活性炭可以有效地吸附去除水中的痕量污染物，如PPCPs、内分泌干扰物等。此类物质已在我国各地水体中被普遍检出，珠江流域以及深圳地区亦有痕量的抗生素及内分泌干扰物等检出，它们对人类健康具有潜在危害，而常规工艺对其去除能力非常有限。
宏观来看，活性炭作为强大的吸附剂，能够削减水中有机物种类和浓度，针对Z市水体，经过O3-BAC后，有机物种类削减了37%~50%。随着技术进步和检测手段的升级，可能会有更多的新兴污染物在水中被发现，从这方面来看，O3-BAC工艺还能够降低潜在的水质风险。
水中的有机物在消毒工艺能与消毒剂反应生成多种消毒副产物（Disinfectionbyproducts，DBPs），目前发现的DBPs已有700多种，对人体健康构成严重危害。生活饮用水卫生标准中，饮用水消毒剂指标由原有的氯消毒1项增至4项，毒理学指标中与消毒副产物相关的项目增加了溴酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、三卤甲烷、三氯乙醛和 等指标。
当前饮用水处理的重点及焦点是水中微量有机物质的去除，新的饮用水标准最为突出的特点之一就是重点关注了微量有机物的污染问题，有机化合物指标由5项增至53项。活性炭不仅仅能够去除前文中提及的污染物，还可以削减水中微量有机物的种类以及总量，这通常是常规处理工艺无法实现的。
庞长泷利用GC-MS对饮用水常规处理及O3-BAC的进出水进行检测，发现松花江原水中所含有机组分非常复杂，检测出有机污染物质66种，主要包括脂肪烃、醛、酮、醇、酚、酰胺、卤代物、芳烃和稠环芳烃等。经常规处理后，有机物种类数量没有改变，但经过O3-BAC工艺后，有机物种类降为50种；从峰面积角度分析，常规处理工艺对检出的66种有机物的总峰面积削减尚不足40%，而O3-BAC的削减达到了89.7%。陈妍清针对黄浦江原水做了相同的工作，原水中检出77种有机污染物，主要是胺类、酯类和醇、酮类物质，而且分子量主要分布在100~300之间；O3-BAC将原水中有机物种类减少了46种，色谱峰总面积减少了33%。
常规的水处理工艺无法保证将这些臭味物质控制在人的嗅阈范围内，赵艳梅调研了太湖地区两个常规工艺水厂进出水2-MIB和土臭素的浓度情况，发现出厂水2-MIB浓度并没有较原水降低，另一水厂取水口的土臭素浓度为155ng/L，出厂水浓度为35.2ng/L，远超出国标要求和人的嗅阈范围。
臭味物质的处理技术有吸附、高级氧化和生物降解等，其中活性炭吸附是目前饮用水深度处理常用的技术，也是去除臭味物质最常用且有效的方法，其去除臭味物质的机理主要是物理吸附和微生物降解的双重作用。Yang等用颗粒活性炭吸附土臭素和2-MIB，去除率分别为83.1%和92%，出水浓度分别为1.3ng/L和3.5ng/L；王乐对比了预臭氧+常规工艺与O3-BAC工艺对太湖原水中2-MIB的去除效果，当原水浓度大于82ng/L，小于200ng/L时，经预臭氧+常规工艺后的出水2-MIB浓度高于10ng/L，无法满足出水要求，但预臭氧+O3-BAC工艺可以处理至低于检测限的效果。孙丽梅研究了东北某镇水厂O3-BAC工艺的效能，发现活性炭滤池对2-MIB的平均去除率为76%，出水浓度为6ng/L。
