档案纸质装具抗菌防霉的研究综述

摘 要：本文分析了档案纸质装具对档案保护的重要性，并对其在保存过程中受到微生物侵害的原因及发生霉变的条件进行了分析。总结了纸质装具抗菌防霉的保护措施，对高性能抗菌纸质装具的生产提供参考。

关键词：档案纸质装具；霉变；抗菌防霉；重要性

随着人们对档案资料重视程度的加强，档案事业正蓬勃发展，而档案管理却存在“重收集，轻保护”的问题。目前，大部分档案资料以纸质载体形式加以保管。长期以来，人们更多关注外界环境因素对档案保存的影响，忽略了与档案资料直接接触的档案装具，尤其是档案纸质装具对档案的影响。从某种程度来说，档案纸质装具对档案的影响不仅最直接，而且危害性最大。

档案纸质装具多以牛皮纸、白板纸、黄板纸等纸质材料为主加工而成，生产过程施用大量胶粘剂等助剂成分。成品纸质装具不仅含有较高水分，纸张本身富含纤维素、蛋白质等有机物。因此，在适宜环境条件下，纸质装具容易成为培养基滋生各种微生物，发生霉变现象。受霉害的纸质装具直接与珍贵的档案资料接触，导致资料染菌，纸质载体受到破坏，产生霉斑，不仅影响资料的阅读，破坏档案的完整性，甚至造成不可修复的损失。此外，霉变微生物还会有害人体健康。

因此，重视对档案纸质装具的抗菌防霉处理，对珍贵档案的保护具有重要的实际意义。通过对档案保存过程霉变发生的原因及危害分析，概述了抗菌防霉的主要措施，为生产抗菌性档案纸质装具提出了作者的一些看法。

1 霉变的主要原因

研究发现，纸质档案及其装具在保存过程中，发生霉变的主要因素来自微生物的代谢活动。目前，从纸质载体上发现有80余种微生物，除细菌和放线菌以外，霉菌约占总量的2/3，以青霉和曲霉为主。霉菌大多好氧，喜欢酸性环境，最适温度在24℃～30℃，最适pH值在4.0～5.8之间，通过孢子或菌丝繁殖，霉菌孢子也是空气中霉菌存在的主要形式，在适宜环境条件下即可萌发形成霉菌菌丝体[ 1 ]。

通过对档案贮存环境的分析发现，霉菌在纸质装具上生长繁殖有以下两方面的原因。

第一，纸质装具以各种纸张为载体材料，富含纤维素等有机物，霉菌能够分泌纤维素酶，降解纤维素作为生长的营养碳源。另外，纸质装具用于粘贴或裱托的浆糊和胶粘剂中含有一定的蛋白质及其他营养物质也为霉菌的生长繁殖提供了养分。

第二，适宜的温度和湿度条件为霉菌的生长起到了关键作用。研究表明，在常温条件下，当相对湿度大于60%时，霉菌易于生长。当湿度达到80%～90%时，无论常温还是低温条件，都容易发生霉变现象。加之我国大部分地区夏季都处于高温和高湿气候使得纸质材料极易受到霉菌的侵害[ 2 ]。

2 霉变对纸质装具的危害

纸质材料的霉变大致会经历变质、生霉、霉烂三个时期。装具发生变质时，霉菌孢子或菌丝在适宜环境条件下开始萌发，分泌酶类侵入材料内部与之建立腐生关系。接下来，霉菌孢子或菌丝开始在受损部分形成肉眼可见的菌落进入生霉阶段，进一步扩大蔓延出现灰绿色或黑色等霉斑。最终，纸质材料受到严重腐化裂解，即进入严重的霉烂时期[ 3 ]。

档案装具发生霉变会直接与重要的档案资料接触，使得资料间接染菌。发生霉变不仅会破坏纸质载体的分子结构，改变材料性能，致使纸张变色腐坏；还会形成霉斑产生色素而难以除去，影响档案资料的阅读和复制。同时，霉菌代谢还会产生甲酸、乙酸、乳酸等有机酸，致使材料的酸性增加。酸性增强，一方面会促进纤维素水解及纸张老化，引起字迹褪色，纸质变黄；另一方面酸性條件也会加速霉菌的生长。纸质装具发生霉变会直接降低其使用寿命，严重情况会造成档案资料染霉造成不可修复和挽回的损失。此外，某些微生物，如黄曲霉，还会代谢产生有害物质，与人体接触会危害身体健康。

3 抗菌防霉措施

档案装具发生霉变所产生的危害，直接影响到珍贵档案资源的损坏。对档案的防霉保护通常“以防为主，防治结合”。除了营造适宜的保存环境，加强档案室除尘管理，控制库房温度保持14℃～24℃、相对湿度维持在45%～60%，预防霉变发生。人们还在不断探寻经济有效的抗菌防霉技术，目前，常用的抗菌防霉技术主要分为物理法和化学法两类。

3.1 物理法

我国用于纸张灭菌处理的物理方法有低温冷冻法、微波辐射法、60Co-γ射线辐照法、远红外线辐照法等。60Co-γ射线是一种有效的灭菌技术，可直接作用破坏微生物新陈代谢及机体组织，使其不育甚至死亡，通常20～30万伦即可杀灭大量霉菌，但该技术对设备要求高，也存在安全防护问题，难以规模化推广。微波灭菌法作为消毒灭菌最常用的方式之一，主要通过微波产生交变电场，使介质内部极性分子发生瞬时旋转，产生热能杀灭霉菌等有害生命体。该法杀灭作用迅速且有效，但有研究表明，微波辐射对档案纸质材料有一定的破坏影响。近年来，冷冻杀虫技术在档案管理中应用较广，利用-10℃～-40℃为害虫死亡的低温区，降低温度抑制有害微生物及害虫新陈代谢从而达到对纸质档案及其装具防霉防虫的的效果。这种方法对害虫有效，温度越低，致死时间越短，但对霉菌的防治效果不理想。真空热（冷）超导档案灭菌技术的发现为纸质档案及其装具的长期保存提供了新的方法。该技术通过电脑控制由超导体介质组成的药物热（冷）熏蒸发生器自动快速调节温度、湿度和蒸发消毒药液，并实现自动监控，以此达到对档案的灭菌保护作用，使用效果仍待考证。

物理防霉法由于受到仪器设备等技术限制，规模化推广有限。该类方法可用来治理已经发生的霉害，也兼具一定的预防效果。

3.2 化学法

化学法是利用化学试剂与菌体直接接触，净化微生物滋生环境，同时杀灭微生物。在众多微生物防治措施中，化学杀菌剂的使用是一种简单、高效、廉价的方法，也是目前日常生活和生产中最主要的抗菌防霉方法。长期以来，纸质档案、文献的灭菌处理多采用熏蒸法，利用环氧乙烷、甲醛、磷化铝等药物的强挥发性，不与纸质材料直接接触，实现气相杀菌防霉。由于纸质档案装具主要起表面保护作用，不用担心化学品对档案资料的接触损害。

因此，在纸张生产过程中，可以通过湿部添加、表面施胶、喷淋、浸渍、涂布[ 4 ]等方式制得抗菌纸，或以其他方式将抗菌基团引入材料中使其获得抗菌性能，从而起到持续预防霉害虫害的效果。一般来讲，抗菌剂兼具抗菌和抗虫双重功效，抗菌剂的使用侧重于获得长效的杀抑作用。

结合其他领域化学防霉剂的使用情况，可用于纸质档案装具抗菌防霉处理的化学试剂种类很多。一般将抗菌防霉剂分为合成抗菌剂和天然抗菌剂。

3.2.1合成抗菌剂

目前，普遍使用的抗菌剂主要以有机合成类为主，包括：酚类、酯类、酰胺类、苯并噻唑类、异噻唑啉酮类、季铵盐类等[ 5 ]，该类抗菌防霉剂主要与微生物细胞表面阴离子或巯基结合反应，破坏细胞膜、蛋白质的合成，从而抑制微生物的生长繁殖过程。

（1）酯类抗菌剂：如富马酸二甲酯、尼泊金酯等，在工业中已广泛应用。富马酸二甲酯通过接触和熏蒸双重途径，能透过细胞膜抑制微生物细胞分裂，还能抑制酶的活性，可以有效抑制和杀灭多种霉菌及细菌，兼具杀虫作用。尼泊金酯则主要通过抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性，破坏微生物的细胞膜结构，从而起到杀菌效果。尼泊金酯对霉菌和细菌均有抗菌作用。

（2）季铵盐类抗菌剂：季铵盐类是一种阳离子表面活性剂，其抗菌机理主要通过与细菌表面的负电荷作用，改变细胞膜的通透性，继而破坏胞内酶和结构蛋白从而杀灭微生物。目前，有研究将季铵盐聚合成高分子或将季铵盐基接枝在高分子链上进一步提高了其杀菌效果，也有将季铵盐与其他抗菌剂复配协同增效的研究。

（3）苯并噻唑类抗菌剂：苯并噻唑类抗菌剂属于杂环类化合物，其中巯基苯并噻唑（MBT）具有广谱杀菌作用，但人体毒性较大。将其与溴氯甲烷和硫氰酸铵反应制得的2-硫氰基甲硫基苯并噻唑（TCMTB）能有效地抑制常见的有害细菌，还可以抑制黑曲霉、桔青霉、黄曲霉等霉菌。

（4）异噻唑啉酮类抗菌剂：该类化合物通过穿透微生物的细胞壁进入细胞内部与核酸上的碱性基团结合，从而抑制微生物的再生繁殖，具有杀菌、灭虫等功能，对多种微生物都具有良好的杀除效果，广泛用于工业杀菌。目前市场上异噻唑啉酮类杀菌剂商品主要有甲基异噻唑啉酮（MIT）及其氯化物和正辛基异噻唑啉酮（OITZ），对杀灭霉菌、细菌等微生物有突出的作用。

无机抗菌剂主要包括：含有抗菌金属的无机物抗菌剂和光催化型的纳米抗菌剂。研究发现，含有银、铜、锌等金属离子的无机抗菌剂，如纳米氧化锌、纳米金属银等，用于档案纸质装具的抗菌防霉具有很好的效果，由于Ag+、Zn2+等离子能透过细胞膜使胞内酶失活。

李能树等[ 6 ] 将纳米氧化银和纳米氧化锌混合到涂料中对档案库房进行抗菌防霉实验，结果表明，浓度0.05%～0.10%的纳米涂料具有良好的杀灭霉菌的作用，并且半年之内仍保持有较好的防霉效果。以TiO2为代表的光催化型纳米抗菌剂在紫外照射下对细菌、霉菌等多种微生物都具有较好的抑菌和杀灭效果，在光的催化作用下，纳米材料与H2O或-OH反应，生成具有强氧化性的羟基自由基（OH·），灭活微生物。

3.2.2天然抗菌剂

从某些动植物源提取获得的抗菌高分子有机物，如牛至、柠檬草、丁香等的提取物，用于纸质防霉处理，对霉菌生长表现出有效抑制作用。虾和蟹壳中提取的壳聚糖及其衍生物对多种菌表现出广谱抗菌性。该类物质抗菌主要因为分子内含有活性基团-NH2，能与带负电荷的微生物细胞接触使其失活，同时，壳聚糖还能阻碍DNA到RNA的转录过程，抑制微生物繁殖。天然抗菌防霉剂作为人类最早使用的抗菌成分，具有安全、无污染、易降解等优点。但天然抗菌剂也受到抑菌性、稳定性、原料及成本等诸多限制。其应用尚不能取代化学抗菌剂，但将天然抗菌剂与合成抗菌剂复配使用获得新的抗菌防霉剂产品，可以减少化学品的用量，降低环境与健康风险。有研究结合纳米TiO2和壳聚糖的抗菌性能，制备的TiO2-壳聚糖新型抗菌防霉剂对纸张处理取得了良好的防霉效果。

化学防霉法作为最主要的抗菌防霉手段，具有简便、价廉等优势，档案纸质装具的抗菌防霉除采用传统熏蒸的防护处理，可参考木材防腐、制革、造纸行业对抗菌剂的使用，直接赋予装具本身抗菌的优良性能，达到“防治结合”的效果。

4 纸质档案装具抗菌防霉的研究展望

档案纸质装具在各行业领域广泛使用，长期以来，存在生产门槛低、产品品质低、缺乏竞争力等问题，人们对档案资料的抗菌防霉保护都忽略了装具本身的抗生性能，开发抗菌性纸质装具将对档案材料起到直接有效的保护作用。

随着人们环保意识的提高，抗菌防霉剂的使用必须满足高效、低毒、长效广谱、稳定性好等要求。由于纸张霉变发生通常由多种微生物引起，单一成分的抗菌防霉剂不能起到广谱抗菌效果，可以利用多组分的互补作用研制复合型的抗菌防霉剂。复合防霉剂不仅可以降低单一抗菌组分的用量，还可以提高抗菌性能、扩大抗菌谱。

因此，对抗菌性纸质装具的研究可以借鉴造纸工业抗菌纸的生產方法，通过湿部添加、表面施胶等方式赋予纸张抗菌性能。对于抗菌剂的使用和选择，可通过优化改性防霉剂有效分子结构合成新的抗菌化合物，借鉴其他行业成熟使用的抗菌防霉研究成果，开发协同增效性复配型产品，生产出高性能的抗菌档案纸质装具，大大提高珍贵档案、资料的保存效率，提升高性能装具的竞争力，给企业和社会带来巨大的使用价值和经济效益。

参考文献：

[1] 周德庆.微生物学教程（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2] 刘燕.浅谈如何做好纸质档案的防霉工作[J].云南档案，2009，09：12-13.

[3] 李晓楼，涂晓英，邓绯.纸质档案保存中防霉变措施探讨[J].广西轻工业，2010，05：5-6.

[4] 王小平，陈港.杀菌纸的加工方法[J].纸和造纸，2004，05：13-16.

[5] 彭慧娟，桑军，俞凌云，安然，穆畅道，林炜.皮革防腐防霉化学品及其环境风险分析[J].中国皮革，2014，15：48-50.

[6] 李能树，等.新型纳米材料防治档案库房霉变微生物可行性研究[J].安徽大学学报，2007：31（1）：91-94.

作者简介：彭慧娟（1989-），女，汉族，四川内江人，助教，工学硕士，内江师范学院生命科学学院生物技术专业，研究方向：微生物学。