木質(zhì)裝具對紙質(zhì)文獻(xiàn)的影響分析

龍 堃

（國家圖書館古籍保護(hù)科技文化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100034）

木質(zhì)裝具作為文獻(xiàn)裝具中的一大類，外觀大都古樸典雅，美觀莊重，其最大的優(yōu)點(diǎn)是具有吸收和釋放濕氣的功能，可較好地起到調(diào)節(jié)空氣濕度的作用，當(dāng)微環(huán)境外部的書庫濕度波動時(shí)，可以緩解這種變化對保存在裝具內(nèi)部的文獻(xiàn)的不利影響[1-2]。并且由于木材的隔熱性較好，傳熱性較低，也能在一定程度上減緩溫度的劇烈變化帶來的不利因素。同時(shí)，有些木材中散發(fā)的特殊氣體也具有一定的驅(qū)蟲作用，例如檀木散發(fā)的檀香[3]，樟木含有的樟腦，這類物質(zhì)在一定程度上都有驅(qū)蟲的能力，但是效果比較有限，且只對某些種類的昆蟲有效。

圖書館、檔案館和博物館中的木質(zhì)裝具一般包括木函（木盒）、書柜、展柜、書架等，目前尚無國家標(biāo)準(zhǔn)對這類裝具進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)范。這類裝具一般都會直接或間接與文獻(xiàn)接觸，在體現(xiàn)美觀大方的同時(shí)，也存在一定的隱患，例如可燃、揮發(fā)物組成復(fù)雜、某些情況下會產(chǎn)生形變、溫濕度控制不好時(shí)會生蟲長霉等。因此，在使用此類裝具時(shí)需要格外注意環(huán)境影響，切不可將保護(hù)文獻(xiàn)的初衷轉(zhuǎn)變成損害文獻(xiàn)的結(jié)果。

本文以木質(zhì)裝具作為研究對象，綜述前人的研究成果，初步探討這類裝具在紙質(zhì)文獻(xiàn)保護(hù)中可能出現(xiàn)的問題，并加以分析，適當(dāng)提出解決方法，以期為相關(guān)的文獻(xiàn)保護(hù)工作和相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的制定提出一定的思路。

1 文獻(xiàn)裝具用木材的種類及特點(diǎn)

木質(zhì)裝具一般有木函（木盒）、書柜、書架、展柜等，使用的木材種類一般有楠木、紅木、樟木、楸木、橡木、胡桃木、樺木和杉木等[1-2]。從文獻(xiàn)中可知，部分木材的種類和特點(diǎn)見表1。

表1 木質(zhì)裝具的常用木材種類及特點(diǎn)

2 木質(zhì)裝具存在的問題和隱患

2.1 木材可燃性帶來的隱患

木材本身是一種可燃、具有火災(zāi)隱患的材料。這是由于木材是由約90%的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及10%的抽提物和灰分等組成，其絕大部分物質(zhì)都可燃。當(dāng)木材著火時(shí)，首先析出水分；溫度達(dá)到110℃，蒸發(fā)少量樹脂；130℃時(shí)纖維素開始分解；220～250℃時(shí)木材開始變色并炭化；300℃以上則發(fā)生劇烈分解、燃燒；400～600℃時(shí)完全分解，最終的溫度可達(dá)1 150～1 200℃[11]。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，木材本身就會成為高溫燃燒的個(gè)體，其內(nèi)部的藏品，尤其是古籍等易燃的紙質(zhì)藏品無法得到有效的保護(hù)，若無有效的滅火裝置干預(yù)，則藏品可能會付之一炬、難于搶救。

這就需要藏書機(jī)構(gòu)具有先進(jìn)消防理念和配備良好消防系統(tǒng)，防微杜漸，防患于未然。同時(shí)也要對木材本身進(jìn)行必要的處理，如研制高效、環(huán)保、對文獻(xiàn)無損的阻燃劑，研發(fā)高性能阻燃木材等[12]。徐洪錦[13]對不同木材的燃燒性能進(jìn)行了一定的研究，對阻燃效能進(jìn)行了考察，并對一些樣本的燃燒參數(shù)進(jìn)行了分析，結(jié)果見表2。

表2 阻燃處理前后的木材燃燒參數(shù)

可見，經(jīng)過阻燃處理后的木材熱釋放速率和峰值都有所降低，其防火和安全性能都得到了明顯的提升。因此，在不引入對文獻(xiàn)有害物質(zhì)的前提下，可以讓經(jīng)過阻燃處理的木質(zhì)裝具進(jìn)入文獻(xiàn)庫房。

2.2 木材酸堿度的影響

酸性條件下，紙質(zhì)文獻(xiàn)中的纖維素降解速率較快，中堿性條件下則降解速率較慢。其機(jī)理是纖維素大分子的降解導(dǎo)致纖維鏈變短，纖維之間的結(jié)合力變差，水解后的聚合度下降，紙張機(jī)械強(qiáng)度變低，最終導(dǎo)致文獻(xiàn)的破損[14]。有研究表明：酸水解纖維素變?yōu)榉勰r(shí)則會完全喪失機(jī)械強(qiáng)度[15]。

因此，環(huán)境中的酸含量對紙質(zhì)文獻(xiàn)的壽命具有顯著影響，如果導(dǎo)致紙張的酸性明顯增加，則不利于藏品的保存。然而，有研究表明，絕大部分的木材都呈現(xiàn)酸性，只有極少數(shù)木材顯現(xiàn)弱堿性。李新時(shí)等[16]對45種中國木料進(jìn)行研究，其中一種測定方法的結(jié)果表明，除青楊pH值是7.5呈弱堿性外，其余44種木料均呈酸性，pH值在4.0～6.2之間。陳尊典[17]和莫樹門[18]分別對我國廣東的39種木材和云南的6種木材進(jìn)行考察，結(jié)果表明：其選擇測定的木材均呈酸性。除此之外，也有外國科學(xué)家對150種外國木材研究，其中120種pH值在4.0～6.0之間，占總數(shù)的80%[19]。表3所列是一些制作裝具用的木材的pH值。其中包括一些裝具用木材，如泡桐[17]、紫檀[20]、杉木[16]、香樟[16]、楨楠[16]、紫椴[16]和紅樺[18]的pH值分別為5.90、4.82、4.60、5.80、4.30、5.10和4.79。

可見，木材本身的弱酸性導(dǎo)致其作為裝具時(shí)具有天然的弊端，使用時(shí)需要格外注意，并尋求好的去酸解決方案。

一方面，有研究人員表明，木材可以通過處理以改善酸性成分的溢出，如將紅檜、柳杉、橡木浸入乙醚溶液中14天，使木材中的酸性物質(zhì)被萃取出來，能夠阻隔木材中的有害物質(zhì)對紙張的損壞；將木材用聚乙烯或鋁箔包裹，也可以阻礙木材中酸性物質(zhì)對紙張的危害。但需注意，若使用聚氨基甲酸酯涂料或消化纖維素拉卡等酸性涂料對木材進(jìn)行涂裝處理，因涂膜會慢慢揮發(fā)出有機(jī)溶劑，反而會加速紙張劣化[2,21]，因此這種處理是不可取的。

另一方面，在使用木質(zhì)裝具時(shí)，應(yīng)盡量避免文獻(xiàn)與其直接接觸，可以采用將紙質(zhì)文獻(xiàn)用無酸紙或紡織品進(jìn)行包裹、墊襯的方式，使文獻(xiàn)和木材之間有一定的緩沖，以減緩木材中酸性物質(zhì)的遷移，延長文獻(xiàn)的保存壽命。

2.3 木材揮發(fā)性有機(jī)物的污染

由于木材的成分復(fù)雜，導(dǎo)致各種木材的揮發(fā)產(chǎn)物大不相同，其中可能含有對文獻(xiàn)有害的成分，尤其是乙酸和糠醛等酸性和氧化性物質(zhì)。這些有害物質(zhì)對紙張的顏色和強(qiáng)度等光學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)造成影響和改變，從而導(dǎo)致紙質(zhì)文獻(xiàn)酸性升高、老化加速，污染文獻(xiàn)的保存微環(huán)境[22]。同時(shí)，這類物質(zhì)也會造成書庫大環(huán)境的污染，在混合存儲的條件下，質(zhì)量較差的木質(zhì)裝具及其中受損紙頁的揮發(fā)物會遷移到質(zhì)量較好的裝具和文獻(xiàn)中，從而對其中的紙張產(chǎn)生負(fù)面影響。表3是研究人員得到的幾種木材揮發(fā)性成分的分類統(tǒng)計(jì)，可以說明木材中的揮發(fā)物之復(fù)雜。

表3 木片中的揮發(fā)性成分分類統(tǒng)計(jì)表[23]

周新光等[24]采用固相微萃取技術(shù)（SPME）分離和富集木材中的有機(jī)化合物，在優(yōu)化的條件下，樣品經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定，得到了9種木材中揮發(fā)性有機(jī)酸的揮發(fā)量和分布規(guī)律。其中揮發(fā)量較大的是白木、西南樺和紅橡木，而各種有機(jī)酸組分中，乙酸揮發(fā)量最大，30 min萃取的半定量結(jié)果在1.002～4.609 μg/g；也對木材表面的酸度進(jìn)行測定，得到了木材表面酸度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于揮發(fā)性有機(jī)酸反映出的酸度的結(jié)論。這也進(jìn)一步說明應(yīng)盡量避免藏品與木材直接接觸。李晶等[25]對松木裝具的揮發(fā)物進(jìn)行了考察，并用松木對4種文獻(xiàn)檔案進(jìn)行處理，得到松木揮發(fā)物對檔案紙張性能和耐久性影響程度的報(bào)告。在松木揮發(fā)物的影響下，紙質(zhì)文獻(xiàn)的宏觀形貌、微觀形貌均有所改變，如白度降低、出現(xiàn)黃斑、油狀物沉積、纖維出現(xiàn)裂痕等；紙張的性能、聚合度、結(jié)晶度等也都有不同程度的下降，酸度明顯降低，平均耐折度甚至降低了70%以上。賈智慧等[26]對樟木揮發(fā)物對檔案文獻(xiàn)的影響進(jìn)行了考察。經(jīng)樟木揮發(fā)物進(jìn)行一定時(shí)間的處理后，紙張樣品的抗張強(qiáng)度、耐折度、撕裂度、pH值、白度和纖維聚合度均有所下降，老化后的紙張纖維產(chǎn)生了斷裂和黏結(jié)現(xiàn)象。用氣相色譜進(jìn)行定性分析，得到的44種揮發(fā)物中主要包括烯烴、烷烴、醇類等，還包括有乙酸、丙酸、氯化氫、丁酸、己酸等有機(jī)酸活性污染物。這類活性污染物會吸附在紙張纖維上，進(jìn)一步危害藏品，導(dǎo)致紙張耐久性降低。

木材向環(huán)境中釋放氣體的過程是一種持續(xù)行為，隨著時(shí)間的遷移，釋放的速率一般會有所降低，但揮發(fā)性會一直存在，在密閉環(huán)境里，這種揮發(fā)性會導(dǎo)致有害物質(zhì)濃度升高，并最終影響藏品的保存壽命。因此，對木質(zhì)裝具中的有機(jī)化合物進(jìn)行分析，尤其是對其中的有害物質(zhì)進(jìn)行鑒別，并加以處理，如加入某些有害物質(zhì)的吸附劑、定期進(jìn)行通風(fēng)等，可以避免或降低木質(zhì)裝具對古籍形成的“保護(hù)性傷害”（所謂“保護(hù)性傷害”，是指為了延長文獻(xiàn)的保存壽命而對文獻(xiàn)進(jìn)行干預(yù)，然而由于保護(hù)方法的使用不當(dāng)，反而損害了文獻(xiàn)）。

2.4 木材滋生的蟲霉問題

2.4.1 木材的霉變

木材的霉變是由有色孢子在木材表面的繁殖生長所造成。這是由于木材中含有霉菌生存所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，如單糖、半纖維素、淀粉和水分等，同時(shí)，大部分木材的弱酸性也滿足很多菌類的需要，在一定的溫濕度和氧氣條件下，霉菌就會發(fā)生快速增殖。造成木材霉變最嚴(yán)重的真菌是半知菌亞門，其中的根霉菌、曲霉菌可以引起黑霉；枝抱菌、粘束抱菌、青霉菌、曲霉菌會引起綠霉；鑲刀菌、青霉菌還會引起紅霉等[27]。

文獻(xiàn)庫房中木質(zhì)裝具一旦霉變，不僅影響裝具本身的外觀，也會對其中的藏品產(chǎn)生巨大危害。紙質(zhì)文獻(xiàn)的載體是紙張，與木材一樣，紙張中也含有霉菌滋生所需要的各種組分，在適當(dāng)?shù)臏貪穸葪l件下，霉菌孢子會附著在紙張表面或內(nèi)部進(jìn)行滋生。霉菌在代謝過程中產(chǎn)生的熱量、有機(jī)酸和纖維素酶等會破壞紙張纖維，使紙張的機(jī)械強(qiáng)度下降，加速紙張的老化，同時(shí)，霉菌分泌的色素還會污染檔案材料，最終導(dǎo)致紙張耐久性降低、發(fā)黃變脆、易裂為碎片，造成無法挽救的損失[28-29]。常見的一些霉菌菌落特征見表4。

表4 常見霉菌的菌落特征[28]

由此可見，木質(zhì)裝具產(chǎn)生的霉菌危害極大，同時(shí)霉菌的去除較為困難，不易去除干凈。在文獻(xiàn)保護(hù)工作中，防范霉菌的侵蝕，清除霉菌、隔離霉菌源尤為重要[30]，這就需要做到：①控制污染源，減少霉菌的數(shù)量；②控制溫濕度，抑制霉菌繁殖，霉菌在溫度14～20℃和相對濕度20%～65%下不易生長[29]；③控制酸堿度，限制霉菌生長，霉菌生長的最適pH值為4.0～5.8[29]，可以對木質(zhì)裝具表面或者整體進(jìn)行去酸處理。

2.4.2 木材的生蟲現(xiàn)象

木材在一定條件下會發(fā)生蟲蛀現(xiàn)象，如果沒有進(jìn)行預(yù)殺蟲處理而直接用于制作裝具，則有可能產(chǎn)生書庫蟲害。研究表明，含水量大且溫度在22～32℃的濕熱環(huán)境適宜昆蟲的生長繁殖和傳播，未干透的木材更易受到菌蟲的危害。表5是一些常見的木材害蟲[31]。

紙質(zhì)文獻(xiàn)的主要組成部分是植物纖維，且書籍在裝訂時(shí)會用到淀粉等有機(jī)物，這些物質(zhì)都是昆蟲的主要食料，因此，由木質(zhì)裝具傳播到書庫中的木材害蟲也會對紙質(zhì)文獻(xiàn)產(chǎn)生危害。表6是部分檔案圖書害蟲[32]。

可見，木材害蟲和檔案圖書害蟲在科屬上有很大的重疊，例如表5和表6中的家茸天牛、鱗毛粉蠹、褐粉蠹、竹蠹、白蟻等。其實(shí)，大部分木材害蟲也會損害書籍，其排泄物和分泌物會對藏品產(chǎn)生污染，對藏品的啃食會形成蟲孔、蟲道等，危害極大。如果溫濕度適宜，則蟲霉共生的現(xiàn)象會更加突出，從而加重文獻(xiàn)的劣化，造成不可挽回的損失。

表5 我國木材害蟲的部分種類

表6 我國檔案圖書害蟲的部分種類

因此，蟲霉預(yù)防是文獻(xiàn)保護(hù)工作中的一個(gè)重點(diǎn)，而木質(zhì)裝具進(jìn)入文獻(xiàn)庫房前應(yīng)進(jìn)行除蟲處理，具體方法有低溫冷凍殺蟲、輻射殺蟲、低氧殺蟲、熏蒸殺蟲等。有時(shí)還需要在木質(zhì)裝具內(nèi)外放置一定的驅(qū)蟲藥，如天然樟腦等，最大限度地降低木質(zhì)裝具引起蟲害污染的可能。

3 結(jié)束語

木質(zhì)裝具作為從古至今傳承下來的一種裝具形式，在文化遺產(chǎn)和文獻(xiàn)保護(hù)的歷史中起到了不可磨滅的作用，但是需要注意，木質(zhì)裝具也具有一定的潛在危害和局限性，使用這類裝具的時(shí)候應(yīng)做到：

(1)在裝具用木材的選擇上，應(yīng)選擇堅(jiān)實(shí)耐用、不易開裂、耐腐蝕抗蟲蛀、有害揮發(fā)物較少的樹種，避免使用有害揮發(fā)物較多、易開裂、易分泌油狀物的樹種。

(2)對使用木質(zhì)裝具的條件需要進(jìn)行規(guī)范，尤其是溫濕度應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，以避免蟲霉滋生，降低溫濕度變化帶來的裝具形變等。這方面的例子可以參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30227—2013中的規(guī)定[33]。

(3)應(yīng)對裝具及其原料進(jìn)行處理。在制作裝具前，應(yīng)對木材進(jìn)行除蟲處理，將木材的水分控制在一定范圍，加工過程中應(yīng)避免引入蟲霉，同時(shí)對于揮發(fā)物較多的木材可以進(jìn)行去酸和適當(dāng)?shù)陌蔡幚?；在制作成裝具后，應(yīng)在開放環(huán)境中放置一段時(shí)間，使木材揮發(fā)初期的高濃度揮發(fā)物散去。在入庫前應(yīng)進(jìn)行蟲霉檢查、揮發(fā)性有機(jī)物測定等，條件允許的情況下應(yīng)進(jìn)行必要的預(yù)防性除蟲霉處理。

(4)應(yīng)盡量避免藏品直接與木質(zhì)裝具接觸，可采用將文獻(xiàn)用無酸紙或紡織品進(jìn)行包裹、墊襯，使文獻(xiàn)和木材之間有一定的隔離，以減緩木材中酸性物質(zhì)的遷移，延長文獻(xiàn)的保存壽命。

同時(shí)，也希望有關(guān)部門能夠早日制定木質(zhì)裝具制作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為圖書館、檔案館和博物館等文獻(xiàn)收藏單位提供技術(shù)支持和規(guī)范。