档案文献遗产保存的生物因子

档案文献遗产保存的生物因子_档案文献遗产保护理论与实践

3.1.3　档案文献遗产保存的生物因子

档案文献遗产保存的生物因子主要包括微生物、害虫和啮齿动物。

3.1.3.1　微生物

微生物是指那些个体微小（直径小于1mm）、结构简单的多细胞、单细胞甚至没有细胞结构的微小生物的总称。目前已知的微生物约30万种。微生物种类繁多，形态多样，分布范围广，生长繁殖速度快。当微生物应用于工业、农业、医疗卫生方面时，可以造福于人类。但是，微生物也能使物质腐败变质、动植物发生病变，给人类和自然环境带来损失和危害。对于档案文献的保管而言，微生物是有百弊而无一利的。

（1）危害档案文献遗产的主要微生物类型

危害档案文献的微生物种类很多，20世纪80年代初从文献载体、文献架上共发现30余属80余种，其中包括霉菌50余种，放线菌20余种，细菌10余种。近年来的调查研究表明，危害档案文献的主要霉菌共有92种，其中，优势霉菌有6属23种，以曲霉属的种类为多，约占90%以上。各种曲霉中，杂色曲霉、文氏曲霉、蕉曲霉、安氏曲霉发生的频率最高，这在低纬度和低海拔的地区表现尤甚。^[24]

①霉菌

霉菌是指在一定基质上能够长成绒毛状、棉絮状或蛛网状的丝状真菌。真菌是生物分类学上的一个专有名词，指具有细胞壁、无叶绿体结构、以寄生或腐生方式生活的一类真核微生物。

霉菌是由许多菌丝构成的。菌丝为管状，直径为2μm～10μm。菌丝细长而有分支，许多菌丝交织在一起就构成了菌丝体。霉菌的菌丝分有隔菌丝和无隔菌丝两类。无隔菌丝的菌丝体是一个多核细胞，如根霉、毛霉。有隔菌丝则是由多个细胞组成，如青霉。霉菌的菌丝体可以分为两部分，一部分深入培养基内吸取营养物质，称为营养菌丝或基内菌丝，在显微镜下观察时细小发亮；一部分伸向空中，具有繁殖功能，其上着生孢子，称为气生菌丝，在显微镜下观察时粗壮而发暗。

霉菌菌落一般比细菌菌落大几倍至几十倍，呈绒毛状、絮状、蛛网状。气生菌丝的顶端往往着生各种形状和颜色的孢子，菌落表面呈现一定颜色，如黑色、褐色等。营养菌丝有时分泌出各种不同水溶性色素扩散到基质中，使菌落的底层呈现各种不同的色泽。有的霉菌菌丝在生长后期会分泌液滴，因而菌落上有“汗珠”存在。

霉菌的繁殖有有性繁殖和无性繁殖两种方法。其中，无性繁殖速度快，周期短，数量多，是危害档案文献的霉菌的主要繁殖方式。

②放线菌

放线菌是单细胞生物，介于细菌和丝状真菌之间，其菌丝为分支状，菌丝之间无横隔，宽为0.5μm～1.0μm。放线菌的菌丝体分为基内菌丝和气生菌丝。基内菌丝呈红、橙、黄、绿、蓝、紫、褐色甚至黑色，但也有无色的菌丝。气生菌丝呈绒毛状，颜色较深。

放线菌菌丝发育到一定阶段，其顶端形成直立、波曲、螺旋、轮生等不同形状的孢子丝。孢子丝发育产生孢子时，以凝聚分裂、横隔分裂两种方式进行。放线菌的菌落呈放射状。

③细菌

细菌是单细胞的原核微生物，有球状、杆状、螺状三种基本形态。球菌直径的大小一般为0.5μm～2.0μm，球杆菌的长度为1.0μm～8.0μm，宽度多为0.5μm～1.0μm。螺菌的长度与宽度和杆菌相似，菌体常弯曲成螺旋状或波状。根据菌体的弯曲程度，螺菌又分为孤菌、螺旋菌和螺旋体。

在适宜的条件下，当细菌生长到一定的阶段就要进行繁殖。细菌以裂殖方式进行，结果是产生两个大小相同或相异的子细胞。在温度适合及营养充分时，有些细菌20分钟就可繁殖1代，理论上24小时能繁殖72代，其数量可达4万亿个。实际上由于外界条件的限制，细菌同步生长的可能性很小，其繁殖数量不会如此之大。

（2）微生物的营养物质

可以被微生物吸收和利用的物质称为微生物的营养物质。不同微生物对营养物质的需求不尽相同，有些微生物能够利用的物质十分广泛，有些则只能利用非常有限的物质。通过分析微生物的化学组分，其营养物质主要有：

①碳素化合物

碳素化合物是微生物菌体含量最多的物质，是构成微生物各部分的基本元素，约占细胞干重的50%，是产生各种代谢产物和细胞内储藏物质的主要原料，同时也是微生物的能量来源。

不同种类的微生物利用碳素化合物的状况不同。自养型微生物以二氧化碳为唯一的碳源合成碳素化合物，而异氧型微生物以有机碳素化合物作为碳源和能源，主要有单糖、低聚糖、多糖、有机酸、酵类和脂类等。还有一部分微生物能利用石油、碳烃化合物。因此，微生物的碳素营养物质的范围十分广泛，从简单的无机碳化物二氧化碳到复杂的有机碳化物纤维素都是它们的碳源。一般情况下，一种微生物只能利用数量有限的碳素化合物，如甲烷氧化菌利用甲烷和甲醇，纤维素分解菌只能利用纤维素。有些微生物能利用很多种碳素化合物，如洋葱假单胞菌可以利用90多种碳素化合物。

虽然能够被微生物利用的碳源很广泛，但能被多数微生物很好利用的碳素化合物是单糖和淀粉。其中，己糖、葡萄糖和果糖几乎能被每一种微生物。微生物对低聚糖的利用存在一个适应性问题，要经过相当长时间的适应，才能利用低聚糖。多糖一般不溶于水，在被微生物利用以前，首先要经过微生物分泌的酶的作用，否则难以被微生物细胞质膜吸收。纤维素比淀粉更难溶解，更难被微生物所。能分解纤维素的细菌有黏菌属、纤维杆菌属等，它们是危害档案文献的主要细菌类群。

②氮素化合物

不同种类的微生物含氮量差异较大，细菌和酵母菌含氮量占干重的7%～13%，霉菌含氮量约占干重的5%。氮素化合物是合成蛋白质和核酸的重要元素，主要用于合成细胞原生质和其他结构，对于微生物的生长、繁殖、遗传、变异等生理活动起着重要的作用。

档案文献库房中的氮素来源并不充裕，因此，档案文献库房中的微生物不能像在食品上那样容易生长繁殖，但照片、影片及使用的胶水、皮制封面等都是微生物氮素营养的重要来源。微生物能将其酶解成简单的含有较高氮素的氨和胺化物，供其吸收利用。

一般情况下，霉菌在20∶1～50∶1、细菌在5∶1左右的碳氮比（碳素和氮素营养的比例）时生长良好。档案文献库房有充足的碳源，但氮源受到了一定限制，因此，微生物生长较为迟缓。在胶片、有皮革封面或封底的档案文献库内，由于氮的含量相对丰富，微生物易生长。

③无机盐

无机盐是微生物生命活动中不可缺少的矿质营养物质。在微生物细胞中，碳、氢、氧、氮、磷、硫6种元素约占细胞干重的95%，而无机盐钾、钙、镁、铁、锰、钴、钼、铜、硼等含量虽然很少，但对微生物的生命活动起着重要的作用。

微生物所需的无机盐，有些是构成微生物的组分，有些是酶活性基的组分，有的用来调节细胞的渗透压、pH值、氧化还原电位，有的作为自养菌的能源。

纸张、塑料、明胶等档案文献制成材料中含有一定量的磷、硫等大量元素和铁、锌、铜等微量元素。微生物从档案文献制成材料中吸取碳素、氮素营养的同时，也吸取无机盐，以维持其生长发育的需要。随着档案文献制成材料被微生物吸收分解，档案文献也就随之发生变化，如载体的机械强度下降、字迹退色等。

④生长素

生长素是微生物维持正常生命活动所不可缺少的微量营养物质，包括维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。大多数维生素是酶的组分。有些氨基酸可以在人体内合成，而有些氨基酸不能在人体内合成，需要补充。嘌呤和嘧啶是核酸和辅酶的成分。微生物对生长素的需求量少，但缺乏生长素时无法生长，或生长得不好。由于需要量少，微生物在库房环境内易于获得。

⑤水分

水是微生物细胞的主要成分，占霉菌细胞重量的80%～90%，占细菌细胞重量的75%～85%。微生物所需的营养必须溶解在水中成为水溶液状态才能被吸收。另外，细胞的渗透、分泌、排泄等作用都要以水分为媒介。如果微生物机体中水分稍有缺乏，其代谢活动就会受到影响。这是微生物适宜于潮湿环境生活的重要原因，也是档案文献库房潮湿引起档案文献生霉腐烂的主要原因。

（3）微生物生活的环境条件

微生物的生长发育受周围环境条件的影响。适宜的环境条件能够促进微生物的生长发育，不适宜的环境条件将减缓、抑制微生物的生长发育甚至起致死作用。

①温度

温度对微生物的影响很大。微生物所进行的一系列生化活动都需要温度的保证，但又随温度的不同而发生变化。微生物有三种基本的温度范围，即最低、最适和最高温度。最低温度是微生物生长发育的温度下限，最高温度是微生物生长发育的温度上限，在最低和最高温度之间有一最适温区。在最适温区中，微生物生长最旺盛。根据不同种类微生物的最适温区，通常将微生物分为高温性、中温性、低温性微生物三种类型，见表3-6。

表3-6　微生物生长发育的温度范围

自然界绝大多数微生物属于中温性，其最适温区为25℃～37℃。危害档案文献的绝大多数微生物生长发育的最适温区为18℃～28℃。微生物生长发育的最适温区并不是绝对的，例如，好氧性的纤维素细菌能在较低温度下生长发育，其中许多种类在10℃～15℃时很好地分解纤维素，在22℃～30℃时发育最好，在35℃～37℃时发育微弱或完全不能发育。一般来说，微生物适应高温的能力比适应低温的能力差（真菌的孢子的适应能力很广，在高达50℃～55℃时仍能正常生长发育）。高温能使微生物体内蛋白质凝固，酶的活性遭到破坏，呈现不可逆的死亡。低温下微生物停止生长，但其原生质结构通常未遭到破坏，能在一定时间内保持其生命活力。一旦遇到适宜的生长条件，仍可恢复正常的生命活动。同时，这种最适宜生长发育温度与环境的相对湿度有很大的关系。例如，在70%的相对湿度环境中，真菌生长发育的最适温度为25℃左右；在95%的相对湿度环境中，它生长发育的最适温度为30℃；而在100%相对湿度环境中，它生长发育的最适温度为37.5℃。

微生物对不适宜的温度有一定的忍耐力。这种忍耐力因微生物的种类、发育时间不同而不同。霉菌孢子对高温的抵抗能力很强，干燥时在120℃时处理30—60分钟、潮湿时在70℃～80℃条件下处理30分钟才能被杀死。某些微生物对低温的抗性较强，毛霉属的孢子在－18℃～－25℃的低温条件下可以存活40天；细菌芽孢对高温的抵抗力更强，某些菌的芽孢在100℃时需360分钟才会全部死亡。

②湿度和水分

危害档案文献的微生物所需的水分与环境湿度关系非常密切。根据微生物生长发育所需湿度，可以将微生物分为三类：湿生性、中湿生性及干生性微生物。其生长发育的最适湿度湿生性微生物为90%以上，中湿生性微生物为80%～90%，干生性微生物为80%以下。危害档案文献的细菌一般是湿生性微生物，大多数霉菌是中湿生性微生物。

一般来说，微生物在相对湿度为70%以上的环境下能较好地生长繁殖。其中，细菌对水分的要求较高，如好氧性纤维素细菌只有在纤维素湿度足够时才能生长发育。霉菌在纸质档案文献上生霉的临界湿度为72.8%。当环境湿度为80%～90%时，霉菌生长速度加快；湿度高到95%时，其生长率最大。因此，通常把70%相对湿度作为长霉的临界湿度。

③酸碱度

酸碱度一般用pH值表示，是指溶液中氢离子浓度的常用对数的负值。pH值对微生物细胞膜的渗透性有着直接的影响。当环境的pH值变化时，微生物的细胞膜的渗透性发生改变，进而影响到菌体内酶的活性代谢途径以及菌体对营养物质的吸收。同时，环境中的pH值对氧的溶解、氧化还原电位等均有一定的影响。

微生物的生长繁殖与环境的pH值关系非常密切。各种微生物都有自己最适宜生长的pH值范围，大多数细菌适宜的pH值为4～10，最适范围为7～8；大多数霉菌和酵母菌的适宜pH值为1.5～10，最适范围为4.8～6。微生物在其生命活动过程中不断排出代谢产物，如黑曲霉可以产生酸性物质——柠檬酸，导致生长环境的pH值改变，进而抑制其他微生物的生长繁殖。有的兼性厌氧性微生物进行的生化反应过程不彻底，产生的代谢产物既有挥发性的酸（包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等），也有无挥发性的酸（包括乳酸、琥珀酸等），增加了环境的酸度。由于档案文献纸张本身大多呈酸性，适合于微生物的生长发育，因此，档案文献库内的微生物多数为嗜酸性微生物。

④辐射

微生物在微波的辐射下，其细胞的蛋白质和核酸等高分子化合物的极性基团高速旋转振动，既可造成这些高分子物质中的氢键松弛、断裂和重组，使细胞结构功能紊乱甚至破坏，也可使菌体升温脱水，引起微生物体内的蛋白质凝固、变性，从而导致死亡。在通常情况下，当温度升至55℃左右时，微波辐射5分钟，可杀灭黑曲霉等多种危害档案文献的微生物菌体及孢子。

与微生物生长发育有关的射线包括可见光、紫外线、x射线和γ射线。有氧的条件下，持续较强的可见光能产生光氧化作用，导致某些酶和其他敏感成分失去活性，引起微生物的死亡；在无氧的条件下，光对微生物基本上无损害。

在紫外线的作用下，尤其是波长在265nm～266nm的紫外线能够引起微生物的某些结构变异，干扰脱氧核糖核酸（DNA）的复制。当辐照的剂量达到一定程度时，微生物原生质的胶体变性，蛋白质凝固。

⑤氧气

微生物细胞的呼吸是微生物体内不断地摄入氧气以氧化分解糖和脂肪等有机物，同时产生二氧化碳和水并释放出能量的生物氧化过程。

根据微生物呼吸是否需要氧气的特点，可以将微生物分为好氧性微生物、厌氧性微生物、兼性厌氧性微生物三类。其中，好氧性微生物的生命活动中需要氧气，没有氧就不能正常生活。厌氧性微生物的生命活动中不需要氧气，能够进行无氧呼吸。兼性厌氧性微生物在有氧条件下能够正常生长发育，在无氧条件下也可生活。可见，好氧性微生物是档案文献库房内微生物的主体，厌氧性、兼性厌氧性微生物在档案文献库房内难以存活。

（4）微生物的危害

不同的微生物在档案文献制成材料中的分布不同，这是由它们的生活习性决定的，见表3-7。^[25]

表3-7　常见档案文献微生物的分布

续表

（注：√表示在该载体上有分布）

可以看到，危害档案文献的微生物有广谱性的（如黑曲霉、绿色木霉），也有仅仅危害一种或两种档案文献制成材料的（如葡萄状穗霉、极毛杆菌）。它们既危害纸质档案文献，也危害新型载体档案文献，如照片、影片等。总之，微生物对档案文献的危害主要表现在破坏档案文献文献遗产制成材料、污染档案文献等多个方面。

3.1.3.2　害虫

广义地讲，“档案害虫是在一定的条件下，能够直接或间接地危害档案材料的一个或几个特殊类型的动物种群”。^[26]因此，档案文献害虫包括危害各种档案文献制成材料的昆虫、鼠类等。狭义的档案文献害虫是指危害档案文献的昆虫纲昆虫。

（1）危害档案文献遗产的主要害虫类型

从档案文献害虫发生的渊源上看，档案文献害虫是从仓库害虫演变而来的。仓库害虫是人们收藏粮食等物品时带入库内的。随着人们收藏物品种类的变化，仓库害虫逐渐适应了这一变化，并且在库房内生长繁殖。当人们在库房内收藏档案文献资料时，仓库害虫逐渐演变为档案文献害虫。

档案文献害虫的种类及分布与地理位置和气候条件紧密相关。档案馆及其他文献保管单位因所处的地理位置和气候条件的差异，害虫的分布并不相同。据20世纪80年代末统计，我国各种档案文献害虫共有6目46种；1994年全国共发现档案文献害虫6目13科54种。随着调查研究的深入，新种在不断发现。^[27]根据最新文献记载，目前全国共发现档案文献害虫6目21科70种。其中，中国特有种包括台湾衣鱼、黑胸散白蚁、红圆皮蠹、中华圆皮蠹、档案窃蠹、短鼻木象等6种。

（2）档案文献害虫的生长发育

档案文献害虫是卵生的，整个发育过程可以分为两个阶段：第一阶段是胚胎发育，即在卵内孵化出幼虫的阶段；第二阶段是胚后发育，即幼虫从卵内孵化出来开始到成虫的性成熟的阶段。后一阶段又因害虫种类的不同而划分为若干个不同的阶段。

一般来说，档案文献害虫从卵的孵化到成虫，不仅要经过外部形态的变化，还要经过内部构造以及生活习性的一系列适应，这一过程称为变态。档案文献害虫的变态分为不完全变态和完全变态。不完全变态害虫的发育要经过卵、若虫和成虫三个阶段，其特点是：若虫的外部形态与成虫基本相似，但身体较小，翅和性器官发育不全。不完全变态档案文献害虫有蟑螂、毛衣鱼、蜚蠊、家白蚁等。完全变态害虫的发育要经过卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段，其特点是：幼虫和成虫不仅外形不同，而且内部器官和生活习性也不一样，蛹期是卵孵化后的幼虫到成虫的过渡阶段。完全变态的档案文献害虫有档案窃蠹、黑皮蠹、烟草甲、鳞毛粉蠹、百怪皮蠹等。

（3）档案文献害虫生长的环境条件

档案文献害虫生长发育除了需要食料外还需要一定的环境条件。这些环境条件包括温度、湿度、空气成分、光线、天敌、人为因子等。

①温度

档案文献害虫是变温动物，体温的高低取决于环境温度。8℃～40℃是维持害虫生命活动的有效温区，25℃～32℃是害虫生长发育的最适温区。在最适温区内，生命活动最旺盛，发育、繁殖最快。超过了这一温区则发育迟缓，甚至死亡。－40℃～8℃是害虫的停育低温区，－40℃以下是害虫的致死低温区，40℃～48℃是害虫的停育高温区，48℃以上是害虫的致死高温区。

不同种类的害虫对温度反应有明显差异。即使是同一种害虫，在不同的温度条件下发育也不相同。如烟草甲在炎热地区每年可发生7～8代，在寒冷地区每年发生1～2代；在30℃～35℃时每代约需33天，25℃时约需50天，20℃时约需120天。

害虫的生长发育与温度的变化率有密切关系：当温度缓慢地发生变化时，害虫可以适应；当温度突然发生变化时，害虫不能适应，其生命活动受到抑制甚至死亡。

害虫的生理状况与温度也有一定关系。本身含水分少、脂肪多的害虫，如越冬害虫，能耐较低温度。刚孵出的幼虫、蜕皮后的幼虫耐寒性较差。对于同一虫态的害虫而言，耐寒能力比耐高温能力强。在高温条件下，一方面虫体所含的蛋白质变性，另一方面高温破坏了害虫体壁的护蜡层和蜡层，使得害虫体内水分迅速蒸发，害虫发生了不可逆的死亡。害虫的耐寒性与害虫组织中的游离水、结合水含量有关。结合水是指虫体细胞中被原生质胶体颗粒所吸附的一部分水分，不易受温度变化影响而失去。另外一种水分未被原生质胶体颗粒所吸附，容易受温度影响而丧失，称为游离水。当结合水在体内组织中的水大于游离水时，害虫具有较强的耐寒性；相反，当游离水的含量小于结合水含量时，害虫的耐寒性较弱。低温抑制了虫体细胞的生命活动，害虫对这种抑制作用有一定的适应性。因此，害虫忍受低温的能力较强。

②水和湿度

水是一切生物生命活动的重要介质。水对档案文献害虫的消化作用的进行、营养物质的吸收、废弃物质的排出、体温的调节等都有重要的作用。一般害虫体内的含水量占体重的50%左右，有的高达90%。没有水，害虫的生理活动不能正常进行。

不同的档案文献害虫，或同一种档案文献害虫在不同的虫期或生理状况时，其体内的含水量以及对水分的需求是不相同的，但都存在一个失水和获水的平衡问题。一旦害虫体内获水与失水失去了平衡，害虫正常的生理机能会受到影响。在环境温度高、湿度低时，害虫获水较少，失水较多，获水与失水失去平衡，其正常的生理活动会受影响，严重时可引起死亡。

在一定温度下，相对湿度与卵的孵化率有密切的关系。如烟草甲在温度为30℃、相对湿度为40%～60%时孵化率为50%，相对湿度为70%以上时孵化率可达90%。

③空气成分

档案文献害虫呼吸的目的在于摄取氧气，氧化取食的有机物质，释放能量以维持生命，同时将产生的二氧化碳排出体外。因此，害虫所处环境的空气成分（尤其是含氧量）对害虫的生命活动有很重要的作用。

④光线

同其他生物一样，档案文献害虫有自身的“生物钟”。有的害虫喜欢在黑暗环境下活动，有的害虫喜欢在白天活动，也有的害虫能在昼夜活动，这是它们长期适应的结果。如果改变光照条件，如给趋光性害虫以黑暗，或者给在黑暗中活动的害虫以光照，害虫就会由于不能适应而改变自身的活动规律，甚至引起其机体的死亡。光对档案文献害虫的影响，除了昼夜活动节律以外，还有生长、发育、繁殖、活动、取食等多个方面。

⑤天敌

许多害虫都有自己的天敌。如赤眼蜂是许多农作物害虫的天敌，食蠊小蜂是蜚蠊的天敌等。害虫天敌可以应用于生物防治。生物防治成本低、效果好，又不污染环境，目前已被各国应用于农业生产，是一种具有广阔发展前景的害虫防治方法。当然，一旦将档案文献害虫天敌引入到档案文献防治，这些害虫天敌可能破坏档案文献保管环境，甚至档案文献本身，必须慎重考虑。

3.1.3.3　鼠类

全世界约有2800多种鼠，我国已知175种。鼠类生命力旺盛，适应环境的能力强，几乎地球上任何地方都有它的踪迹。在我国北方，鼠类是档案文献遗产的重大威胁。

（1）危害档案文献遗产的鼠类

根据鼠类主要栖息场所的不同，可以将鼠类分为家鼠和野鼠两大类，前者（主要包括黑家鼠、小家鼠、褐家鼠等）对档案文献遗产构成了危害。

（2）鼠类对档案文献遗产的危害

鼠类有非常锐利的牙齿。虽然只有上下门牙各一对，但终身生长而且生长很快，需要不断地磨短，以保持合适的长度。这种生理上的要求，使得它们即使是在饱食之后仍然啮咬东西（包括土木建筑、塑料、薄的金属皮等）。档案文献的边缘常被啮咬，有时成为碎片，导致部分档案文献残缺不全，无法修复。

破坏档案文献装具，包括档案文献盒、档案文献箱（柜、架）等。档案文献装具被鼠类破坏后，不仅为鼠类进一步破坏装具内档案文献提供了方便，同时为霉菌、害虫以及光线、有害气体等因素对档案文献产生危害创造条件。

鼠类进入档案文献库房后，到处觅食，随处排泄。各种分泌物如唾液、粪便等严重污染了档案文献，使字迹退变、洇化。鼠类分泌物形成各种污斑，很难清除，有时使档案文献黏结成“砖”，无法修复。

鼠类对档案文献库房设备及建筑物的损坏十分严重。由于档案文献库房环境安静、温差不大，是鼠类理想的栖息之地。老鼠通过挖墙基、打洞穴、钻水道等各种途径入侵库房。一旦进入库房，便在地板下、墙脚及各种设备处筑巢，生息繁殖，并到处破坏，如啮咬档案文献、电线、仪器设备。有时还破坏库房的防潮防水结构，造成库房渗漏，对档案文献的安全造成威胁。

总而言之，鼠类同档案文献害虫、微生物一样，对档案文献有着直接或间接的危害，是档案文献保护工作应该防治的重点。