ICS 75. 160.20 E 31
SH
中华人民共和国石油化工行业标准
NB/SH/T 6003—2020
燃料和燃料系统中微生物污染
评估与控制指南
Standard guide for microbial contamination in fuels and fuel systems
2021-02-01实施
2020-10-23发布
国家能源局 发布 NB/SH/T6003—2020
前言
本标准按照CB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国石油化工集团有限公司提出。 本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会（SAC/TC280%
SC1）归口。
本标准起草单位：中石化炼化工程（集团）股份有限公司洛阳技术研发中心、中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院、中石化（洛阳）科技有限公司。
本标准主要起草人：林清、高岚、李译、王鸥、白正伟、吕大伟。 本标准为首次发布。
I NB/SH/T6003—2020
燃料和燃料系统中微生物污染评估与控制指南
警示：本标准的使用可能涉及某些有危险的材料、操作及设备，但并未对所有的安全问题都提出建议。因此，用户在使用本标准前应建立适当的安全防护措施，并确定相关规章限制的适用性。
1范围
本标准提供了燃料和燃料系统中微生物污染评估和控制方法的指导，可以使缺乏微生物背景知识的人了解慢性微生物污染的特征、发生和后果。
本标准适用于汽油、柴油、航空燃料、船用燃料油、炉用燃料油、工业燃气轮机燃料油、燃料系统等。本标准中的指导原则也适用于原油和其他液体石油燃料。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T4756石油液体手工取样法 SH/T0093喷气燃料固体颗粒污染物测定法 ASTMD7464液体燃料、相关材料和燃料系统组件中微生物试验用样品的手工取样规程（Practice
for manual sampling of liquid fuels, associated materials and fuel system components for microbiological testing)
ASTMD8070微生物污染燃料及油相关水样的筛选方法侧流免疫层析法（Standardtestmethod for screening of fuels and fuel associated aqueous specimens for microbial contamination by lateral flow immuno- assay)
ASTME1259终馏点小于390的液体燃料中杀菌剂的评定规程（Practiceforevaluationofantimi crobials in liquid fuels boiling below 390℃)
ASTME1326非培养细菌实验评估指南（Standardguideforevaluatingnon-culturemicrobiological tests)
IP472终馏点小于390℃的燃料中真菌碎片含量的测定方法（Determinationoffungalfragment content of fuels boiling below 390°)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
好氧菌aerobe 需要氧气来维持生命活性的微生物。 注：好氧菌在有氧环境中生长繁殖，进行氧化有机物或无机物的产能代谢过程，以分子氧为最终电子受体，进行有
氧呼吸。 3. 2
侵蚀指数（A.I） aggressiveness index
1 NB/SH/T6003—2020
3. 11
生物表面活性剂biosurfactant 生物产生的具有肥皂或洗涤剂作用的分子。
3.12
菌群 consortium 由多种微生物组成的微生物种群联合体，具有单一微生物所不具有的特性。 注：通常情况下，菌群可以减轻生物退化过程，而单一微生物则不能。
3. 13
扰动depacifying 除去电解池阴极表面的氢离子（质子），进而促进持续的电极腐蚀的过程。
3.14
去塑化 deplasticize 分解塑料等类似材料中的聚合体，破坏材料结构完整性的过程。
3.15
兼性厌氧菌 facultativeanaerobe 在有氧和缺氧的环境下都能够生长的微生物，注：兼性厌氧菌在有氧气的时候使用氧气，而当氧气耗尽或缺氧的时候，可使用有机或无机能量（硝酸盐、硫酸盐
等）供给细胞生存代谢。 3.16
真菌 商fungus 具有真正细胞内膜系统（细胞器）的单细胞（酵母菌）或丝状（霉菌）微生物。有核膜包围的细
胞核系统是所有高等生命形式（真核细胞）的特征。 3. 17
代谢产物 metabolite 生物体在维持生命所进行的复杂化学和物理活动过程中产生的化学物质。
3.18
微生物活性测试 microbialactivitytest 用于测定一个或更多微生物反应过程速率或结果的测试程序注：微生物活性测试包括特定分子的消失或出现。或测定参数的变化速率，例如酸值、分子量分布（碳数分布）和
密度。 3. 19
受微生物影响的腐蚀（MIC）microbiallyinfluencedcorrosion 在特定环境中受微生物活动影响而增强的腐蚀。
3. 20
霉菌mold 真菌的一种，具有丝状结构的菌丝体，在适宜的生长条件下进行孢子繁殖。 注：在流体中，霉菌通常以软球或絮状凝结体形式存在，称为鱼眼。
3.21
专性好氧菌 obligate aerobe 必须在有氧条件下才能生长繁殖的微生物。 注：专性好氧菌在缺氧的情况下可能生存，但会保持休眠状态，直到有充足的氧气才恢复活动。
3.22
专性庆厌氧菌 obligate anaerobe
3 NB/SH/T6003—2020
在无氧环境中才能生长繁殖的微生物。 注：专性厌氧菌在有氧的环境下可能生存，但会保持休眠状态，直到环境为无氧状态才恢复活动。
3.23
有氧的 oxic 具有足够氧气维持好氧菌生长的环境。
3.24
冲击处理 shocktreatment 在流体或系统中添加足够的抗菌剂，导致其中的活性微生物量快速和实质性的减少。
3.25
皮肤质skinnogen 同生物膜（3.9）。 注：一般用于在燃料-水界面形成的生物膜。
3.26
酸化sour 硫化氢浓度的增加。
3.27
硫酸盐还原菌（SRB） sulfate reducing bacteria 能够将硫酸盐还原为硫化物的细菌。 注：此术语适用于多种细菌，它们的共同特征是可以将硫酸盐还原为硫化物。它是微生物腐蚀的主要菌种。
3. 28
类taxa 有机体分类的单位，分类依据是它们的相对相似度。 注：每个分类单位（具有最大相似度的有机体种群）从最具包容性的开始，依次归属到界、门、纲、目、科、属、
种。细菌和真菌通常根据菌株和生物变异程度更进一步细分。 3. 29
活菌浓度 viabletiter 单位体积、质量或面积内活性微生物细胞的数量。 注：活菌浓度以每毫升、毫克或平方厘米中的菌落形成单位（CFU）或最大概率数（MPN）表示。
4指南概要
4.1当油品在储罐中冷却时，微生物（细菌和真菌）可能会随着粉尘颗粒和水滴从油罐通风口进人油罐中。船运过程中，当用水作为压舱物时，微生物会随着压舱水进人船舱，因此用淡水、盐水或海水作为压舱物的船舱中都可能含有大量微生物，油品很容易被它们污染。详细的讨论见第6章。 4.2微生物进人油罐后粘附于罐壁表面或进人油品中。一部分微生物粘附在罐壁上，其余聚集在燃料 /水的界面处。大部分微生物的生长和活动发生在油水交界处。最明显的油水分界面位于油罐底部，其次是油罐内壁表面上。微生物生长需要水。在燃料系统中，细菌和真菌能在油相中存活，但是它们在水相中才会有生长繁殖的活力。水相包括痕量（几微升）到常量（>1m"）的沉积水，以及聚集在内壁表面沉积物中的水。聚集在生物膜层中的活性复杂微生物群落的总体效应会引起燃料和储运系统的退化。储罐的罐顶、侧壁、油水界面以及罐底沉积物或淤泥中，都可能存在这样的生物膜。详细的讨论见第7章。 4.3采集具有代表性的样品很困难。为得到最好的结果，应从分界面区域尤其是油水分界面处采集典型样品。分界面的描述见4.2条，详细的讨论见第8章。 4.4样品分析包括外观观察、物理试验、化学试验和微生物试验。由于燃料和燃料系统生物退化作用 4 NB/SH/T6003—2020
的特征和其他退化过程的特征相似，所以要对样品进行足够的合适的测试以找到退化的根本原因。第9 章提供了更多关于样品测试的信息。 4.5微生物污染需要从系统设计、取样和测试以及预防、补救处理措施等多方面进行综合防控。具体内容如下，
a）合理的系统设计可以最大限度地减少污染物进人，也便于进行合适的取样、除水、定期清理和检查； b）有效的监控程序可以降低生物退化风险，同时兼顾取样和测试成本； c）补救措施包括燃料过滤、重新加工、废弃、生物杀菌剂处理、油罐及系统的清理或多种措施的
综合处理。在采取补救措施时，还需考虑健康、安全和环境等关键性因素。
5指南应用
5.1本指南提供了导致燃料微生物污染、生物退化的信息以及微生物污染的控制方法。 5.2本指南关注的是燃料和燃料系统中的微生物污染。从原油开采、加工、储运到终端用户，每个环节都存在着大量潜在的微生物污染，一旦爆发，会造成重大损失。本指南介绍了燃料微生物污染和生物退化控制的基本概念， 5.3本指南为燃料和燃料系统的管理人员提供必要的背景知识，以便从经济性、安全性和微生物污染影响几方面综合考虑，做出合理决策。
6微生物污染的来源
6.1在燃料生产过程中，蒸馏和炼制等高温过程相当于灭菌处理，但是在炼油厂储罐、燃料输送系统、油库储罐和用户储罐等环节，可能会发生微生物污染和生物退化作用。 6.2在炼油厂油罐中，水和燃料都发生冷凝；空气中的水分或雨水会从通风口进人油罐；另外，从罐中抽取燃料时会产生局部的真空，使携带微生物的花粉、粉尘以及其他颗粒通过通风孔进人油罐中。 因此，储油罐是石油加工过程中发生显著微生物污染的第一个环节。 6.3燃料通过油罐车或管道输送过程中，也会混人冷凝水。但是，船舱与此不同，冷凝水不是外来水的主要来源。货舱清理不彻底、为了完全卸货使用水作为假舱底，以及其他各种用水都会使船舱中存在大量的水。微生物可以在油罐或管道表面，有夹带水、无机颗粒和其他营养物的地方生长，并形成生物膜。生物膜脱落后被携带到终端用户的储罐中（见6.4）。由于燃料在用户储罐中的周转时间可能大于一周，因此在燃料使用前，颗粒物（包括生物膜絮状物）已经沉降到沉淀物或淤泥中。燃料中带有微生物的可能性随周转时间的延长而增大。当微生物的浓度低于200万细胞/mL样品时，燃料的透明度不会受到影响。因此，终端很少能用肉眼发现燃料被污染。 6.4终端用户的储罐材料和结构各式各样，从小型储罐（<3L）到大型油罐（>4000L）。储罐的位置（地上或地下）和到使用点的距离也各不相同。实际操作中，船舱中会被有意引人大量水，用水作为压舱物时，充水量可能超过总容积的80%。某些油库，用一层水来降低燃料泄漏污染地下水的风险。终端用户储罐中的罐底水和生物负载量都可能导致过滤器和/或管道堵塞，造成燃料供应不足，影响发动机正常运转。更严重的是，微生物造成的腐蚀（MIC）会损坏油罐，导致泄漏。
微生物污染的发生与影响
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7.1微生物生长所需的条件 7.1.1微生物生长需要水和营养物质，因此它们会聚集在燃料系统内部有水的地方（见图1）。
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7.1.2水是微生物生长和繁殖的必要条件，痕量水就可以维持微生物菌群的生长。 7.1.3营养物质可分为常量营养素和微量营养素。C、H、O、N、S和P属于常量营养素，这些元素大多数在燃料中都有。但是在大部分的燃料系统中，P含量不足以维持微生物的生长。Ca、Na、K、 Fe、Mg、Mn、Cu、Co、Ni等金属元素都属于微量营养素，它们在燃料系统中的含量足以维持微生物的生长。当燃料系统能够提供微生物所需的水和营养物质时，微生物就能生长和繁殖。 7.1.4微生物在生理学温度范围内（能够生长的温度范围），其生长速率随着温度的升高而增加。根据微生物最适生长温度范围不同，可以将其分为三类：嗜冷性微生物（<20℃）、嗜热性微生物（> 100℃的极端条件），嗜温性微生物。在油罐中发现的微生物，通常生长温度在0℃～35℃，最适生长范围在25℃~35℃。
注：如果不加以控制，热带地区的微生物污染风险最高。虽然没有足够的实验室培养数据，但是严寒地带的燃料系统中也可能发生微生物污染。 7.1.5在燃料系统中，水的pH值通常不是微生物生长的决定性因素。大多数微生物存活的pH值范围为5.5~8.0。嗜酸性微生物在酸性（相当于1mol/L硫酸）环境中生长，嗜碱性微生物在pH值大于 11的碱性环境中生长。罐底水的pH值范围一般为6~9。
3
存水弯
Loo
5
1——炼厂蒸馏塔； 2 一炼厂产品罐；
燃料输送管道；
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4——终端油罐； 5——输油管和油罐车； 6零售/运输公司处的地下储存罐； 7一—零售/运输公司处的分配系统。 注：图中的箭头表示此处水和微生物易于积累。
图1燃料输送系统
7.2生物膜的形成和影响 7.2.1油水分界面处的水（简称界面水）活性最高，也是最易形成微生物菌群或生物膜的地方，此处微生物数量是燃料系统中最多的。在罐顶、燃料中、罐底界面水及系统的所有表面都可能形成生物膜。 7.2.2罐顶部的微生物以燃料蒸气作为碳源，辅以灌顶凝结水的协同作用，即可生长繁殖，形成罐顶部黏稠的钟乳石状物的生物膜。 7.2.3与分界面上方的燃料层和下部的水层相比，在燃料与水的分界面处出现的生物膜（由于它坚韧 6