史 蓉

（西安醫(yī)學(xué)院圖書館，陜西西安 710068）

圖書館內(nèi)文獻(xiàn)、檔案所使用的紙張多為傳統(tǒng)的植物制漿工藝制備所得，其內(nèi)涵成分主要由纖維素、半纖維素及木質(zhì)素等組成，其余組分主要包括樹脂、灰分或部分其他填料。我國(guó)的圖書館保存了海量的紙質(zhì)書籍、檔案等，這些書籍、檔案具有極高的藝術(shù)、歷史、學(xué)術(shù)價(jià)值。然而，由于我國(guó)的圖書館紙質(zhì)文獻(xiàn)保存技術(shù)開發(fā)起步較晚，這些珍貴的紙質(zhì)文獻(xiàn)在長(zhǎng)期自然保存過程中往往容易出現(xiàn)耐久性下降問題，具體表現(xiàn)為紙張發(fā)黃、變脆等，對(duì)于紙質(zhì)文獻(xiàn)的長(zhǎng)期保存而言極為不利。紙張的耐久性情況與圖書館文獻(xiàn)的保存環(huán)境、保存條件等具有密切聯(lián)系［1-3］。本文針對(duì)影響紙張耐久性的主要因素進(jìn)行總結(jié)，對(duì)其中影響紙張耐久性最為明顯的幾項(xiàng)因素如紙張酸堿度、所處環(huán)境溫濕度及保存環(huán)境微生物含量等，進(jìn)行了詳細(xì)分析，并針對(duì)這幾項(xiàng)因素的紙張老化緩解舉措進(jìn)行了總結(jié)，而對(duì)于環(huán)境污染、光照等影響程度并不顯著的因素的緩解措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。本文提出的圖書館紙張老化緩解措施可以為圖書館紙質(zhì)文獻(xiàn)保存提供借鑒。

1 圖書館紙張耐久性影響因素分析

1.1 紙張老化機(jī)理

紙張的老化是導(dǎo)致紙張耐久性下降的主要原因。孫暉等［4］認(rèn)為紙張的老化主要指的是紙張?jiān)谧匀画h(huán)境下因?yàn)榧垙垉?nèi)部植物纖維及其他物質(zhì)受到光、熱、酸、氧化劑等因素的影響，進(jìn)而產(chǎn)生一系列物化反應(yīng)，最終導(dǎo)致紙張出現(xiàn)變色、變脆或腐蝕等的過程。紙張老化機(jī)理如圖1所示。

圖1 紙張老化機(jī)理Fig. 1 Aging mechanism of paper

圖書紙張的耐久性下降主要是因?yàn)榧垙堉欣w維素、半纖維以及木質(zhì)素發(fā)生的水解或氧化反應(yīng)。由于圖書的保存環(huán)境不可能永遠(yuǎn)處于零光照或密封狀態(tài)，紙張?jiān)诳諝庵械难鯕狻⑺?、CO2等的作用下會(huì)按照?qǐng)D1所示的過程發(fā)生一系列的物化反應(yīng)，最終影響紙張纖維素的強(qiáng)度［5］。此外，隨著紙張中羥基、羧基等的大量出現(xiàn)，相鄰纖維素鏈之間還會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，在長(zhǎng)期較高溫度條件下，這種交聯(lián)反應(yīng)最終會(huì)引起圖書館紙張出現(xiàn)角質(zhì)化現(xiàn)象，此時(shí)的紙張會(huì)呈現(xiàn)出玻璃化現(xiàn)象，變得脆而易碎。紙張的木質(zhì)素在氧化以后會(huì)出現(xiàn)顏色變化，大多表現(xiàn)為變黃甚至變紅等。一般來說圖書館紙質(zhì)圖書保存環(huán)境熱度、濕度過高都會(huì)加劇紙張耐久性的下降。

1.2 影響紙張耐久性的主要因素

影響紙張耐久性的主要因素包括紙張自身的酸堿性，圖書館紙質(zhì)文獻(xiàn)保存環(huán)境的溫度、相對(duì)濕度，以及紙質(zhì)文獻(xiàn)所處環(huán)境的光照條件等（圖2）。

1.2.1 酸堿性

閆智培等［6］研究顯示，紙張?jiān)谝话銏D書館保存狀態(tài)下的酸堿性會(huì)在自身內(nèi)部物化反應(yīng)和外界因素影響下逐漸發(fā)生變化。一般情況下隨著紙張酸堿性由堿性向酸性變化，紙張的耐久性都會(huì)逐漸下降。通常情況下紙張?jiān)趐H值為9左右時(shí)，相同紙張?jiān)谙嗤匣瘲l件下老化以后，其耐折度僅損失18%左右，而抗張強(qiáng)度損失約8%左右；當(dāng)紙張pH值為5左右時(shí)，兩數(shù)據(jù)分別為38%和18%。這是因?yàn)椋琾H值的大小會(huì)較大程度影響紙張中纖維素的降解速率，酸性條件下纖維素的降解速率快而堿性條件下降解速率慢。

1.2.2 溫濕度

許昆等［7］對(duì)溫度影響紙張耐久性的原理和過程進(jìn)行分析，認(rèn)為圖書館內(nèi)部書籍檔案保存溫度的高低會(huì)對(duì)宣紙、銅版紙及書寫紙等產(chǎn)生不同的影響。當(dāng)圖書、檔案保存溫度在25～30 ℃條件下時(shí)，紙張耐久性受溫度影響最小，若溫度超過45℃則圖書紙張便會(huì)出現(xiàn)較為明顯的老化發(fā)黃現(xiàn)象；當(dāng)溫度達(dá)到60℃左右后，紙張的老化速度隨著溫度的提升而越來越快。

何秋菊等［8］對(duì)相對(duì)濕度影響紙張耐久性的原理進(jìn)行分析，認(rèn)為相對(duì)濕度在55%條件下時(shí)紙張的耐久性穩(wěn)定程度最高，若此時(shí)對(duì)紙張進(jìn)行冷凍，紙張的抗張強(qiáng)度會(huì)有明顯的提升。紙張所處環(huán)境的相對(duì)濕度在65%左右時(shí)，材料的耐久度損失速率開始提升，即便再經(jīng)過冷凍紙張的抗張強(qiáng)度和撕裂度也還會(huì)有明顯下降。

1.2.3 光照

胡嘉駒等［9］利用紫外光對(duì)新聞紙、宣紙進(jìn)行照射，對(duì)紫外光波長(zhǎng)、照射時(shí)間等因素影響紙張耐久性的原理進(jìn)行了分析，認(rèn)為當(dāng)紫外光照射波長(zhǎng)和時(shí)長(zhǎng)變化時(shí)，幾種不同紙張的耐久性都會(huì)有明顯下降，但不同紙張受光照影響耐久性變化略有差異。光照對(duì)紙張耐久性的影響主要來源于光照作用下，紙張纖維素中的C-C鍵和C-O鍵會(huì)發(fā)生斷裂，進(jìn)而引發(fā)纖維素發(fā)生降解反應(yīng)，最終導(dǎo)致纖維素的聚合度下降，進(jìn)而不斷破壞紙張的機(jī)械強(qiáng)度。

1.2.4 空氣污染

現(xiàn)代工業(yè)對(duì)大氣環(huán)境的污染極為明顯，在圖書館不針對(duì)性進(jìn)行真空密封處理時(shí)，基本上所有紙質(zhì)文獻(xiàn)都會(huì)受到空氣污染的影響?？諝庵械亩趸投趸虻仁怯绊懠堎|(zhì)圖書耐久性的主要因素。二氧化氮對(duì)圖書紙張耐久性影響受外部環(huán)境相對(duì)濕度的影響較大，在相對(duì)濕度提升時(shí)，二氧化氮對(duì)紙張耐久性的負(fù)面影響也處于上升態(tài)勢(shì)；反之則下降。這是因?yàn)闈穸鹊奶嵘秊槎趸峁┝烁嗟乃?，所形成的酸性環(huán)境會(huì)對(duì)紙張纖維素等的耐久性形成影響。二氧化硫?qū)D書紙張耐久性影響同樣會(huì)受到相對(duì)濕度的影響，且影響規(guī)律與二氧化氮極為類似，都會(huì)隨相對(duì)濕度的提升而逐漸加劇對(duì)耐久性的負(fù)面影響。

1.2.5 微生物

圖書館紙張所處外部環(huán)境中的微生物也會(huì)對(duì)紙張耐久性產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。據(jù)有關(guān)學(xué)者研究顯示，故舊字畫紙張中肉色曲霉、雜色曲霉等微生物的含量明顯高于相同工藝制作的新紙張［10-12］。這是因?yàn)椴糠治⑸锏拇嬖跁?huì)分泌一些纖維素酶，而這些纖維素酶會(huì)導(dǎo)致紙張中α-纖維素的含量下降，最終會(huì)對(duì)紙張的聚合度產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致紙張耐久性和機(jī)械強(qiáng)度下降。

2 圖書館紙張老化緩解措施研究

2.1 宏觀思路

由前文分析可知，導(dǎo)致圖書館紙張老化的因素主要包括酸堿度、溫濕度等。因此，圖書館紙張老化的緩解措施將會(huì)主要圍繞這幾點(diǎn)影響因素進(jìn)行（圖3）。

圖3 圖書館紙張老化緩解措施Fig. 3 Mitigation measures for library paper aging

2.2 具體措施

2.2.1 酸堿性控制

圖書紙張的酸堿性控制措施主要包括紙張的脫酸處理和裝具改良兩部分。紙張的脫酸處理主要針對(duì)某些嚴(yán)重老化的古籍、檔案文獻(xiàn)等，主要的脫酸方法有Book Keeper法、Book saver法和韋托法等［13］。脫酸能夠充分降低紙張內(nèi)部降解和外部酸性污染形成的酸性物質(zhì)含量，使紙張內(nèi)部酸堿性平衡達(dá)到最佳。圖書的裝具主要指的是圖書的包裝和保管環(huán)境等。裝具的改良能夠盡可能為圖書提供無酸性和氧化性物質(zhì)的環(huán)境，從而盡可能降低圖書受到外界物質(zhì)的負(fù)面影響。對(duì)于資金充裕的圖書館，可以考慮采用無酸紙板、無酸紙等制作圖書的包紙等。

2.2.2 溫濕度控制

圖書館的溫濕度控制主要包含溫度和濕度控制兩部分。其中，低溫保存技術(shù)主要應(yīng)用于某些珍貴古籍、檔案等，這些紙質(zhì)文獻(xiàn)目前或多或少已經(jīng)出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，應(yīng)格外注重降低其外部保存環(huán)境溫度，減緩其老化；濕度穩(wěn)定環(huán)境營(yíng)造，則主要指將某些濕度條件要求類似的書籍存放于相同地點(diǎn)，通過營(yíng)造穩(wěn)定的濕度環(huán)境降低濕度過高或過低對(duì)圖書紙張耐久性的影響。

2.2.3 光照條件控制

圖書館對(duì)保存環(huán)境的光照條件進(jìn)行控制相對(duì)來說較為簡(jiǎn)單。首先，圖書館倉儲(chǔ)環(huán)境的建設(shè)需要盡量采用無窗結(jié)構(gòu)，如果圖書館現(xiàn)有建筑為有窗結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用防紫外線玻璃或不含紫外線和紅外線的燈具，盡量減低藏書暴露于光照條件下的時(shí)間。其次，對(duì)于需要進(jìn)行電子掃描開展數(shù)字化建設(shè)的圖書館，要盡量降低珍貴文獻(xiàn)的掃描次數(shù)和掃描時(shí)間，降低珍貴文獻(xiàn)暴露于紫外線的時(shí)間。在進(jìn)行掃描時(shí)盡量選擇LED冷光源降低照度，但處于掃描的實(shí)際需求，照度最低值在400lx時(shí)也會(huì)超過一般古籍的光照要求，因此還是應(yīng)該以盡量降低掃描次數(shù)和掃描時(shí)間為主要舉措［14］。

2.2.4 空氣污染控制

防止空氣污染物對(duì)圖書文獻(xiàn)造成影響最理想的方法，并不是構(gòu)建完全真空的倉儲(chǔ)環(huán)境。首先，倉儲(chǔ)環(huán)境需要保持良好的透風(fēng)，保證紙質(zhì)文獻(xiàn)和裝具自身產(chǎn)生的有機(jī)物能夠順利排出；其次，控制圖書館中的空氣污染可以通過空氣凈化機(jī)實(shí)現(xiàn)，將大氣污染、室內(nèi)裝修污染等因素對(duì)紙張耐久度的影響降至最低；最后，圖書裝具的改良應(yīng)盡量保證密閉狀態(tài)下的裝具可以阻隔氮氧化物的進(jìn)入。

2.2.5 微生物控制

霉菌能夠通過分泌纖維素酶來分解圖書館紙張中的纖維素。這種破壞速度遠(yuǎn)高于其他四種因素［15］。因此，圖書館的微生物控制舉措極為重要。首先，圖書館中的圖書必須定期進(jìn)行滅菌處理，尤其在圖書入庫時(shí)必須進(jìn)行滅菌處理；其次，圖書館要定期檢查圖書狀態(tài)，控制好圖書館的衛(wèi)生情況，減少塵埃、食品殘?jiān)仍趫D書館中的出現(xiàn)可能性，若發(fā)現(xiàn)紙質(zhì)文獻(xiàn)上出現(xiàn)霉斑要將該圖書周邊書籍全部進(jìn)行檢查并采取滅菌措施。

3 結(jié)語

圖書館內(nèi)部保存了海量的紙質(zhì)圖書、檔案資料等，具有珍貴的藝術(shù)、學(xué)術(shù)價(jià)值。圖書館紙質(zhì)文獻(xiàn)的保存工作始終是圖書館建設(shè)與運(yùn)營(yíng)中的重要環(huán)節(jié)。本文總結(jié)了影響圖書館紙質(zhì)文獻(xiàn)紙張耐久性的5種因素，針對(duì)5種因素的影響原理提出了針對(duì)性的解決措施，可為我國(guó)圖書館事業(yè)發(fā)展提供借鑒。