木質裝具對紙質文獻的影響分析

龍 堃

（國家圖書館古籍保護科技文化部重點實驗室，北京 100034）

木質裝具作為文獻裝具中的一大類，外觀大都古樸典雅，美觀莊重，其最大的優點是具有吸收和釋放濕氣的功能，可較好地起到調節空氣濕度的作用，當微環境外部的書庫濕度波動時，可以緩解這種變化對保存在裝具內部的文獻的不利影響[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，有些木材中散發的特殊氣體也具有一定的驅蟲作用，例如檀木散發的檀香[3]，樟木含有的樟腦，這類物質在一定程度上都有驅蟲的能力，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裝具一般包括木函（木盒）、書柜、展柜、書架等，目前尚無國家標準對這類裝具進行系統的規范。這類裝具一般都會直接或間接與文獻接觸，在體現美觀大方的同時，也存在一定的隱患，例如可燃、揮發物組成復雜、某些情況下會產生形變、溫濕度控制不好時會生蟲長霉等。因此，在使用此類裝具時需要格外注意環境影響，切不可將保護文獻的初衷轉變成損害文獻的結果。

本文以木質裝具作為研究對象，綜述前人的研究成果，初步探討這類裝具在紙質文獻保護中可能出現的問題，并加以分析，適當提出解決方法，以期為相關的文獻保護工作和相關國家標準的制定提出一定的思路。

1 文獻裝具用木材的種類及特點

木質裝具一般有木函（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]。從文獻中可知，部分木材的種類和特點見表1。

表1 木質裝具的常用木材種類及特點

2 木質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、木質素及10%的抽提物和灰分等組成，其絕大部分物質都可燃。當木材著火時，首先析出水分；溫度達到110℃，蒸發少量樹脂；130℃時纖維素開始分解；220～250℃時木材開始變色并炭化；300℃以上則發生劇烈分解、燃燒；400～600℃時完全分解，最終的溫度可達1 150～1 200℃[11]。在火災發生時，木材本身就會成為高溫燃燒的個體，其內部的藏品，尤其是古籍等易燃的紙質藏品無法得到有效的保護，若無有效的滅火裝置干預，則藏品可能會付之一炬、難于搶救。

這就需要藏書機構具有先進消防理念和配備良好消防系統，防微杜漸，防患于未然。同時也要對木材本身進行必要的處理，如研制高效、環保、對文獻無損的阻燃劑，研發高性能阻燃木材等[12]。徐洪錦[13]對不同木材的燃燒性能進行了一定的研究，對阻燃效能進行了考察，并對一些樣本的燃燒參數進行了分析，結果見表2。

表2 阻燃處理前后的木材燃燒參數

可見，經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，在不引入對文獻有害物質的前提下，可以讓經過阻燃處理的木質裝具進入文獻庫房。

2.2 木材酸堿度的影響

酸性條件下，紙質文獻中的纖維素降解速率較快，中堿性條件下則降解速率較慢。其機理是纖維素大分子的降解導致纖維鏈變短，纖維之間的結合力變差，水解后的聚合度下降，紙張機械強度變低，最終導致文獻的破損[14]。有研究表明：酸水解纖維素變為粉末時則會完全喪失機械強度[15]。

因此，環境中的酸含量對紙質文獻的壽命具有顯著影響，如果導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酸性，只有極少數木材顯現弱堿性。李新時等[16]對45種中國木料進行研究，其中一種測定方法的結果表明，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種木材進行考察，結果表明：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致其作為裝具時具有天然的弊端，使用時需要格外注意，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被萃取出來，能夠阻隔木材中的有害物質對紙張的損壞；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行涂裝處理，因涂膜會慢慢揮發出有機溶劑，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，在使用木質裝具時，應盡量避免文獻與其直接接觸，可以采用將紙質文獻用無酸紙或紡織品進行包裹、墊襯的方式，使文獻和木材之間有一定的緩沖，以減緩木材中酸性物質的遷移，延長文獻的保存壽命。

2.3 木材揮發性有機物的污染

由于木材的成分復雜，導致各種木材的揮發產物大不相同，其中可能含有對文獻有害的成分，尤其是乙酸和糠醛等酸性和氧化性物質。這些有害物質對紙張的顏色和強度等光學性質和物理性質造成影響和改變，從而導致紙質文獻酸性升高、老化加速，污染文獻的保存微環境[22]。同時，這類物質也會造成書庫大環境的污染，在混合存儲的條件下，質量較差的木質裝具及其中受損紙頁的揮發物會遷移到質量較好的裝具和文獻中，從而對其中的紙張產生負面影響。表3是研究人員得到的幾種木材揮發性成分的分類統計，可以說明木材中的揮發物之復雜。

表3 木片中的揮發性成分分類統計表[23]

周新光等[24]采用固相微萃取技術（SPME）分離和富集木材中的有機化合物，在優化的條件下，樣品經氣相色譜-質譜聯用儀測定，得到了9種木材中揮發性有機酸的揮發量和分布規律。其中揮發量較大的是白木、西南樺和紅橡木，而各種有機酸組分中，乙酸揮發量最大，30 min萃取的半定量結果在1.002～4.609 μg/g；也對木材表面的酸度進行測定，得到了木材表面酸度遠遠大于揮發性有機酸反映出的酸度的結論。這也進一步說明應盡量避免藏品與木材直接接觸。李晶等[25]對松木裝具的揮發物進行了考察，并用松木對4種文獻檔案進行處理，得到松木揮發物對檔案紙張性能和耐久性影響程度的報告。在松木揮發物的影響下，紙質文獻的宏觀形貌、微觀形貌均有所改變，如白度降低、出現黃斑、油狀物沉積、纖維出現裂痕等；紙張的性能、聚合度、結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]對樟木揮發物對檔案文獻的影響進行了考察。經樟木揮發物進行一定時間的處理后，紙張樣品的抗張強度、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生了斷裂和黏結現象。用氣相色譜進行定性分析，得到的44種揮發物中主要包括烯烴、烷烴、醇類等，還包括有乙酸、丙酸、氯化氫、丁酸、己酸等有機酸活性污染物。這類活性污染物會吸附在紙張纖維上，進一步危害藏品，導致紙張耐久性降低。

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

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物質，如單糖、半纖維素、淀粉和水分等，同時，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，霉菌就會發生快速增殖。造成木材霉變最嚴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]。

文獻庫房中木質裝具一旦霉變，不僅影響裝具本身的外觀，也會對其中的藏品產生巨大危害。紙質文獻的載體是紙張，與木材一樣，紙張中也含有霉菌滋生所需要的各種組分，在適當的溫濕度條件下，霉菌孢子會附著在紙張表面或內部進行滋生。霉菌在代謝過程中產生的熱量、有機酸和纖維素酶等會破壞紙張纖維，使紙張的機械強度下降，加速紙張的老化，同時，霉菌分泌的色素還會污染檔案材料，最終導致紙張耐久性降低、發黃變脆、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，木質裝具產生的霉菌危害極大，同時霉菌的去除較為困難，不易去除干凈。在文獻保護工作中，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]，可以對木質裝具表面或者整體進行去酸處理。

2.4.2 木材的生蟲現象

木材在一定條件下會發生蟲蛀現象，如果沒有進行預殺蟲處理而直接用于制作裝具，則有可能產生書庫蟲害。研究表明，含水量大且溫度在22～32℃的濕熱環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]。

紙質文獻的主要組成部分是植物纖維，且書籍在裝訂時會用到淀粉等有機物，這些物質都是昆蟲的主要食料，因此，由木質裝具傳播到書庫中的木材害蟲也會對紙質文獻產生危害。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，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，則蟲霉共生的現象會更加突出，從而加重文獻的劣化，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，蟲霉預防是文獻保護工作中的一個重點，而木質裝具進入文獻庫房前應進行除蟲處理，具體方法有低溫冷凍殺蟲、輻射殺蟲、低氧殺蟲、熏蒸殺蟲等。有時還需要在木質裝具內外放置一定的驅蟲藥，如天然樟腦等，最大限度地降低木質裝具引起蟲害污染的可能。

3 結束語

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

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

(2)對使用木質裝具的條件需要進行規范，尤其是溫濕度應嚴格進行控制，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準GB/T 30227—2013中的規定[33]。

(3)應對裝具及其原料進行處理。在制作裝具前，應對木材進行除蟲處理，將木材的水分控制在一定范圍，加工過程中應避免引入蟲霉，同時對于揮發物較多的木材可以進行去酸和適當的包覆處理；在制作成裝具后，應在開放環境中放置一段時間，使木材揮發初期的高濃度揮發物散去。在入庫前應進行蟲霉檢查、揮發性有機物測定等，條件允許的情況下應進行必要的預防性除蟲霉處理。

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

同時，也希望有關部門能夠早日制定木質裝具制作的技術標準，為圖書館、檔案館和博物館等文獻收藏單位提供技術支持和規范。