互动科普

影响图书寿命的因素

有害生物

有害生物包括微生物和害虫两方面。

图书纸张的主要成分是纤维素，以及少量木质素、半纤维素等，此外，用浆糊修补过的破损图书还含有淀粉，这些有机物均能被图书中的微生物分解利用。有些图书有害微生物能分泌纤维素酶，将纤维素分解为纤维二糖，再经纤维二糖酶作用，生成葡萄糖。对这些微生物来说，葡萄糖是良好的碳源和能源，可被它们直接吸收利用。能够分解纤维素的微生物主要有霉菌中的绿色木霉、球毛壳菌、镰刀菌、黑曲霉、烟曲霉、产黄青霉、毛霉等，以及放射菌中的纤维放线菌、白色放线菌、黑红旋丝放线菌，细菌中的黏细菌、梭状芽孢杆菌等。

有害微生物在代谢中分泌的各种酶对纸张成分进行脆化分解，使它们的化学键断裂，从而破坏纸张，导致纸张机械强度大大下降，还会使用来胶接纸张的淀粉胶失效。有害微生物分泌的酶在分解纸张的同时生成多种有机酸，如草酸、乳酸、丁酸、柠檬酸等。此外有害微生物细胞在呼吸代谢时也能产生一些有机酸，如甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸等。这些酸性物质加速图书纸张纤维的分解，同时污损和遮挡图书字迹，影响图书的使用。

图书害虫取食图书和图书修复用的淀粉浆糊，并在图书中产卵，其幼虫也会咬损图书。害虫还可将携带的脏物、排泄物粘附在图书上，污染图书，覆盖字迹，影响图书的正常使用。

图. 危害图书的窃蠹科昆虫

酸

纤维素是纸张的主要成分。纤维素在中性和弱碱性条件下是相当稳定的，难于水解和氧化。但是在酸的催化作用下，水解速度显著加大。纸张降解的机理非常复杂，有一些现在还不完全清楚。

纸张纤维的水解速度随着氢离子浓度成一定比例的增加，pH越低，酸性越强，水解速度越快。纸的变质表现在宏观上是变色，在微观上便是结构的破坏。纤维素水解后，由于聚合度降低，纸张的强度也随之降低，结果使纸变质发脆。当纤维素聚合度降至一定程度时，纸张就会完全脆化；如果完全水解成葡萄糖，纸张就会粉化。此时，图书将失去收藏和使用价值。特别值得注意的是，在水解的过程中，作为催化剂的酸并没有消耗，反而会越积越多，危害也就越来越大。

纤维素在发生水解的过程中还会发生氧化反应。纤维素发生氧化反应的原因是纸张中存在醛基及羧基等氧化官能团，铁和镁等金属元素是氧化反应的催化剂。同时，醛基及羧基等氧化官能团还能加速纤维素的水解过程。

有研究人员曾把道林纸分别浸入不同pH的溶液中，然后取出，在相同条件下干燥，进行数据测定，结果证实随pH降低，纸张抗拉强度明显减弱。将耐折度均为400次的纸，用不同浓度的酸处理后再进行老化，在相同时间和温度（100℃）条件下，纸张耐折强度的损失随酸的浓度不同而表现不同。pH为6.2～9.7的纸，经过两天的老化后，其耐折强度只发生微弱的变化，仍保持在400次左右，耐折度保留了95%。pH为4.5～4.8的纸，经过两天老化后，耐折度迅速降到200次以下，耐折度仅保留了15%～35%。从理论和实践都证明纸张中酸的存在，是纸张毁坏的根源。因此，脱酸成为长久保存文献的根本方法。

（本文发表于《科学世界》2015年第10期）