微生物誘導(dǎo)腐蝕與埋地油罐系統(tǒng)泄漏之間的聯(lián)系直到 20 世紀(jì) 80 年代才被廣泛的認(rèn)識(shí)到。那時(shí)美國(guó)環(huán)保署記錄了成千上萬(wàn)的埋地油罐系統(tǒng)中油品及化學(xué)品泄漏至地下水及土壤的事故。 1988年，經(jīng)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)，美國(guó)環(huán)保署發(fā)布了埋地油罐系統(tǒng)管理?xiàng)l例，并成立了專(zhuān)門(mén)的埋地油罐系統(tǒng)辦公室，來(lái)負(fù)責(zé)防止泄漏的進(jìn)一步發(fā)生和清理現(xiàn)有的滲泄漏。截至2015 年 9 月，被聯(lián)邦政府確認(rèn)的超過(guò)528000 個(gè)埋地油罐系統(tǒng)泄漏中，已經(jīng)有457000 個(gè)完成了清理工作。

    微生物誘導(dǎo)腐蝕的研究歷程

    1999 年，隨著對(duì)燃油系統(tǒng)中微生物誘導(dǎo)腐蝕的進(jìn)一步科學(xué)進(jìn)展和理解，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)對(duì)其編號(hào)為 ASTMD6469-99 的“燃油和燃油系統(tǒng)微生物污染指南”進(jìn)行了大范圍修訂，提供了關(guān)于慢性微生物的癥狀、現(xiàn)象和后果的理解，以及對(duì)燃油和燃油系統(tǒng)微生物污染的控制。然而，標(biāo)準(zhǔn)中聲明“盡管大多數(shù)的油罐配置會(huì)盡可能的進(jìn)行排水，但是不可能將水 100% 排凈”，標(biāo)準(zhǔn)更指出溶于燃料的滅微生物制劑與溶于水的滅微生物制劑僅在各自的液體環(huán)境中有效，通用的（同時(shí)能夠溶于燃料和水）的滅微生物制劑十分昂貴，且需配合油罐和管線的清洗才能使用。但這種頻繁的檢查對(duì)于加油站的運(yùn)營(yíng)是不切實(shí)際的。隨著生物燃料、含醇燃料及其他極性油品添加劑的引入，又極大地增加了燃料的含水率和親水性，使得保持油品無(wú)水的努力非常難以達(dá)到。一個(gè)典型的例子是美國(guó)空軍技術(shù)大學(xué)在 2003 年進(jìn)行的一項(xiàng)關(guān)于微生物誘導(dǎo)腐蝕的取樣和研究，采集了 40 份 JP-8 燃料樣本，分別來(lái)自 12 個(gè)遍布全美的在役空軍基地的儲(chǔ)油罐、油罐車(chē)、飛行器，以及一個(gè)未透露的海外空軍基地的柔性燃料囊，其中 90% 的樣本中檢測(cè)出了明顯的微生物存在。超過(guò) 40% 的系列稀釋中產(chǎn)生的微生物增長(zhǎng)被鑒定為中度或重度污染樣本。

    超低硫柴油的應(yīng)用與微生物誘導(dǎo)腐蝕

    2006 年 6 月開(kāi)始，美國(guó)環(huán)保署規(guī)定了 2010 年之前，柴油中硫的含量要下降 97%，含硫量從 500ppm 下降到15ppm，這種柴油被稱(chēng)為超低硫柴油。幾乎同時(shí)，2007 年美國(guó)頒布能源獨(dú)立和安全法案，規(guī)定大幅增加生物燃料的產(chǎn)量，進(jìn)而加油站增加了含醇燃料和生物柴油的存儲(chǔ)及銷(xiāo)售。 也正是在2007年里，美國(guó)石油設(shè)備協(xié)會(huì)開(kāi)始收到大量異常的與超低硫柴油相關(guān)的油罐及加注設(shè)備中金屬部件被嚴(yán)重且快速腐蝕的報(bào)告。報(bào)告包括觀測(cè)到有一種金屬的咖啡渣形式的物質(zhì)堵塞了加油機(jī)過(guò)濾器，腐蝕或?qū)е铝嗣芊馊Α|片、油罐、流量計(jì)、測(cè)漏探頭、電磁閥和立管的損壞。該現(xiàn)象最早在轉(zhuǎn)換到超低硫柴油 6 個(gè)月內(nèi)就發(fā)生。到了 2010 年，由美國(guó)石油設(shè)備協(xié)會(huì)進(jìn)行的一項(xiàng)廣泛的調(diào)研顯示，上述問(wèn)題遍布全國(guó)各地，而且同時(shí)存在于燃油系統(tǒng)的液相空間和氣相空間中。隨后，清潔柴油聯(lián)盟成立了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的研究小組，并資助委托巴特爾紀(jì)念研究所深入調(diào)研超低硫柴油存儲(chǔ)與加注系統(tǒng)中的腐蝕問(wèn)題。清潔柴油聯(lián)盟的專(zhuān)門(mén)研究小組包括美國(guó)鐵路協(xié)會(huì)、美國(guó)石油學(xué)會(huì)、福特汽車(chē)公司，美國(guó)便利店協(xié)會(huì)、美國(guó)停車(chē)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)協(xié)會(huì)、美國(guó)石油設(shè)備協(xié)會(huì)等。

    2012 年 9 月，巴特爾紀(jì)念研究所總結(jié)了 146 頁(yè)的研究報(bào)告，以超低硫柴油存儲(chǔ)和加注系統(tǒng)中的微生物誘導(dǎo)腐蝕，極有可能是由廣泛散布的醋酸所造成的這一終極假說(shuō)作為結(jié)論。醋酸的產(chǎn)生是由醋菌屬細(xì)菌在極低水平的乙醇污染飼養(yǎng)下，受較高氣壓的作用以及卸油時(shí)的擾動(dòng)使醋酸擴(kuò)散到潮濕的氣相空間，進(jìn)而分布在整個(gè)燃料系統(tǒng)中。這導(dǎo)致在一個(gè)干燥和濕潤(rùn)的循環(huán)中，醋酸濃縮在設(shè)備的金屬部件上，從而發(fā)生快速且嚴(yán)重的腐蝕。

    2014 年，由于與超低硫柴油相關(guān)的嚴(yán)重腐蝕持續(xù)存在，美國(guó)環(huán)保署的埋地油罐系統(tǒng)辦公室承擔(dān)了一項(xiàng)關(guān)于 42個(gè)埋地油罐系統(tǒng)加油站的研究。2015年 6 月，美國(guó)環(huán)保署的初步數(shù)據(jù)報(bào)告顯示“腐蝕現(xiàn)象似乎非常普遍，42 個(gè)加油站中有 35 個(gè)被認(rèn)定為中度或重度的腐蝕，而且可能是由微生物誘導(dǎo)腐蝕造成的”。

    歐美國(guó)家對(duì)抗微生物誘導(dǎo)腐蝕的措施

    歐美國(guó)家對(duì)于埋地油罐燃油系統(tǒng)嚴(yán)峻的微生物誘導(dǎo)腐蝕現(xiàn)象的研究進(jìn)展不斷推進(jìn)，尤其是在超低硫柴油方面。北美油品零售市場(chǎng)傾向于廣泛地應(yīng)用非金屬埋地油罐系統(tǒng)，例如在埋地油罐選擇上，在北美銷(xiāo)量最高的 50 個(gè)油品零售商中，有 46 個(gè)一直或已經(jīng)轉(zhuǎn)向使用非金屬的全 FRP 材料制成的雙層油罐，而2000 年時(shí)全 FRP 雙層油罐的市場(chǎng)占有率只有 55%。全 FRP 油罐在油品零售市場(chǎng)擁有超過(guò) 50 年的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，20 世紀(jì) 80 年代的一項(xiàng)匯總統(tǒng)計(jì)包括幾大石油公司，美國(guó)環(huán)保署及研究院獨(dú)立測(cè)試的共 19240 個(gè)單層 FRP 油罐的應(yīng)用情況，總體使用成功率為 99.995%。加拿大和澳大利亞一直以來(lái)幾乎全部使用 FRP 油罐。在歐洲，過(guò)去幾十年中加油站的數(shù)量一直在下降，很少有新建的加油站，并且超低硫柴油銷(xiāo)售逐年增長(zhǎng)遠(yuǎn)高于汽油銷(xiāo)量，由于缺乏本土 FRP 油罐供應(yīng)商和狹小的加油站空間，所以更傾向于使用內(nèi)襯法來(lái)升級(jí)現(xiàn)有的油罐。過(guò)去幾十年成千上萬(wàn)的油罐采用了 FRP 或環(huán)氧基樹(shù)脂等其他非金屬材料進(jìn)行內(nèi)襯改造以對(duì)抗微生物誘導(dǎo)腐蝕。

    微生物誘導(dǎo)腐蝕與歐美標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

    技術(shù)的進(jìn)步必須在行業(yè)協(xié)會(huì)組織下各企業(yè)單位密切合作才能達(dá)到。美國(guó)石油設(shè)備協(xié)會(huì)，擁有 80 余個(gè)國(guó)家的 1600多個(gè)會(huì)員的貿(mào)易協(xié)會(huì)，會(huì)員包括加油站、零售終端、油庫(kù)及油品配送方面的設(shè)備制造商、銷(xiāo)售商和安裝服務(wù)商。關(guān)于超低硫柴油微生物誘導(dǎo)腐蝕的研究，也必須依靠類(lèi)似于美國(guó)石油設(shè)備協(xié)會(huì)之類(lèi)的行業(yè)組織才能做到。1986 年，美國(guó)石油設(shè)備協(xié)會(huì)發(fā)布了第一版埋地液體存儲(chǔ)系統(tǒng)安裝的建議操作規(guī)程。從此以后，操作規(guī)程在大量研究和同行評(píng)議的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展并修訂合并最新的研究成果，比如微生物誘導(dǎo)腐蝕。在歐洲范圍內(nèi)，也有一個(gè)位于英國(guó)的類(lèi)似組織叫作石油和爆炸物管理協(xié)會(huì)，出版了一個(gè)被稱(chēng)為藍(lán)寶書(shū)的《加油站設(shè)計(jì)、建設(shè)、改造、維護(hù)和停運(yùn)的指南》。類(lèi)似于 RP900 中要求油罐每月檢查是否有水，藍(lán)寶書(shū)指出油罐存儲(chǔ)系統(tǒng)中水的積累會(huì)導(dǎo)致微生物污染和油罐罐壁的內(nèi)部腐蝕，并指出FRP 材料制作的油罐不受腐蝕的影響。

    在埋地油罐存儲(chǔ)系統(tǒng)的滲泄漏檢測(cè)方面，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn) BS EN13160《滲泄漏檢測(cè)系統(tǒng)》也得到了廣泛的應(yīng)用。在此，建議我國(guó)的設(shè)備制造商、零售商和零售相關(guān)服務(wù)公司形成一個(gè)強(qiáng)有力的行業(yè)協(xié)會(huì)，來(lái)推進(jìn)我國(guó)油品零售行業(yè)相關(guān)的最新技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)推廣。

    除上述加油站相關(guān)的操作標(biāo)準(zhǔn)之外，還有太多的單獨(dú)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)難以列全。在這里僅對(duì)全球石油公司廣泛采用的埋地油罐標(biāo)準(zhǔn)和埋地管線標(biāo)準(zhǔn)的演變做一個(gè)簡(jiǎn)略的探討。1966 年，美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了第一版 UL1316《用于儲(chǔ)存石油產(chǎn)品的 FRP 埋地油罐系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)。1984 年，雙層油罐的設(shè)計(jì)被納入U(xiǎn)L1316 標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)而在 1994 年和 2006 年，隨著業(yè)內(nèi)發(fā)現(xiàn)非金屬 FRP 埋地油罐系統(tǒng)適用于所有的燃料且沒(méi)有微生物誘導(dǎo)腐蝕的問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)添加了醇類(lèi)和含醇燃料在內(nèi)的新的燃料的適用性。1987 年，美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了用于夾套鋼罐的 UL1746 標(biāo)準(zhǔn)。相應(yīng)的，歐洲用于FRP 埋地油罐系統(tǒng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)是 EN976.

    EN977 和 EN978，用于夾套鋼罐的標(biāo)準(zhǔn)是 EN12285。但上述標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)知并不如UL 標(biāo)準(zhǔn)廣泛。比如在藍(lán)寶書(shū)中，當(dāng)提到雙層埋地油罐系統(tǒng)時(shí)就只引用了 UL1316和 EN12285 的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于埋地管線系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，UL971《用于易燃液體的非金屬埋地管線標(biāo)準(zhǔn)》

    應(yīng)用的十分廣泛。在美國(guó)，由于微生物誘導(dǎo)腐蝕的現(xiàn)象，在幾十年前金屬管線就已經(jīng)全面淘汰，市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品一直是在壓力下更堅(jiān)固且安全系數(shù)更高的 FRP 硬管，而符合 EN14125標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合材料柔性管線則在歐洲應(yīng)用的更為廣泛。由第三方強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、UL 和 UL 審查下的認(rèn)證和制造為產(chǎn)品提供了可靠性和安全性，從而令工程師和政府部門(mén)更容易接受非金屬埋地油罐系統(tǒng)和管線系統(tǒng)，非金屬地下儲(chǔ)罐及管線超過(guò) 50 年的標(biāo)準(zhǔn)及成功使用歷程證明了它們是微生物誘導(dǎo)腐蝕的終極解決方案。

    在中國(guó)，已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用超低硫油品、含醇油品和生物燃料。希望美國(guó)關(guān)于微生物誘導(dǎo)腐蝕尤其是超低硫柴油相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)和研究成果，能夠幫助中國(guó)的油品銷(xiāo)售企業(yè)在埋地油罐系統(tǒng)方面做出更好的選擇。同時(shí)，我們相信，將來(lái)有一天在全球的油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中，將不會(huì)再有任何的低碳鋼部件的應(yīng)用，徹底清除腐蝕以輸送真正清潔的油品給客戶。