古籍保護中的酸化及其防治體系

蔣祥春

（井岡山大學圖書館，江西 吉安 343009）

古籍檔案保護中，防止酸化，延長保護對象的壽命是一項長期、迫切的任務。國家圖書館李景仁等在20 世紀初，對同一批文獻紙張pH 進行檢測，初始值為7.6，四十年之后再次檢測，普遍低于7，降低了一個值。據此推測，50 年后，pH 值降為5.5 左右，100 年后，降到5 以下[1]。紙張酸度pH 值每降低一個數值，其壽命降低2～5 倍。這并非危言聳聽，長期如此不加以保護措施，很多珍貴文獻若干年后將不復存在。

對文獻酸化及治理的研究始于20 世紀80 年代，從2000 年起，關注度大幅度提升。但大多研究專注于從技術層面控制酸度。未形成一套系統的有針對性的防控體系。環氧乙烷脫酸技術，超臨界二氧化碳脫酸是以前得到應用的幾種脫酸技術，近年來隨著納米技術的廣泛使用，利用納米材料的特殊性能來實現古籍的脫酸，等離子脫酸也成為一個新的熱點。本研究在梳理酸化的不同原因的基礎上，有針對性的提出解決辦法，形成一套完整的防治體系。

1 酸化的成因

1.1 紙張本身自有的酸度

紙張的主要成分是纖維素。紙張在制漿和施膠過程中，必然會引入酸性物質，導致pH 值升高。纖維素離解過程中加入的化學品如H2SO3，H2SO4等來去除木質素，施膠工藝中又加入大量的松香，同時利用硫酸鋁作沉淀劑。松香的主要成分為松香酸，是一種有機弱酸，但硫酸鋁是酸性離子化合物，沉淀在紙張當中，不易揮發，加速了紙張的酸化老化。天然纖維素分子是多個葡萄糖分子以苷鍵連接在一起的高度聚合物，聚合度一般為10000 左右。但在加工過程中，經過蒸煮和漂白，聚合度下降，變成1000 左右。當聚合度降到200 以內，就不再具備紙張的屬性，也就是紙張老化不能再用了[2]。所以，在紙張生產過程中，硫酸和明礬等酸性物質，以及漂白過程殘留在紙張上的氯化物，在一定的條件下必然會導致纖維素的酸性水解，導致聚合度下降而降低了紙張的使用壽命。

1.2 空氣污染導致的酸化

大氣污染，汽車尾氣導致空氣中含有大量的有害氣體，如CO2、SO2、NO2等，CO2與水反應生成H2CO3，CO2遇到空氣中的水分形成H2CO3、H2SO3化學性質不穩定，容易被氧化成H2CO4、NO2遇到空氣中的水分生成H2CO3。其反應過程如下：

反應生成的H2SO4、H2NO3性質穩定，滯留在空氣中，給文獻紙張帶來致命的毀壞。

1.3 酸遷移

酸遷移反應在檔案柜、書籍保護套、書與書之間、甚至同一本書不同紙張間發生的酸轉移現象，這會導致無酸紙張被酸化而酸性增強，壽命驟減。對于書籍、檔案類酸轉移的理論和實踐早已認知，但酸遷移的機理以及遷移過程中的特征及其影響因素至今未做深入揭示。婁文婷關于檔案紙張中酸遷移表征的研究[3]。通過控制溫度濕度，采用干熱老化實驗和濕熱老化實驗,對比不同紙張對酸性的吸附能力。結果發現，手工紙比機械紙對的吸附能力要強；老化后紅外圖譜對比分析發現，酸遷移會使紙張泛黃。這些研究提供了不同酸性程度的文獻分類保藏的思路，以及采用無酸紙張做保護套以避免酸向紙張遷移而導致文獻老化。

1.4 霉菌等導致的有機酸

霉菌的產生首先要有適宜的環境。空氣中的飛塵含有大量的細菌、霉菌和病毒。霉菌是一種微生物，有自身的新陳代謝過程，在適宜的溫度和濕度下，新陳代謝產生大量的有機物，其中就有很多有機酸，如丁烯二酸、反丁烯二酸、草酸等。這些有機酸相對無機酸，雖然酸性沒這么強烈，但隨著時間的日積月累，也對文獻產生嚴重的損壞。有些霉菌是有顏色的，直接遮住了文獻的內容，造成文獻的破壞。

總結以上各種酸化的過程，可以得出：按照酸的種類來分，可以分為無機酸和有機酸。有機酸不如無機酸酸性強。根據酸性的不同種類、來源、性質，制定不同的防治方案，能有效的預防、治理、和減緩古籍檔案的酸化過程，從而保護、挽救一批珍貴的文獻檔案。

2 古籍酸化的防治體系

古籍酸化的防治是一個大的系統工程。不管是從國家層面、到具體的地理區劃、再到一個物理空間、甚至與古籍接觸的個人層面，都與整個工程體系息息相關。沒有國家層面的政策支持，防酸化成為一句空話;沒有個人層面的積極參與，防治也無從說起。

2.1 防控

首先，環境惡化，酸性氣體排放是萬惡之源。空氣中的污染物主要有氮氧化合物,碳氧化合物,硫氧化合物,硫氫化合物,含氯化合物,臭氧,塵埃,微生物,蟲卵等。煤炭燃燒排放大量的二氧化碳，二氧化硫，甲烷，四氯化碳等有害氣體，破壞地球表面的臭氧層，使紫外線輻射增強，形成酸雨。并且會導致溫室效應，使地球表面溫度升高。加速了紙張酸化，老化的速度。早在1983 年，美國政府制定了國家標準，限制排放，空氣中二氧化硫和二氧化氮含量必須符合以下標準：SO2≤1μg/m;NOx≤5μg/m。另外，空氣中的塵埃中含有大量的微生物，細菌，蟲卵，容易滋生霉菌，產生大量的有機酸，從而破壞紙張，加速紙張的老化過程。所以，一方面，加強環境保護，減排，治污是防治酸化的首要任務。從國家層面來說，制定環境保護中長期規劃，制定環境保護相關法律和標準，制定廢氣，廢水工業排放標準，從制度和法律層面減少有害氣體排放，從而降低空氣當中的酸度，從源頭遏制酸性氣體對古籍檔案類紙質文獻的酸化。

其次，庫房建設是防止酸化控，延長古籍壽命的必要途徑。第一，控制適宜的溫度濕度，有利于延長古籍文檔壽命。庫房最適宜的溫度控制在16～22℃之間,濕度保持在45%～60%。溫度太高或太低，會降低紙張的機械強度，使紙張易碎，抗拉升能力變弱，降低紙張的壽命；而濕度增大會使霉菌的新陳代謝和繁殖速度加快，加速有機酸的積累，降低了古籍的壽命。第二,做好庫房的密閉封存，有條件的可布控傳感器，監控、采集分析庫房氣體成分，及時做好應對措施。可使用溫度傳感器，濕度傳感器對溫度濕度進行監控，從而調整溫度和濕度，延遲壽命。對空氣中的SO2進行監控，實時采集，利用SO2分析儀作量化分析，從而控制空氣中的酸度，減緩酸化過程。第三，對特別珍貴的文物可采取絕氧封存。目前的技術實現方式有：充氮封存、真空包裝、低溫存貯等方式，減少、禁止紙張與空氣接觸，做到脫離酸性環境。黃玉花在檔案管理上撰文比較了臭氧與低氧氣調技術用于檔案生物病害防治。認為，隔絕氧氣不但使古籍免于酸性環境對紙張的酸化老化，還能控制生物病蟲害，減少有機酸的產生。

最后，古籍本身的防酸途徑。首先，古籍紙張的選用。文獻典籍多采用韌皮、麻類、草類、竹子等植物纖維經幾十道工序加工而成，古代紙張多用草木灰、石灰除酸，使紙張酸度較低，處于堿性范圍，從而延長古籍壽命。現代紙張生產工藝在纖維素降解和施膠過程中帶來的酸性物質，使紙張酸度增加，壽命減短。所以從原材料選用、工藝改進方面來降低酸度，提高pH 值，是我們不二選擇。在只將過程中，采用堿性化學品來處理，降低紙張的酸度。如可采用燒堿和石灰來處理。

其次，函套的選擇業很重要。不采用添加劑過多的塑料函套,如聚氯乙烯等,里面含有一定量的酸性物質,會對文件造成不同程度的酸化。實驗表明，檔案資料的封皮及裸露部分更易于老化，就恰恰能說明這一腐蝕的潛移默化。再次，要防酸遷移。酸遷移反應在檔案柜、書籍保護套、書與書之間、甚至同一本書不同紙張間發生的酸轉移現象，這會導致無酸紙張被酸化而酸性增強，壽命驟減。為了減少這種酸遷移，我們可以對古籍作pH 值的測定，然后作排序。對于pH 值在一定范圍內的近似或相似文獻，集中歸置在相同區域或空間，以免造成高酸度的文獻中的氫離子向低酸度的文獻遷移，從而起到保護作用。最后、古籍的入庫與使用要嚴格規范。新到的或搬遷而來的古籍要做滅菌消毒處理，以防把細菌霉菌病毒等帶進庫房，造成交叉污染。人員進入庫房也要做消殺，穿鞋套以防帶進灰塵和細菌。取用文獻戴手套，避免直接接觸文獻[4]。

2.2 治理（去酸）

從防治的角度，外防是防患于未然，內治則是對有一定程度酸化的文獻做去酸處理，延緩文獻的老化過程。這一做法國內國際都比較成熟，形成了一系列處理標準。根據使用的化學品的物質的相態不同，主要分為氣相和液相去酸兩種。

2.2.1 氣相去酸

比較成熟的氣相去酸使用二乙基鋅。向密閉的容器中通Zn（C2H5）2，去除紙張中的酸離子并生成ZnO,達到去酸的目的。ZnO 對有害氣體的侵蝕起到了保護作用。

空氣中的有害酸性氣體SO2，與空氣中的水分生成亞硫酸，被氧化后生成硫酸。生成的ZnO 能把酸中和掉。同時，紙張老化過程中產生的羧酸，也可以被ZnO 中和，生成羧酸鋅，沉淀在紙張當中。

除了使用Zn（C2H5)2，常用的脫酸劑還有氨、環氧乙烷、碳酸環己胺、嗎啉等，但都沒有而乙基鋅方便實用，成本低等優點但都有異味，造成環境污染。

2.2.2 液相脫酸

采用堿性水溶液或堿性有機溶劑，Ca(OH)2、CaHCO3,MgHCO3、Ba(OH)2一CH3OH 溶液、丙醇鎂、Mg(HCOO)2一CH3OH 溶液、甲氧基-甲基碳酸鎂溶液等進行脫酸。但幾乎所有的試劑都存在去酸不均勻,起皺,有褪色、自斑現象,有氣味,有毒,對環境有危害等缺點。處理后的圖書有吸濕性，去酸效果不均勻，手感欠佳。液相脫酸對單張紙進行脫酸，安全，無毒、無污染。但沒有解決對整本書脫酸的處理方法，成本較高。這成為古籍脫酸處理中的一大瓶頸。若能形成規模，具有廣闊的市場前景。