纸介质文献保护方法研究
时间：2020-08-18 09:52:18来源：《兰台世界》
文章来源：《兰台世界》
作者：于绒 西安文理学院
［摘要］本文从纸的化学成分、物理性质出发，较为详细地分析了物理、化学、生物、气象、环境、人为等因素对纸介质文献的影响，探讨了不同因素作用下纸介质文献的针对性保护技术，试图丰富文献保护工作的研究内容。
［关键词] 纸；文献；保护方法
1 引言
文献保护，古已有之。古人将刻有图像、文字之龟甲、骨片结而穿之以防散佚，即可视为文献保护方法之一；及至后世，古人对刻写文字之竹片进行“杀青”处理以防霉变，更是早期文献保护的有效方法；随着纸的出现，书写颜料的演进，文献保护技术也在不断进步。当今时代，随着科技的发展，文献载体形式多种多样，文献保护工作理应被赋予更多新鲜内容。然而，近年来文献保护的研究工作却逐渐淡出了人们的视野。笔者认为，文献保护工作也许短时间内无法见到成效，但长期、大量、扎实的文献保护研究工作是文献资料工作者义不容辞的责任。限于篇幅，本文将仅对纸介质文献的保护做一研究，希望对文献保护工作有所帮助。
2 纸的性质分析
从纸的制作工艺看，我国传统采用手工造纸技术，如麻纸、皮纸、竹纸、草纸，寿命可达500—2000年，近现代逐渐出现了化学浆造纸及机械浆造纸技术，而现今大多数文献采用机械浆造纸技术，寿命只有50—100年，这是由于不同的物理化学性质，导致纸的抗损能力不同。
2.1 纸的成分
纸的成分主要有纤维素、非纤维素（木质素、半纤维素）、胶料、填料，以及微量色料的金属离子等。胶料有内部施胶胶料（如：松香、明矾等）和表面施胶胶料（如：动物胶、淀粉、石蜡、甲基纤维素等）。填料种类很多，主要有滑石粉、碳酸钙、钙镁白粉、锌白粉、瓷土等。它们含量的多少，对纸的耐久性有着直接的影响。
纸是植物纤维经物理化学作用提纯后分散的纤维素靠氢键缔合而成的薄膜状物质，主要成分是纤维素，但植物纤维中除纤维素外还存在着大量的非纤维素（木质素、半纤维素）。纤维素是一种天然高分子化合物，存在于一切植物纤维之中，其分子式为（C6H10O5）n，n为聚合度，指聚合成大分子的单体分子个数，一般达数百至数千，说明纤维素分子链的长短，每一葡萄糖基有三个羟基（OH），每一个纤维素分子则有三倍于聚合度的羟基[1]。造纸工业是以纤维素为原料的化学加工工业，在制浆、漂白、打浆、抄造及成纸后加工这一工艺全过程的各个阶段，均离不开各种化学品的应用，它们能赋予纸张各种特殊的优越性能（如抗水性、抗油性、湿强度、平滑性、印刷适性、柔软性等），使采用较差的纤维原料生产出更白、更牢的纸成为可能。比如，通常加入的化学品有蒽醌及醌类衍生物、表面活性剂、乳化煤油、脂肪酸脂类、低碳醇类、有机硅类和酰胺类等。
正是因为造纸技术的不断发展，纸的化学成分也较古代复杂得多，这就给文献保护工作带来更大的挑战。
2.2 纸的物理性质
一般指纸的机械强度、光学特性、手感，机械强度也称纸页强度。
纸页强度是纸承受各种机械力时的抵抗能力，一般包括抗张强度、撕裂强度、耐折强度、抗弯强度、耐破强度、表面强度、压缩强度等，内部结合强度取决于纸中纤维间的结合力和纤维本身强度，纤维的排列和分布，其中结合力有四种：化学键、氢键、范德华力和纤维表面交织力，化学键是固定的，后两种力作用较小，氢键最为关键，它与打浆关系最密切，是纸页结合强度产生的主要方式。纤维素分子的羟基相当多，假如一根纤维素是由300—500个葡萄糖分子组成，每个葡萄糖基上有3个羟基，则有900—1500个羟基，所以氢键结合力强[2]。羟基具有较大的亲水性，当无数纤维素分散于水中时，因羟基吸水而纤维湿润膨胀，相邻两个纤维素分子中的氧原子会把水分子拉在一起，在两纤维素分子间架起“水桥”，靠“水桥”联结纤维素分子并不牢固。因而，受潮文献机械强度降低。
近年来，国家图书馆图书保护组对所藏本世纪各个历史时期出版的文献纸张进行了抽样检测，检测项目包括文献纸张的耐折强度、耐拉力、撕裂强度和白度，同时，还进行了105℃条件下3天、6天、12天的加速老化试验，以便预测文献纸张老化变质的发展趋势，共测试纸样4000条个，纸种数十种，取得了大量数据。从一些检测数据可以看出，国家图书馆所藏近现代文献，特别是报刊的纸张耐久性25年后将下降40—50%，按照目前的老化速率，25年后将有40%的报纸耐折强度将低于2次，60%的图书纸张的耐折强度将低于10次，成为低劣纸或不坚固纸；50年后，有30%的图书、报刊纸张将毁于自身的老化过程之中。检测数据说明，国家图书馆图书、报刊等文献目前已经处于较为严重的老化状态。特别是40年代以前的文献，纸张老化程度尤为严重，有的已经不能进行流通借阅。若不及时采取抢救措施，将会造成不可弥补的损失。由于纸的老化受多种因素影响，因此对文献保护方法的研究显得尤为重要。[3]
3 纸介质文献受损原因及防治方法
3.1 物理因素
（1）湿度、温度
湿度、温度是影响纸质文献保存寿命的重要因素。适宜的湿温度可以延缓文献老化变质，抑制虫霉孳生，延长文献的保存寿命。由于我国地域辽阔，是一个多气候区域的国家，多数地处温带和亚热带，属湿润、半湿润气候区，全年多数时间的自然湿温度不适宜文献的保存，因而保证书库恒温恒湿是保护图书的第一步。IFLA标准委员会认为：“书和手稿应保持在18℃以下的恒定温度下，只要能控制住湿度，较低的保存温度是可取的，甚至更有利。书库的温度超过25℃就会出现危险，而书库的湿度以50％～55％为宜。”目前，我国经济的发展，也为改善文献储藏环境奠定了物质基础。文化部于2003年6月批准制定《图书馆纸质文献储藏环境温湿度要求》行业标准的立项。此标准在兼顾使用和保存的前提下，规定善本特藏书库的温度为16-22℃，湿度为45％-60％。该标准填补了我国纸质文献储藏环境标准的空白。它的制定，使我国图书馆书库湿温度管理纳入规范，使温湿度的控制更具科学性。
目前普遍认为，纸质文献保护最适宜的温度为14—18℃，相对湿度为50—65％，但不同的地区又有所不同，如华中、华南地区要求温度为14—20℃，相对湿度为55—65％；华北、东北地区要求温度为14—20℃，相对湿度为50—60％[4]。
要保持一定的的湿温度，就必须利用科学仪器，随时掌握湿温度变化情况，控制与调节好湿温度，可在天气晴好时打开门窗进行自然通风、利用吸收剂除湿、增湿等，或安装空调等现代化设备。如国家图书馆在1987年建馆之际，在善本书库统一安装了空调系统，控制书库的温湿度。2003年再次对善本书库进行了空调改造，已基本达到库房温湿度标准。
（2）火灾、水灾
俗话说：水火无情。纸质文献都极容易吸水，被水浸后轻则生霉生菌，腐烂变质，重则纸页成浆，面目全非，还会导致纸页粘连，形成纸“砖”而失去收藏和使用价值。火灾对纸质文献的损害比水灾还要严重，一般纸张，在温度200—300℃时就可燃烧，而普通薄纸在130℃条件下即可燃烧。因此，纸质文献一旦起火，就会迅速蔓延，难于扑救。所以，严格的禁烟、禁明火制度，各种线路的安全检查制度以及配备充足的干粉灭火设备，都是防止火患的必备条件。
水浸纸质文献的干燥历来是文献保护的一个难题。过去采用自然风干技术干燥水浸图书，因干燥不均匀会造成图书严重变形和生霉情况的发生。近年来国外发达国家研究采用真空冷冻干燥法，干燥效果比较理想，但此法设备昂贵，在我国目前还难于推广。目前通常采用常压低温干燥水浸图书方法，此方法具有图书干燥后不霉变、不粘连、变形小等特点。另外，还有远红外线干燥技术、微波干燥技术等，也都具有一定的效果。
（3）建筑、馆舍
图书馆建筑设计应结合图书馆的性质、特点及发展趋势，必需满足文献资料信息的采集、加工、利用和安全防护的功能要求，采用先进的管理方式，适应现代化服务的要求，力求造型美观，与环境协调，为读者、工作人员创造良好的学习环境和工作条件。图书馆建筑设计中有关文献资料防护要求内容包括围护结构保温、隔热、温度和湿度要求、防潮、防尘、防有害气体、防阳光直射和紫外线照射、防磁、防静电、防虫、防鼠、消毒和安全防范等，书库、非书资料库的温度、湿度要求应根据图书馆的性质、规模、重要性及库房类型区别对待，在设计中妥善解决[5]。
例如国家图书馆新馆于1987年落成后，善本特藏的保存保护环境得到极大改善。国家投巨资修建了密闭坚固而设施完备的地下库房。库房考虑到防火需要，将大库用厚墙和防火门分隔成若干小库，地上铺刷防火绝缘涂料，并统一安装了溴代三氟甲烷气气体灭火装置；库内还有自动除水装置，书柜与地面保持10CM的高度；每柜均安装防紫外线的玻璃，以保证古籍不受灯光照射的影响。库内有自动空调装置，将库内温度控制在摄氏18度、相对湿度控制在55%，以起到防虫、防霉变作用。库房内并有完善的防灾、安全监控装置，以保证库房安全。
（4）自然光、照明灯
光线对于纸质文献的保存与使用都是有害的。光对纸质文献的危害除了它的热效应能使有关化学反应加快速度外，更重要的是体现在光化学反应上。光线能够损害任何物体。文献载体由植物纤维、粘合剂、染料和颜料等多种材料组成，这些材料的分子中都含有吸收不同波长光线的原子团，它们吸收光能后在光的作用下发生光化作用。长期的光化作用能引起染料变色与褪色、纤维脆化，从而加速纸张的老化。
所有的光线中，对纸质文献损害最大的是紫外线，因此防光的重点是防止紫外线照射。在库房建筑方面，应采用无窗结构。使用有窗户的库房时应采取措施阻止阳光线直射纸质文献，也可采用具有紫外线过滤功能的玻璃。选择最合适的光源和灯具，尽可能使用过滤紫外线的照明灯具。尽量减少珍贵纸质文献的展览时间，减少照明时间。
（5）灰尘
灰尘是悬浮在空气中的矿物和有机物质的微粒的总称，来源于自然界以及人类生产和生活。灰尘是一种固体微粒，多带棱角，飘落到图书、档案纸张等材料上，会使纸张划破，甚至水解降解和氧化变质。所以灰尘是损坏纸质文献的大敌。由于我国城市灰尘污染比较严重，据测定绝大部分城市超过标准，要减少和防止灰尘，就要对进入库房的空气进行净化，一是使用空气净化器清除空气中的有害气体，二是除去室内的微粒物质，可使用吸尘器、给窗户加百叶窗等。
3.2 化学因素
主要包括大气污染、有害的化学药品、酸的存在等。大气污染是纸张损坏的主要原因，近代机械造纸中酸性造纸工艺也是纸张发生化学变化的重要原因。
在大气污染的气体中，酸性气体的种类很多，如二氧化硫、氮氧化物、氯气、硫化氢等。二氧化硫（SO2）被纸张吸附后，与纸张内的水分发生反应，生成亚硫酸（H2SO3），亚硫酸在空气中被氧化成硫酸（H2SO4），化学反应式如下：
SO2＋H2O＝H2SO3
H2SO3＋O2＝H2SO4
二氧化氮（NO2）被纸张吸附后，与纸张内的水分发生反应，生成硝酸（HNO3），化学反应式如下：
NO2＋H2O＝HNO3＋NO
一氧化氮（NO）很不稳定，在空气中会立即氧化成二氧化氮，与水反应生成硝酸。近代研究证明，酸是加速文献纸张脆化变质的最主要的原因。我们知道，文献纸张的基本成分是纤维素，它是一种比较稳定的物质，在一般条件下不易发生水解和氧化。但它有一个致命的弱点，在酸性条件下极易发生水解，即酸性水解。其化学反应式如下：
[H]＋
（C6H10O5）n＋H2O————﹥n（C6H12O6）
纤维素经水解后，B-甙键发生断裂，聚合度降低，生成水解纤维素，导致文献纸张发黄变脆；当纤维素水解后聚合度降至200以下时，文献纸张就会严重脆化；完全水解即生成葡萄糖，文献纸张也随之成为粉末而失去收藏和使用价值。由此可见，纸张中的酸性物质促进了纸张纤维的水解，加速了纸张的老化，是影响纸张寿命的关键因素。因此纸张的去酸显得尤为重要。
现代去酸技术主要有：酸式碳酸镁去酸技术；缓冲溶液去酸技术；氢氧化钙—酸式碳酸镁去酸技术；甲基碳酸镁去酸技术；二乙基去酸技术；吗啉去酸技术；环己胺碳酸酯去酸技术等。
3.3 生物因素
主要包括真菌、虫类、啮齿类动物的危害。许多真菌会使纸张颜色改变，产生斑迹。虫类对纸质文献存存在潜在的威胁，其危害范围广，危害能力大，而啮齿类动物的危害也是一项很难解决的问题。危害纸质文献的真菌种类很多，一般有杂色曲霉、草酸青霉、绿色木霉、黑葡萄穗霉、尖镰霉、总状毛霉、黑根霉、球毛壳等数种；虫类一般有黑皮蠹、烟草甲、花斑皮蠹、档案窃蠹、书虱等；啮齿类主要指鼠类，有小家鼠、褐家鼠和黄雄鼠等几种。
目前，虫害已日益成为文献保护的一个突出问题，如果再不给予高度重视，再不采取切实可行的措施，在不太久的将来，中国浩瀚的文化古籍就有被害虫毁掉的危险。
例如，广西壮族自治区专门出台了《广西图书害虫综合防治方案》，此方案贯彻以防为主、综合治理的防治原则，包括图书害虫的调查、图书害虫的预防、图书害虫的杀灭、图书害虫防治经费以及图书害虫防治目标等五个方面。该方案实施以来，取得了良好的效果。
常用的杀虫杀菌技术有低温冷冻杀虫、充氮杀虫、伽玛射线辐照杀虫（杀菌）、微波辐照杀虫（杀菌）、环氧乙烷熏蒸杀虫（杀菌）、原红外线辐照杀虫、臭氧杀毒灭菌及采用防虫杀虫（杀菌）剂等技术。
3.4 人为因素
主要包括文献在流通、借阅、保管过程中的自然磨损和人为造成的损坏，如折角、撕页、勾划等，在装运过程中随意扔放或雨淋造成的损坏，修复时的措施和方法不当等。另外，还有如缺少文献防灾与保护的相关法律、法规的标准等。
因此，做好文献保护的宣传教育工作显得尤为重要，同时，要制订相关法律、法规的标准，重视纸质文献的保护，采用先进的修补技术，如丝网加固技术、派拉伦真空涂膜法，对濒危无法使用的文献可利用缩微复制、扫描、照原样影印等现代化手段进行再生性保护。
4 结语
综上所述，文献保护有它特定的研究对象和范围，其研究内容异常丰富。同时，它只有和某些相关的学科如化学、物理学、生物学、图书馆建筑学互相结合，才能取得满意的成果。近年来，为适应国际文献保护事业的发展和文献保护工作的需要，广大的文献研究和文献保护工作者做出了显著的成绩。
国家图书馆于1987年正式成立了图书保护组，先后承担馆内和文化部多项科研课题，两项获得科学进步奖。已通过鉴定的项目有：“低温冷冻技术应用于图书档案杀虫的研究”、“应用低温干燥技术抢救水浸纸质图书的研究”、“应用充氮封存技术保护珍贵文献的可行性研究”（馆级项目）、“图书馆纸质文献储藏环境温湿度要求”（文化部项目）、“馆藏纸质文献酸性和保存现状的调查与分析”（馆级项目）等。
上海图书馆在新馆建成后，十分重视馆藏文献的保护，专门成立了“文献保护修复部”及文献保护技术研究实验室，卓有成效地开展了文献保护的课题研究，如“馆藏非纸质文献保护现状与分析”、“无线装订书籍散页修复加固技术工艺研究”、“期刊合订本防霉方法的研究”、“文献修复浆防腐的方法研究”等。正在进行的项目有“近代文献制成材料分析保护与修复”、“文献防紫外线辐射及滤紫材料研究”等，为指导文献保护工作的实践提供了有益的经验[6]。
文献保护是一个长期的系统工程，要发展文献保护的研究，实施文献保护技术，还需要全方位、多方面的努力。首先，要摒弃急功近利的思想；其次，要建立起一个完整的科学体系，制定一个长远的文献保护计划；最后，要引进和培养一定数量的研究和技术人才以及足够的经费作为保证[7]。
参考文献：
[1]刘家真。文献保护学[M].武汉：武汉大学出版社，1990，33-35
[2]顾民，吕静兰，刘江丽。造纸化学品[M].北京：中国石化出版社，2006，1-183
[3]张志清。国家图书馆古籍保护的历史、现状和任务（中）。国学网，古籍整理，2004.http://www.guoxue.com
[4]马滴滴。浅谈高校图书馆的古籍管理工作[J].高校图书馆工作。2007（5）90-92
[5]中华人民共和国建设部。图书馆建筑设计规范GBJ38—99[S].1999
[6]上海图书馆。上海图书馆文献保护情况介绍。http://www.librery.sh.cn/fwzn.wxxf/3.htm
[7]张志清。浅谈图书馆古籍保护的历史机遇[J].图书馆工作与研究。2007（3）25-27
