现OH自由基二次峰值的原因。另外还发现OH自由基的影响区域远大于等离子体射流的尺寸。3、研究的第三部分主要是针对等离子体在溶液中的活性粒子的情况和诱导癌细胞凋亡的效果展开。等离子体水面放电时,溶液中最重要的活性粒子是过氧化氢和部分活性氮成分。本文根据比色-分光光度法对等离子体射流作用于1640完全培养基溶液时不同条件对过氧化氢浓度的影响进行了研究,主要研究了放电电压、放电气流速度、喷嘴到液面距离、等离子体处理时间、培养基板孔面积等因素的影响,得出了每种影响因素的具体影响效果,发现一定范围内,较高的放电电压,较大的气流速度,较近的距离,较长的等离子体处理时间和较大的培养基板孔有助于生成较高浓度过氧化氢（H₂O₂）。对相关条件下的影响效果,利用台盼蓝染色法通过对食管鳞癌细胞ECa109的诱导凋亡率进行了验证。另外,通过实验证明了等离子体产生的活性粒子中,过氧化氢在诱导癌细胞凋亡中起主要作用,但它不是唯一起作用的活性粒子,活性氮成NO（NO2^-+NO3^-）也起了一定的作用,最后利用硝酸还原酶法对此进行了进一步验证。