航空燃油系统微生物污染检测方法硏究

黄璐,陈智

中航西安飞机工业集团股份有限公司  陕西西安  710089

摘要：飞机燃油系统的主要功能是储存燃油并持续向飞机发动机提供燃油，保持发动机的正常运转。航空燃油的清洁程度直接关系到发动机的正常运行，因此燃油中的微生物污染可能会对飞机的飞行安全造成严重后果，如油箱严重腐蚀、油泵供应不足等。污染十分严重时，发动机甚至会在飞行过程中出现故障。

本文研究了微生物污染的形成原因，研究了微生物污染的种类及危害性，并介绍了检测燃油污染的几种常用方法。

关键词：燃油系统；微生物污染：检测：防治

航空燃油是专门为飞机设计的燃料，广泛应用于民和军用许多领域。仅在我国，民用飞机的消耗量每年就增加到 1000 万吨，而且还在继续逐年增加。燃料系统的污染会直接影响飞机的飞行，并在严重情况下危及公共财产和乘客的生命。

一、燃油污染成因

燃油中滋生微生物主要有以下几个原因：

1、水分

水是微生物生长过程中最重要的成分，油箱中的水主要来自燃油自身溶解的水分，其次是空气中的水汽。飞机在海拔剧烈变化的情况下，燃油中的水分析出或者空气中的水分凝结，长时间后会在油箱内沉积一部分液态水，为微生物的滋生营造了良好的环境;

2、营养物

飞机燃油的主要成分为 CH3(CH2)nCH3(n为8～16)的烷烃类，碳氢化合物为微生物的生长提供了能量，其中溶解的氮、磷、硫、钾和钙等物质为微生物的生长提供了必要的微量元素；

3、温度

在合适的温度下微生物的生长速度会加快，飞机中的燃油大部分时间温度与环境温度相同，在外界温度较高的情况下微生物的生长速度会大大加快：

4、酸碱性

大多数微生物适合生长的 PH 值范围为 5~10，油箱中的水分是从燃油中析出，燃油是一种碳氢化合物，没有酸碱度，其中析出的水 PH 值约为7，PH值适合微生物的生长。

二、航空燃油中微生物污染的种类及影响

1、微生物的种类

燃油系统中的微生物主要是细菌、霉菌和酵母菌，其中燃油系统微生物危害中最常见也是危害最大的是树脂枝孢霉和硫酸盐还原菌。

1）树脂枝孢霉属于真菌，在自然界中广泛存在，能够在 0~50°C的环境下生长，最佳的生长温度为25～30°C。树脂枝孢霉生长在燃油和水的分界面上，其菌丝和代谢物会形成粘泥等杂质，树脂枝孢霉生长较多的情况下会产生大量的杂质，严重影响燃油的质量。

2）硫酸还原菌是一类具有各种形态特征，能通过异化作用将硫酸盐作为有机物的电子受体进行硫酸盐还原的严格厌氧菌。在无氧或者极少氧的情況下，它能利用金属表面的有机物作为碳源，并利用细菌生物膜内产生的氢，将硫酸盐还原成硫化氢，从氧化还原反应中获得生存的能量。

2、微生物污染对燃油系统的影响

1〉树脂枝孢霉大量繁殖时，形成簇状结构，体积迅速增大，直接导致燃油泵和油滤堵塞。堵塞较为严重的情况下可能会影响发动机的供油量，造成发动机点火困难，使得发动机无法按时达到规定的转速，甚至造成发动机的喘振。此外，还可以使燃油系统的各种传感器(例如流量计)失效报故，活门放沉淀可能堵塞，直接导致燃油系统频繁故障。

2.防护涂层及油箱内部结构的腐蚀：油箱内部结构上的有机物防护涂层主要是为了防止金属被腐蚀，但微生物会将有机物作为食物，长时间下来会降低防护涂层的效果，并且微生物的代谢产物也会对防护涂层进行腐蚀，进一步降低防护涂层的效果。防护涂层被破坏以后露出金属基体，此时硫酸还原菌产生的硫化氢能够对金属造成腐蚀。对软油箱来说，油箱作为有机物为微生物提供了营养，使得硫酸还原菌能够大量繁殖，腐蚀油箱内部的金属撑框；对整体油箱来说，微生物首先以防护涂层为营养，进而腐蚀油箱的金属内壁，长时间不清理时甚至会造成油箱漏油。

三、微生物污染的检测

判断燃油中微生物污染程度通常有三种方法，分别为培养法、间接检测技术以及设备检测。其中培养法能够较为直观得表明燃油中的微生物数量及种类，间接检测技术和设备检测只能大致表明燃油的微生物污染程度，其具体的原理及操作如下：

1培养法。将一定数量的燃油样品在无菌条件下用膜过滤，燃后将膜过滤器放置在培养基上，也可以使用无菌水将微生物从膜过滤器中去除，稀释后再进行培养，稀释的倍数和样品含量取决于样品中的微生物含量。如果使用油相检测，需要先对燃油进行乳化，然后将乳化液引入微生物培养基上。分析培养基上的细菌、丝状真菌和酵母菌等微生物的数量和种类，从而判断油箱内部的受污染程度。培养法的优点在于能够准确分析微生物的种类与数量，但其操作较为复杂，并且需要无菌操作环境，试验难度较高。

2.间接检测技术。由于微生物污染会影响航空燃油的许多固有特性，因此可以对燃油的物理及化学特性进行检测来间接检验微生物的污染程度。现有关键指标及其差异如下：

（1）外观：未受污染燃油应在室温下清晰透明，没有未溶解的水和固体。若燃油发生浑浊或者出现异物，可能是微生物污染或者外界其他因素引起的;

（2）过滤能力：过滤性能通常由过滤锁定趋势指数(FBT)衡量。采用专用仪器和泵对一定流量的油膜滤清器进行过滤，测量油膜滤清器前后流量参数，计算得到 FBT。受微生物污染的煤油 FBT提高，过滤性降低；

（3）固体颗粒：例如真菌、微生物代谢产物、微生物侵蚀产生的金属粉末等；

（4）酸碱度：由脂肪酸和二氧化碳等副产品产生的酸性或碱性，导致pH值的变化；

（5）铜片腐蚀实验可以用于确定油中是否产生硫酸盐还原菌、梭菌等释放硫化氢(H2S)的细菌，铜片腐蚀试验速度快，成本低：

(6）化学组分：燃油系统中因微生物污染会造成其化学成分发生改变。

3.设备检测

原则上，设备检测不是一种单独的方法，只使用某些设备来检测样品的外观、物理、化学或生物学的变化，以便快速确定是否存在微生物污染。國际航空管理局(空运局)目前正在建议各种检测工具，例如 Microbe Monitor2、 HY-LiTE Jet2、FuelstatTM Resinae 等，这些方法可以定性或定量地表明微生物的污染程度。目前使用较为广泛的是 HY-LITE 法，是通过对微生物的三磷酸腺苷 （ATP）含量进行检测，从而确定微生物污染程度的方法。

四、总结

确定燃油中微生物污染情况时，可以将多种检测方法结合使用，综合判定燃油中的微生物污染情况。确定燃油系统中的微生物污染情况不仅能够及时避免污染燃油对飞机发动机的影响，确定微生物的种类及数量后，也能为微生物的防治作出参考。通过减小油箱内死油空间、添加杀菌剂等措施，减小微生物对燃油的污染。

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