木质装具对纸质文献的影响分析

龙 堃

（国家图书馆古籍保护科技文化部重点实验室，北京 100034）

木质装具作为文献装具中的一大类，外观大都古朴典雅，美观庄重，其最大的优点是具有吸收和释放湿气的功能，可较好地起到调节空气湿度的作用，当微环境外部的书库湿度波动时，可以缓解这种变化对保存在装具内部的文献的不利影响[1-2]。并且由于木材的隔热性较好，传热性较低，也能在一定程度上减缓温度的剧烈变化带来的不利因素。同时，有些木材中散发的特殊气体也具有一定的驱虫作用，例如檀木散发的檀香[3]，樟木含有的樟脑，这类物质在一定程度上都有驱虫的能力，但是效果比较有限，且只对某些种类的昆虫有效。

图书馆、档案馆和博物馆中的木质装具一般包括木函（木盒）、书柜、展柜、书架等，目前尚无国家标准对这类装具进行系统的规范。这类装具一般都会直接或间接与文献接触，在体现美观大方的同时，也存在一定的隐患，例如可燃、挥发物组成复杂、某些情况下会产生形变、温湿度控制不好时会生虫长霉等。因此，在使用此类装具时需要格外注意环境影响，切不可将保护文献的初衷转变成损害文献的结果。

本文以木质装具作为研究对象，综述前人的研究成果，初步探讨这类装具在纸质文献保护中可能出现的问题，并加以分析，适当提出解决方法，以期为相关的文献保护工作和相关国家标准的制定提出一定的思路。

1 文献装具用木材的种类及特点

木质装具一般有木函（木盒）、书柜、书架、展柜等，使用的木材种类一般有楠木、红木、樟木、楸木、橡木、胡桃木、桦木和杉木等[1-2]。从文献中可知，部分木材的种类和特点见表1。

表1 木质装具的常用木材种类及特点

2 木质装具存在的问题和隐患

2.1 木材可燃性带来的隐患

木材本身是一种可燃、具有火灾隐患的材料。这是由于木材是由约90%的纤维素、半纤维素、木质素及10%的抽提物和灰分等组成，其绝大部分物质都可燃。当木材着火时，首先析出水分；温度达到110℃，蒸发少量树脂；130℃时纤维素开始分解；220～250℃时木材开始变色并炭化；300℃以上则发生剧烈分解、燃烧；400～600℃时完全分解，最终的温度可达1 150～1 200℃[11]。在火灾发生时，木材本身就会成为高温燃烧的个体，其内部的藏品，尤其是古籍等易燃的纸质藏品无法得到有效的保护，若无有效的灭火装置干预，则藏品可能会付之一炬、难于抢救。

这就需要藏书机构具有先进消防理念和配备良好消防系统，防微杜渐，防患于未然。同时也要对木材本身进行必要的处理，如研制高效、环保、对文献无损的阻燃剂，研发高性能阻燃木材等[12]。徐洪锦[13]对不同木材的燃烧性能进行了一定的研究，对阻燃效能进行了考察，并对一些样本的燃烧参数进行了分析，结果见表2。

表2 阻燃处理前后的木材燃烧参数

可见，经过阻燃处理后的木材热释放速率和峰值都有所降低，其防火和安全性能都得到了明显的提升。因此，在不引入对文献有害物质的前提下，可以让经过阻燃处理的木质装具进入文献库房。

2.2 木材酸碱度的影响

酸性条件下，纸质文献中的纤维素降解速率较快，中碱性条件下则降解速率较慢。其机理是纤维素大分子的降解导致纤维链变短，纤维之间的结合力变差，水解后的聚合度下降，纸张机械强度变低，最终导致文献的破损[14]。有研究表明：酸水解纤维素变为粉末时则会完全丧失机械强度[15]。

因此，环境中的酸含量对纸质文献的寿命具有显著影响，如果导致纸张的酸性明显增加，则不利于藏品的保存。然而，有研究表明，绝大部分的木材都呈现酸性，只有极少数木材显现弱碱性。李新时等[16]对45种中国木料进行研究，其中一种测定方法的结果表明，除青杨pH值是7.5呈弱碱性外，其余44种木料均呈酸性，pH值在4.0～6.2之间。陈尊典[17]和莫树门[18]分别对我国广东的39种木材和云南的6种木材进行考察，结果表明：其选择测定的木材均呈酸性。除此之外，也有外国科学家对150种外国木材研究，其中120种pH值在4.0～6.0之间，占总数的80%[19]。表3所列是一些制作装具用的木材的pH值。其中包括一些装具用木材，如泡桐[17]、紫檀[20]、杉木[16]、香樟[16]、桢楠[16]、紫椴[16]和红桦[18]的pH值分别为5.90、4.82、4.60、5.80、4.30、5.10和4.79。

可见，木材本身的弱酸性导致其作为装具时具有天然的弊端，使用时需要格外注意，并寻求好的去酸解决方案。

一方面，有研究人员表明，木材可以通过处理以改善酸性成分的溢出，如将红桧、柳杉、橡木浸入乙醚溶液中14天，使木材中的酸性物质被萃取出来，能够阻隔木材中的有害物质对纸张的损坏；将木材用聚乙烯或铝箔包裹，也可以阻碍木材中酸性物质对纸张的危害。但需注意，若使用聚氨基甲酸酯涂料或消化纤维素拉卡等酸性涂料对木材进行涂装处理，因涂膜会慢慢挥发出有机溶剂，反而会加速纸张劣化[2,21]，因此这种处理是不可取的。

另一方面，在使用木质装具时，应尽量避免文献与其直接接触，可以采用将纸质文献用无酸纸或纺织品进行包裹、垫衬的方式，使文献和木材之间有一定的缓冲，以减缓木材中酸性物质的迁移，延长文献的保存寿命。

2.3 木材挥发性有机物的污染

由于木材的成分复杂，导致各种木材的挥发产物大不相同，其中可能含有对文献有害的成分，尤其是乙酸和糠醛等酸性和氧化性物质。这些有害物质对纸张的颜色和强度等光学性质和物理性质造成影响和改变，从而导致纸质文献酸性升高、老化加速，污染文献的保存微环境[22]。同时，这类物质也会造成书库大环境的污染，在混合存储的条件下，质量较差的木质装具及其中受损纸页的挥发物会迁移到质量较好的装具和文献中，从而对其中的纸张产生负面影响。表3是研究人员得到的几种木材挥发性成分的分类统计，可以说明木材中的挥发物之复杂。

表3 木片中的挥发性成分分类统计表[23]

周新光等[24]采用固相微萃取技术（SPME）分离和富集木材中的有机化合物，在优化的条件下，样品经气相色谱-质谱联用仪测定，得到了9种木材中挥发性有机酸的挥发量和分布规律。其中挥发量较大的是白木、西南桦和红橡木，而各种有机酸组分中，乙酸挥发量最大，30 min萃取的半定量结果在1.002～4.609 µg/g；也对木材表面的酸度进行测定，得到了木材表面酸度远远大于挥发性有机酸反映出的酸度的结论。这也进一步说明应尽量避免藏品与木材直接接触。李晶等[25]对松木装具的挥发物进行了考察，并用松木对4种文献档案进行处理，得到松木挥发物对档案纸张性能和耐久性影响程度的报告。在松木挥发物的影响下，纸质文献的宏观形貌、微观形貌均有所改变，如白度降低、出现黄斑、油状物沉积、纤维出现裂痕等；纸张的性能、聚合度、结晶度等也都有不同程度的下降，酸度明显降低，平均耐折度甚至降低了70%以上。贾智慧等[26]对樟木挥发物对档案文献的影响进行了考察。经樟木挥发物进行一定时间的处理后，纸张样品的抗张强度、耐折度、撕裂度、pH值、白度和纤维聚合度均有所下降，老化后的纸张纤维产生了断裂和黏结现象。用气相色谱进行定性分析，得到的44种挥发物中主要包括烯烃、烷烃、醇类等，还包括有乙酸、丙酸、氯化氢、丁酸、己酸等有机酸活性污染物。这类活性污染物会吸附在纸张纤维上，进一步危害藏品，导致纸张耐久性降低。

木材向环境中释放气体的过程是一种持续行为，随着时间的迁移，释放的速率一般会有所降低，但挥发性会一直存在，在密闭环境里，这种挥发性会导致有害物质浓度升高，并最终影响藏品的保存寿命。因此，对木质装具中的有机化合物进行分析，尤其是对其中的有害物质进行鉴别，并加以处理，如加入某些有害物质的吸附剂、定期进行通风等，可以避免或降低木质装具对古籍形成的“保护性伤害”（所谓“保护性伤害”，是指为了延长文献的保存寿命而对文献进行干预，然而由于保护方法的使用不当，反而损害了文献）。

2.4 木材滋生的虫霉问题

2.4.1 木材的霉变

木材的霉变是由有色孢子在木材表面的繁殖生长所造成。这是由于木材中含有霉菌生存所必需的营养物质，如单糖、半纤维素、淀粉和水分等，同时，大部分木材的弱酸性也满足很多菌类的需要，在一定的温湿度和氧气条件下，霉菌就会发生快速增殖。造成木材霉变最严重的真菌是半知菌亚门，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、曲霉菌会引起绿霉；镶刀菌、青霉菌还会引起红霉等[27]。

文献库房中木质装具一旦霉变，不仅影响装具本身的外观，也会对其中的藏品产生巨大危害。纸质文献的载体是纸张，与木材一样，纸张中也含有霉菌滋生所需要的各种组分，在适当的温湿度条件下，霉菌孢子会附着在纸张表面或内部进行滋生。霉菌在代谢过程中产生的热量、有机酸和纤维素酶等会破坏纸张纤维，使纸张的机械强度下降，加速纸张的老化，同时，霉菌分泌的色素还会污染档案材料，最终导致纸张耐久性降低、发黄变脆、易裂为碎片，造成无法挽救的损失[28-29]。常见的一些霉菌菌落特征见表4。

表4 常见霉菌的菌落特征[28]

由此可见，木质装具产生的霉菌危害极大，同时霉菌的去除较为困难，不易去除干净。在文献保护工作中，防范霉菌的侵蚀，清除霉菌、隔离霉菌源尤为重要[30]，这就需要做到：①控制污染源，减少霉菌的数量；②控制温湿度，抑制霉菌繁殖，霉菌在温度14～20℃和相对湿度20%～65%下不易生长[29]；③控制酸碱度，限制霉菌生长，霉菌生长的最适pH值为4.0～5.8[29]，可以对木质装具表面或者整体进行去酸处理。

2.4.2 木材的生虫现象

木材在一定条件下会发生虫蛀现象，如果没有进行预杀虫处理而直接用于制作装具，则有可能产生书库虫害。研究表明，含水量大且温度在22～32℃的湿热环境适宜昆虫的生长繁殖和传播，未干透的木材更易受到菌虫的危害。表5是一些常见的木材害虫[31]。

纸质文献的主要组成部分是植物纤维，且书籍在装订时会用到淀粉等有机物，这些物质都是昆虫的主要食料，因此，由木质装具传播到书库中的木材害虫也会对纸质文献产生危害。表6是部分档案图书害虫[32]。

可见，木材害虫和档案图书害虫在科属上有很大的重叠，例如表5和表6中的家茸天牛、鳞毛粉蠹、褐粉蠹、竹蠹、白蚁等。其实，大部分木材害虫也会损害书籍，其排泄物和分泌物会对藏品产生污染，对藏品的啃食会形成虫孔、虫道等，危害极大。如果温湿度适宜，则虫霉共生的现象会更加突出，从而加重文献的劣化，造成不可挽回的损失。

表5 我国木材害虫的部分种类

表6 我国档案图书害虫的部分种类

因此，虫霉预防是文献保护工作中的一个重点，而木质装具进入文献库房前应进行除虫处理，具体方法有低温冷冻杀虫、辐射杀虫、低氧杀虫、熏蒸杀虫等。有时还需要在木质装具内外放置一定的驱虫药，如天然樟脑等，最大限度地降低木质装具引起虫害污染的可能。

3 结束语

木质装具作为从古至今传承下来的一种装具形式，在文化遗产和文献保护的历史中起到了不可磨灭的作用，但是需要注意，木质装具也具有一定的潜在危害和局限性，使用这类装具的时候应做到：

(1)在装具用木材的选择上，应选择坚实耐用、不易开裂、耐腐蚀抗虫蛀、有害挥发物较少的树种，避免使用有害挥发物较多、易开裂、易分泌油状物的树种。

(2)对使用木质装具的条件需要进行规范，尤其是温湿度应严格进行控制，以避免虫霉滋生，降低温湿度变化带来的装具形变等。这方面的例子可以参考国家标准GB/T 30227—2013中的规定[33]。

(3)应对装具及其原料进行处理。在制作装具前，应对木材进行除虫处理，将木材的水分控制在一定范围，加工过程中应避免引入虫霉，同时对于挥发物较多的木材可以进行去酸和适当的包覆处理；在制作成装具后，应在开放环境中放置一段时间，使木材挥发初期的高浓度挥发物散去。在入库前应进行虫霉检查、挥发性有机物测定等，条件允许的情况下应进行必要的预防性除虫霉处理。

(4)应尽量避免藏品直接与木质装具接触，可采用将文献用无酸纸或纺织品进行包裹、垫衬，使文献和木材之间有一定的隔离，以减缓木材中酸性物质的迁移，延长文献的保存寿命。

同时，也希望有关部门能够早日制定木质装具制作的技术标准，为图书馆、档案馆和博物馆等文献收藏单位提供技术支持和规范。