紙質文獻酸化的維護策略

劉家真

（武漢大學信息管理學院 湖北武漢 430072）

紙張的普遍酸化是個不爭的事實，無論是現(xiàn)代機器紙還是古代的傳統(tǒng)手工紙均出現(xiàn)了酸化問題，圖1概括了出現(xiàn)該問題的主要原因。

圖1 紙張酸化的主要原因

紙質文獻的用紙有兩大類：一類是酸性紙，另一類是無酸紙。酸性紙的造紙原料或其造紙工藝使紙張抄制出來就含有酸，這些酸來自于酸性施膠的明礬，來自于機械木漿中木材攜帶的脂肪酸和樹脂酸[1]。隨著時間的推移，酸性紙會不可逆地變得脆弱和脆化，尤其是在光與空氣污染的存展環(huán)境中會迅速惡化。最壞的情況下，它僅有約25年的使用壽命[2]。

無酸紙是指最初的pH值為7.0（中性）或更高（堿性）的紙張，在正常使用和儲存條件下，無酸紙壽命將持續(xù)長達200年[3]。但如果沒有良好的存展環(huán)境和科學的維護方法，無酸紙也難以抗拒外界眾多因素對它的影響，也會酸化。

臺灣學者張上鎮(zhèn)在研究中指出，暴露在光和空氣中的任何紙張都會被酸化，使其pH值低于7.0。宣紙暴露在日光燈、鎢絲燈或日常使用環(huán)境中，宣紙表面會產生酸化作用而使紙張的pH值下降[4]。環(huán)境中的氧化劑，如氧氣、臭氧（有些電子設備也可以產生臭氧）、氮氧化物、硫氧化物和其他氧化劑都會氧化紙張纖維（纖維素、半纖維素和木素），使紙張不斷產生酸性物質[5]。由此，無酸紙也會被酸化，其酸化的速率除與環(huán)境有關外，還與其本身的pH值相關。一般說來，pH值在7～8.5之間的紙，也就是偏弱堿性的紙張最耐久[6]。這是因為它們內在的堿對后來的酸具有一定的抵御能力，但時間長久后也會被酸化，這就是為什么今天古紙的pH值也普遍下降的原因。

1 酸是縮短紙張使用壽命的關鍵因素

有文獻指出：紙張的pH值是影響紙張最終強度損失和黃化的最重要因素。這主要是由于紙張的pH值與紙張耐折度損失之間存在一定的相關性[7]。

纖維素是由許多葡萄糖基（C6H10O5）組成的大分子多糖聚合物，其分子式為（C6H10O5）n，其中n為聚合度，表示纖維素中葡萄糖基的個數(shù)，也稱為聚合度（Degree of Polymerization：DP），一般為300～15 000，即纖維素可以由300～15 000個葡萄糖基組成。紙張纖維素的聚合度越高，紙張的強度越大。

在潮濕的環(huán)境中，紙內若含有酸，酸就可以催化纖維素發(fā)生水解，使纖維素的長鏈斷裂，由此導致紙張纖維素的聚合度從初始的高值降低至300～700[8]，由此紙張強度下降。還有研究指出，紙張中纖維素鏈的聚合度降至約700以下后，紙張的拉伸強度和耐折性顯著下降[9]。若紙內纖維素鏈的聚合度降到了400以下，紙張一折即破[10]；聚合度降低到200以下時，紙張就會完全脆化，甚至粉化[8]。

值得注意的是，紙張纖維素在酸催化下的水解并不是以穩(wěn)定的速度進行的，而是以越來越快的速度推進。當紙張纖維素水解進行到一定階段后，會出現(xiàn)無可救藥的災難性毀壞，即形成一堆碎片[11]。專家認為，這是由于紙中的半纖維素或其他成分在酸催化下水解產生了乙酸和甲酸，乙酸和甲酸會進一步增加紙張的酸度[12]，使紙張進入“自催化（autocatalysis）”的酸化階段，由此紙張酸化降解的速度比撕開一張紙還快[13]。

酸催化紙張纖維素的分解是需要水分子存在的，但在正常的存展環(huán)境中，紙張吸收的水分或紙張自身的含水量就足以支撐紙張酸性水解所需要的水分[14]。另一方面，許多研究報告指出，隨著相對濕度的增加，纖維素水解反應的活化能會降得更低[15]。由此，當保存紙質文獻的環(huán)境濕度增高，紙張酸性水解的速率也會增加[5]。

紙張出現(xiàn)酸化后，若不及早對其維護，其毀壞將以加速度推進，人類記載的信息將隨紙張的自毀而消失。圖2列出了酸性紙文獻和無酸紙酸化后的文獻的不同搶救性維護策略。

圖2 紙張酸化文獻的維護對策

由圖2可見，紙張酸化文獻的保護，首先需要確認的第一個問題就是是否必須保留原件，對于必須保留原件者，脫酸是必須的，特別是酸性紙文獻越早脫酸越好。僅對其信息需要保留者，才考慮采用數(shù)字化、縮微等方式進行信息的載體轉換。

2 脫酸對象的選擇原則

紙張酸化后的文獻并非所有都需要脫酸，脫酸的對象僅限于文獻的原件無法取代者，即該文獻除了其承載的信息內容外，還具有其信息內容以外的價值，如憑證價值、文物價值、工藝價值或鑒賞價值等，這類價值是與紙張、字跡及其制作工藝密不可分的，是僅僅復制其信息內容無法取代的，這類紙質文獻是需要保存原件的。這類文獻主要有：

2.1 檔案

檔案與其他文獻資料的最大區(qū)別在于它具有憑證功能，是公民、政府和企事業(yè)機關需要獲得的基本證據(jù)。盡管最新修訂的《檔案法》規(guī)定：“檔案復制件載有檔案館印章標記或者法定代表人簽名的，具有與檔案原件同等的效力?！钡珯n案復制件主要是向社會提供利用，其原件是不得任意銷毀的。可見，檔案是必須保存原件的。

2.2 具有收藏價值的特殊書籍

雖然圖書館收藏的主要是出版物，但珍稀的圖書和特藏是需要保存其原件的，至少必須保留其某種版本的一個原件。如善本書不僅具有信息價值，其紙張、墨跡和制作工藝均具有歷史文物價值和鑒賞價值，不僅可以用于學術研究還可以見證歷史。又如某些特藏本具有較高的版本價值，經(jīng)歷史名人收藏過或有作者簽名。還有些書籍不僅包含信息，而且還是具有很高文化價值的工藝品，這類書籍的價值也是無法被簡單地復制所取代，是必須保留原件的。

還有些圖書是國家重要的著作和具有重要文化意義的藏品，盡管其復制可以保留其信息內容，但作為國家利益和民族的文化傳承，每個版本是需要保存至少一個原本的。例如，極具價值的專著、研究區(qū)域性問題的高度敏感的專著、具有重要文化意義的藏品、影響力大的文學著作的手稿等[16]。如美國國會圖書館對本館藏品的脫酸對象定為“美國的”，其覆蓋美國本土的綜合性著作：哲學、心理學、宗教；家譜與傳記；通史；美國歷史；美國地方史；地理；人類學；社會科學；政治學；法律；美國聯(lián)邦法；教育學；樂譜；語言與文學；科學；醫(yī)藥學；農業(yè)；工程技術；軍事和航海天文學；書目等[17]。

2.3 紙質藝術作品

紙質藝術作品，如書法、繪畫、版畫等，其美學和工藝價值是很難與其載體分離的，也是必須保留原件的。

2.4 紙質歷史文物

紙質類歷史文物多集文物價值、鑒賞價值及信息價值于一體，也是很難通過其復制品來完整體現(xiàn)其價值的，是必須保留原件的。

此外，還有不少作為藝術品和文物來收藏的錢幣類、郵票類、票券類等紙質藏品也是只有原件才能完全體現(xiàn)出其收藏價值的。

凡是這些必須保留原件的或只有原件才能全面發(fā)揮其各種功效和價值的藏品，若是以酸性紙承載或其紙張已被酸化，是需要盡早脫酸的。越早采取脫酸行動，其原件被保留的價值越高，越有可能延緩其使用壽命。

3 干燥的冷藏環(huán)境

對于必須保留原件，但藏品在脫酸過程中可能面臨較大風險，或是一時沒有選擇到最恰當?shù)拿撍峒夹g，或是尚未做好脫酸的各項準備，有研究建議將其存放在干燥的冷藏環(huán)境中，這種環(huán)境有可能會大大減緩酸性紙的降解過程[8]。該措施可使酸化文獻在無法脫酸前處于穩(wěn)定狀態(tài)，給予我們搶救酸化文獻所需要的時間。

對于酸化的紙質文獻，良好的存儲環(huán)境只能減緩它脆化的速度，而無法逆轉劣化趨勢。另外這種方法是有局限性的，它會影響到文獻的利用。

4 良好的保存環(huán)境

即使紙張已經(jīng)酸化，良好的保存環(huán)境也能夠延緩其使用壽命，不當?shù)沫h(huán)境將加速其毀壞。有研究指出，如果將酸性紙文獻正確地存放在涼爽、黑暗、干燥的環(huán)境中，該文獻有可能保存幾十年[18]，即若存儲環(huán)境恰當且科學地保管，酸性紙的文獻可以不需要立即采取其他保護措施[19]。

酸對紙張的破壞是需要水分的，存儲在潮濕環(huán)境中的酸性紙損壞最快。這是由于酸催化紙張纖維發(fā)生水解反應的活化能會隨紙張含水量的增多而降低[20]，因而隨著保存環(huán)境相對濕度的上升，酸性紙損壞的速率加快。有研究指出，當保存環(huán)境的相對濕度上升到80%以上時，純纖維素吸水量以更陡的斜率爬升，紙張的含水量將超過10%，如圖3[5]所示。

圖3 相對濕度與純纖維素吸水量的關系

因此，調控紙質文獻保存環(huán)境的溫濕度非常重要，特別要求相對濕度長年保持穩(wěn)定。紙質文獻推薦的保存環(huán)境相對濕度在50%-60%的范圍內，一天之內相對濕度波動范圍不得超出±5%。沒有恒溫恒濕空調的不間斷調控，是很難達到以上要求的。

使用內裝具（如書盒等）也是非常重要的措施，密閉的書盒書套不僅可以保護酸性文獻免受光、塵的影響，也有緩解環(huán)境溫度和濕度快速變化的效果，但對于大環(huán)境（如庫房）溫濕度的長期波動，書盒書套內的溫度和濕度也會受到影響[21]，這是必須要關注的問題。

5 將酸化紙承載的信息內容轉換到其他介質上

將酸化紙承載的信息內容轉換到其他介質上，包括數(shù)字化、縮微和復印或重印到堿性或中性紙上等。這種保護措施只能維護文獻的信息內容，而不是保護酸化文獻原件的本身。被置換到新載體上的文獻內容可以作為酸化紙文獻的替代物提供利用，而其原件可以選擇脫酸并保存在良好的環(huán)境中。

這種保護方式適于以下兩種情況：①其文獻的介質并非不可取代，其信息內容具有長期保存價值。該類文獻可以不考慮保留原件，盡早將酸化紙上的信息轉換到其他介質上。②文獻的介質雖然具有不可取代的價值，但紙張已經(jīng)脆化到難以讀取狀態(tài)，或是酸化的紙張可以承受脫酸，但其上的字跡在脫酸過程中可能褪色、變色、洇開或溶化等。這類酸化的文獻除了放入干燥的冷藏環(huán)境中保存，還必須盡早對其信息內容進行復制，以免其信息因紙張的碎片化而無法搶救。

無論是縮微、數(shù)字化還是簡單的復印都會對原件造成一定的損壞，在信息復制過程中除必須確保原始信息內容的完整保留，還要盡可能避免或減少對原件的損壞，特別注意不得按壓酸化紙書刊、文件的裝訂處，這是酸化紙?zhí)貏e容易斷裂、破碎的位置。

為了避免酸性紙張造成的損壞以及降低重要書刊文件的保護費用，首選的是采用中性紙或堿性紙寫印重要文獻，這個問題已經(jīng)在發(fā)達國家成為行動。例如，日本1986年開始對本國出版的書刊進行中性紙使用率調查，發(fā)現(xiàn)最初中性紙的使用率低于50%，但到第19次調查（2007年）發(fā)現(xiàn)，中性紙出版物已經(jīng)達到了95%，大多數(shù)新出版的書刊都是用中性紙制成的[22]。

6 脫酸

脫酸是指用堿性物質中和紙中酸的過程。它通過向酸化紙張施加堿性化學品以降低其酸性，使紙張的pH值高于中性（>7.0）以具備抵御今后可能產生的酸性物質，減緩紙張的降解，延長紙張的壽命。經(jīng)脫酸處理后的紙，由于紙張纖維素酸性水解的通道被阻斷，紙張的使用壽命得以延長，由此保護了文獻的原件。脫酸不能改善紙張已經(jīng)存在的損壞（如耐折度等），但在適當?shù)拇鎯Νh(huán)境下，它可克服或至少減緩其在儲存期間的酸性水解，達到延緩其使用壽命的目的。

6.1 脫酸的作用

脫酸技術是當前保存某些酸化紙文獻原件的一種選擇，這是由于它確實可以去除破壞紙張纖維素分子鏈的最大危害因素——酸。有研究表明, 脫酸還可以阻止纖維素的氧化降解，纖維素的氧化降解同樣使纖維素長鏈被打斷導致聚合度下降[23]。通過脫酸處理，還可以在紙內殘留一定量的堿性物質，可顯著地穩(wěn)定紙張的主要化學成分纖維素，防止紙張變得脆弱和易碎。這種穩(wěn)定性減緩了纖維素分子中的長鏈被切割的酸水解反應,從而能夠保持其鏈長，使紙張的強度比有酸的狀況下維持更長的時間。有文獻指出，經(jīng)脫酸后的酸化紙文獻，在良好的保存環(huán)境中可延長其壽命約三倍[24]。脫酸后的文獻必須放置在良好的保存環(huán)境中，否則無法達到延遲紙張弱堿化的目的。

脫酸也并非萬靈藥，那些紙面上固有的問題，如墨漬、污損、變色、退色等，均不可能在脫酸過程中解決。也不要企圖通過脫酸，使已經(jīng)脆弱的紙變得柔韌，已經(jīng)受損的纖維僅通過脫酸是無法被修復的，特別是木質素含量多的紙張，脫酸并不可能移除木質素或使紙纖維變長。

6.2 脫酸前必須考慮的問題

酸化文獻脫酸前必須考慮兩大問題（如圖4所示），一是該文獻是否值得脫酸處理，二是該文獻脫酸是否安全。第一個考慮是基于藏品的功能與價值的考慮，只有其原件具有不可取代的價值，才考慮進行脫酸處理。第二個問題是規(guī)避脫酸的風險，保障文獻在脫酸過程中的安全。

脫酸可能帶來的副作用使某些酸化文獻是不宜脫酸的。因此，無論采用什么脫酸技術，首先必須對該技術的副作用有充分了解，再從擬定的脫酸對象中剔除這類文獻，以免其在脫酸過程中受到損壞。

可以通過脫酸技術達到去除紙內酸性物質的脫酸對象，是否可能安全脫酸，可能要涉及到以下問題：①是否可能達到脫酸目的

圖4 紙質藏品脫酸的篩選原則及流程

現(xiàn)有的脫酸技術并非可以滿足所有紙張的脫酸要求，例如涂布紙。

涂布紙（coated paper）也有稱為涂層紙、填料紙，這類紙是在原紙上涂上一層涂料，經(jīng)過干燥后再用壓光機使得它的表面平滑化，使紙張具有良好的光學性質及印刷性能等。我國的銅版紙、涂布紙、輕量涂布紙、烙光涂布紙等都屬于這類紙，它們遇濕后相互粘結，是不可能用水性脫酸或堿性有機溶液脫酸。當前適用面較廣的非水分散體系脫酸（如Bookkeeper脫酸）對其脫酸的效果也不理想，因為這類紙張纖維被填充了大量涂料（如圖5所示），由于涂層的阻擋作用，無法將堿性物質送達其紙張內部以達到脫酸目的。

圖5 涂層紙的顯微照片（普通光）[25]

由上可見，即使這類紙需要脫酸，當前的脫酸技術是無法達到脫酸目的的。日本國家檔案館認為，若一份文獻中80%以上的紙為涂布紙，就應將該文獻排除在脫酸對象之外[25]。

②紙張是否會受損

經(jīng)過脫酸處理，某些紙張形體有可能受損、變形、變色或質地發(fā)生變化，如在堿性較高的脫酸劑作用下，純木漿紙有可能變色、變脆或更易被撕裂[19]。對這類文獻是否能夠進行脫酸處理，就得依據(jù)酸化文獻的現(xiàn)狀以及對可能出現(xiàn)的變色是否可以接受進行評價，并選擇恰當?shù)拿撍峒夹g。

脫酸的主要對象是尚有一定強度的酸化紙，對紙質非常脆弱的酸化紙，如紙張已經(jīng)發(fā)脆、形體脆弱或破損，有可能是承受不了脫酸處理的，無論是噴灑或是浸漬。若必須保留原件就得選用恰當?shù)拿撍峒夹g，使其脫酸處理過程較為溫和、可控。這類破損的酸化文獻脫酸前是否需要修復，不同的脫酸技術要求不同。若采用堿水溶液進行脫酸處理，修復后的紙葉在堿水浸漬下是可能解體的。若采用Bookkeeper類的非水脫酸，建議先修復加固再進行脫酸處理，因為這類脫酸處理不會使修補處從紙葉上分離。日本同行指出，對于尚可采用Bookkeeper脫酸處理但形體已損的脫酸對象，如被磨損、有裂縫、被撕裂或紙頁脫落以及蟲咬鼠傷的紙質文獻，首先要進行修復。即使紙張變形也需要使其平整后才能脫酸，如有皺折、波紋等的變形紙張[26]。對于紙質文獻的整體脫酸，凡是有金屬裝訂的建議改為麻類繩線裝訂，因為金屬會被堿性腐蝕。

因此，對于必須保留原件的酸化紙文獻，最佳的選擇是在紙質尚柔韌的狀況下盡早脫酸，再置于最佳保存環(huán)境中保存。

③字跡是否受損

經(jīng)過脫酸處理，某些類型字跡有可能變色、褪色或洇開，甚至有可能出現(xiàn)完全消退，這種風險是與脫酸技術相關的。水性脫酸、堿性有機溶液脫酸以及非水分散體系脫酸都有這類風險，只是不同的脫酸技術的風險對象不同而已。在選擇采用哪種脫酸技術前必須了解這類問題，然后依據(jù)酸化文獻特點選擇脫酸技術，或在已經(jīng)選擇了脫酸技術后，從被處理對象中剔除這類字跡可能受損的藏品。

在已有的脫酸評價中發(fā)現(xiàn)，字跡脫酸前的完好狀況也會影響到脫酸安全性。日本國家檔案館采用Bookkeeper脫酸技術處理本館館藏并撰寫了評價報告，表1是從該報告中摘錄出來的[25]。由表1可見，原本可以安全脫酸的某些字跡材料，當其在保管過程中出現(xiàn)消退后，采用該脫酸技術就值得考慮了。表1僅是個實證，其他技術脫酸也需要引以為鑒。

表1 Bookkeeper脫酸對字跡的選擇

④粘合劑是否可能受損

粘合劑若在脫酸過程中可能受損，成冊的文獻的整體脫酸就會出現(xiàn)安全問題。該問題還會帶來其他問題，如已有的修補處或文獻內部原有的被粘合的字條是否會在脫酸過程中脫落等。這類問題直接影響到文獻對脫酸技術的選擇以及脫酸的成本問題。

⑤其他問題

具有鑒賞價值的藏品是否可以脫酸及采用何種方式脫酸，面臨的決策問題更加復雜。盡管在脫酸技術中不會對紙張和字跡帶來明顯的影響，但有可能會帶來細微的變化，這些細微的變化可能會影響到該藏品的美學價值，或是對先前修復的痕跡發(fā)生了微妙影響，這些都會影響到該藏品的鑒賞價值。對于這類對象是否可能脫酸的決策，需要評價脫酸技術是否可能把這類微弱的變化控制在被接受的范圍內。

此外，對于書籍一類的藏品，其脫酸安全性的選擇要比檔案更難，這是由于書籍的載體材料種類太多且多混雜地捆綁為一體，在脫酸對象的安全性考慮上，除了紙張和字跡的安全性外，還有裝幀材料等。

由于脫酸中存在諸多風險，對于極為重要的文獻，為最大程度地避免信息丟失風險，在脫酸前最好制作高質量的復印件，以確保原始信息萬無一失。