发布时间:2025-03-19 08:31:39被阅览数:57 次信息来源：《中国档案》
作者：张红霞 范璟玉 马文杰 牛子文 丁双玫 卢少华
档案作为承载历史、文化和组织信息的重要载体，在记录和传承过程中发挥着不可替代的作用。然而，由于档案材料多为纸张、皮革等有机物质，容易受到害虫的侵害，导致无法挽回的损失。烟草甲Lasioderma serricorne属鞘翅目（Coleoptera）窃蠹科（Anobiidae），是一种世界性分布的储藏物害虫。不仅危害烟叶、中草药、茶叶、豆类等制品，在书籍纸张中也常有发生，尤其是在高温高湿地区，常有档案储存过程中被烟草甲虫蛀的报道。烟草甲通过直接取食纸张，破坏档案的整体结构，档案原貌受损严重、字迹无法辨认、档案实体朽烂，虫蛀蚀后的档案内往往残留有虫便和虫尸，又对档案造成二次污染，严重危害档案的储存安全。化学药剂熏蒸是储藏物害虫防治的主要手段，但化学药剂的长期使用导致害虫产生了不同程度的抗药性。过度使用杀虫剂极易造成档案库房中的挥发性有机物总量（TVOC）浓度增加，造成档案库房环境污染，严重影响档案工作者的身体健康。
低温冷冻是一种绿色、环保的档案害虫防治技术。通过将档案置于低温环境之中，不仅能有效地杀虫、防虫，还能避免使用熏蒸剂对人体的伤害和对档案库房环境的污染。已有研究表明，低温冷冻处理（-15°C、50min）能够完全杀死印度谷螟幼虫，且-15°C冷冻55h后，花斑皮蠹幼虫死亡率达到百分之百。采用-20°C冷冻6h后白腹皮蠹完全死亡。石华平等学者证实在低温冷冻库内达到深冷温度（-36°C～-40°C）能够有效杀死烟草甲、花斑皮蠹和黑毛皮蠹的幼虫。虽然低温冷冻处理能有效控制档案害虫的发生，但低温冷冻会使纸张在冷冻过程中吸收水分，水分在低温下结冰膨胀，破坏纸张内部结构，可能对纸张机械性征产生不利的影响。已有研究发现，低温冷冻（-30°C～-25°C）48h后，纸张的耐破度和撕裂度等机械性能均显著减小。闫智培等人研究发现干燥的酸性纸在-20°C冷冻1周后耐折度下降了5.1%。若低温冷冻时档案摆放方式不当，即使降温至-28°C，冷空气不能充分进入档案内部，害虫死亡率仍不超过13%。因此，评价低温冷冻法的杀虫效果以及对档案载体的性能影响，确定在实际使用中最合适的冷冻温度与冷冻时间对档案纸张的保护有着重要的现实意义。
本研究采用不同低温处理烟草甲的全虫态，测定低温冷冻对烟草甲致死效果，以及有效杀死害虫全虫态的低温条件对宣纸、皮纸、新书纸、旧书纸、打印纸和新闻纸的物理性征的影响，指导低温冷冻技术在纸质档案有害生物防控的应用，为绿色防治档案害虫提供参考。
实验方案
1.实验仪器及试剂
电热恒温培养箱（武汉恒苏净科学仪器有限公司），电子分析天平（上海良平仪器仪表有限公司），抗张强度测定仪、撕裂度测定仪、耐破度测定仪（广州恒科自动化设备有限公司），白度测定仪（杭州研特科技有限公司），冷冻消毒柜（珠海恒讯科技有限公司）。
2.实验样本
实验选用烟草甲采自河南郑州，于河南工业大学储藏物昆虫实验室培养数代。以全麦粉作为饲料，在温度28°C±1°C、相对湿度65°C±5%、无光照的恒温恒湿培养箱中饲养。随机取初羽化的烟草甲成虫500头，转入含有饲料的塑料瓶中培养3日后，用筛网筛出虫卵。取部分虫卵用于实验，部分卵继续培养至幼虫、蛹和成虫，分别取15日龄幼虫、2日龄蛹和羽化3日的成虫用于低温冷冻实验。
实验所用纸质档案载体为宣纸、皮纸、新书纸、旧书纸、打印纸、新闻纸。
3.实验方法
（1）低温对烟草甲的致死作用
随机选取烟草甲的卵、幼虫、蛹和成虫各40头分别放置虫笼内，虫笼为长40mm、直径10mm的开放圆柱管，两端开口，并用80目绢纱密封。6种纸样呈竖状整齐摆放，并在中心挖孔，将虫笼置于挖孔处，模拟档案中害虫发生情况。分别用-10°C、-20°C和-30°C冷冻温度处理12h、24h、48h、72h，每个温度设置3个重复。处理结束后取出虫笼，室温静置8h后放入培养箱中继续培养观察，每天记录试虫的死亡情况，连续记录15日。计算校正死亡率（以下描述均用死亡率代替），校正死亡率计算公式为：校正死亡率（%）=×100%。
（2）纸张性能测定实验
选择完全致死烟草甲全虫态的冷冻处理组的纸张测定其物理性能。实验组纸张低温冷冻处理与杀虫操作同时进行，冷冻结束后回温1日，根据国标要求对选取的6种纸样进行物理性能测定，分别检测其白度、耐破度、抗张强度和撕裂度。本实验采用单位定量样品的拉伸力即抗张指数来表示纸张的抗张强度，采用耐破指数来表示纸张的耐破强度，用撕裂指数来衡量纸张撕裂度的大小。上述指标测定均在温度23°C±1°C，相对湿度50%±2%的环境中进行，各指标均测定12次。
4.数据统计分析
使用SPSS20.0软件进行数据统计分析。首先检测数据方差齐性和正态性，不符合正态分布的数据进行平方根反正弦转换。采用单因素方差分析（OneWayANOVA）评价在相同温度不同时间以及相同时间不同温度下烟草甲的死亡率差异；采用独立样本t检验分析纸张在两种完全致死烟草甲条件下的物理性能，当方差差异显著时用Duncan's新复极差法对均值进行比较，差异性显著水平设置为P<0.05。
实验结果及分析
1.低温冷冻对烟草甲的致死效果
随着低温处理时间的延长和温度的降低，烟草甲幼虫的死亡率显著升高（如表1所示）。低温处理12h、24h、48h时，-20°C、-30°C条件下烟草甲幼虫死亡率均为100%，显著高于-10°C处理下烟草甲幼虫的死亡率（P<0.05），而冷冻处理72h时烟草甲幼虫在-10°C、-20°C和-30°C下死亡率均为100%，说明在相同处理时间内，随着温度的降低，烟草甲幼虫的死亡率逐渐上升。相同温度下，随着处理时间的延长，烟草甲幼虫的死亡率逐渐上升，在-10°C下处理12h、24h、48h、72h的烟草甲幼虫死亡率依次升高（P<0.05），分别为35.56%（12h）<53.33%（24h）<84.44%（48h）<100.00%（72h）。烟草甲的卵、蛹和成虫在-10°C、-20°C、-30°C条件下处理12h、24h、48h、72h死亡率均为100％。低温冷冻处理能有效控制档案害虫烟草甲全虫态，冷冻温度较高时，可通过延长冷冻时间达到杀虫效果。
表1 低温冷冻对烟草甲卵、幼虫、蛹、成虫的死亡率影响
注：表中数据为平均值±标准误差。不同大写字母表示不同温度处理烟草甲卵、幼虫、蛹、成虫相同时间的校正死亡率差异显著；不同小写字母表示相同温度处理烟草甲卵、幼虫、蛹、成虫不同时间的校正死亡率差异显著，P<0.05。
2.低温冷冻对纸张性能的影响
在-10°C、72h和-20°C、12h处理条件下烟草甲全虫态均被杀死，为了比较低温冷冻对纸张性征的影响，选择测试这2个处理条件下6种纸张的物理性能。
（1）低温冷冻对纸张白度的影响
宣纸、皮纸、旧书纸、新书纸、打印纸、新闻纸的白度在-20°C、12h和-10°C、72h处理组间的差异均不显著（P>0.05）（如图1所示），表明低温冷冻处理对纸张的白度没有影响。
图1 不同温度和处理时间对纸张白度的影响
注：图中数据为平均数±标准误。ns表示两种条件下白度经独立样本t检验法检验差异不显著（P>0.05）。
（2）低温冷冻对纸张机械性能的影响
宣纸、皮纸、旧书纸、打印纸和新闻纸的耐破指数在-20°C、12h处理和-10°C、72h处理组之间的差异均不显著（P>0.05）（如图2所示）；而与-10°C、72h处理的新书纸相比，-20°C、12h处理的新书纸的耐破指数显著降低了19.96%（P<0.05），处理温度越低新书纸更容易破裂。
图2 不同温度和处理时间对纸张耐破指数的影响
注：图中数据为平均数±标准误。*表示两种条件下耐破指数经独立样本t检验法检验差异显著（P<0.05）。ns表示两种条件下耐破指数经独立样本t检验法检验差 异 不 显 著（P>0.05）。
与-10°C、72h处理的纸张相比，-20°C、12h处理的皮纸和打印纸的横向和纵向的抗张指数均显著降低（P<0.05），-20°C、12h处理的新书纸、旧书纸和宣纸的横向的抗张指数均显著降低（P<0.05），-20°C、12h处理的新闻纸的纵向的抗张指数均显著降低（P<0.05），说明冷冻温度对纸张抗张指数的影响大于冷冻时间对纸张的影响，而纸张的横向和纵向抗张指数的差异可能是纸张纤维排列的差异造成的（如图3所示）。
图3 不同温度和处理时间对纸张抗张指数的影响
注：图中数据为平均数±标准误。***和**表示两种条件下抗张指数经独立样本t检验法检验差异显著（P<0.001和P<0.01）。ns表示两种条件下抗张指数经独立样本t检验法检验差异不显著（P>0.05）。
降低冷冻温度后，6种纸张的撕裂指数（横向、纵向）均有一定程度的下降。与-10°C、72h处理的纸张相比，-20°C、12h处理的旧书纸的横向和纵向的撕裂指数显著降低（P<0.05）；-20°C、12h处理的新书纸和新闻纸的横向的撕裂指数均显著降低（P<0.05）；而打印纸、皮纸和宣纸的撕裂指数在2种低温冷冻处理下的差异不显著（P>0.05），表明在-10°C、72h下冷冻处理纸张的抗撕裂能力更强（如图4所示）。
图4 不同温度和处理时间对纸张撕裂指数的影响
注：图中数据为平均数±标准误。*表示两种条件下撕裂指数经独立样本t检验法检验差异显著（P<0.05）。ns表示两种条件下撕裂指数经独立样本t检验法检验差 异 不 显 著（P>0.05）。
讨论与展望
档案作为历史的记录，是文化传承的重要载体。档案安全是档案工作的生命线，在档案保护工作中，低温冷冻技术因其对环境友好、操作简便等优点，被广泛应用于档案害虫的防治。本研究发现低温冷冻处理能有效控制档案害虫烟草甲全虫态，当温度达到-20°C和-30°C，12h即可杀死烟草甲全虫态，上调温度、延长处理时间（-10°C、72h）时也可以达到同样的杀虫效果；而冷冻温度越低对档案纸张的影响越大，且冷冻温度对纸张机械性能的影响大于时间对纸张的影响。
低温冷冻处理能够有效杀死档案中的害虫，且随着冷冻温度的下降能显著缩短杀虫时间。本研究发现-10°C、72h，-20°C、12h，-30°C、12h处理条件均能杀死烟草甲的全虫态。已有研究表明，在-10°C条件下，烟草甲的卵和成虫1h后全部死亡，而烟草甲幼虫在处理72h后也全部死亡；花斑皮蠹幼虫在-20°C环境下暴露24h后的死亡率已高达100％。不同虫态的害虫对低温冷冻的耐受性不同。本研究发现烟草甲不同虫态对低温冷冻的耐受性顺序为：幼虫>成虫≈卵≈蛹。前人比较烟草甲卵、幼虫、蛹和成虫的时间-温度-死亡率关系，发现-10°C低温处理对烟草甲幼虫的LT99（达到99%致死率需要的时间）为11.31h，对烟草甲成虫的LT99为1.47h。由此可知，在低温冷冻处理杀死档案害虫时，应以杀死最耐低温的害虫虫态的处理条件为准。
低温冷冻能够造成纸张纤维角质化，导致纸张的机械强度下降。宋先亮等发现纸张纤维之间的结合力在-23°C冷冻72h后变弱，纸张的抗张指数、耐破指数显著降低。本研究发现，与-10°C、72h处理组相比较，-20°C、12h处理的6种纸张的机械强度（抗张指数和撕裂指数）均有不同程度下降，说明冷冻处理温度越低对纸张的耐久性影响越大，推测是当冷冻温度降低时，纸张纤维结构将吸收更多的水分，从而破坏纤维素分子之间的氢键，使纤维间结合力减弱，造成纸张强度下降。此外，宣纸、旧书纸和新书纸的纵向抗张指数在-10°C、72h和-20°C、12h处理下无明显差异，而横向抗张指数在-20°C、12h处理后显著下降，这可能是由于纸张的制造工艺差异造成的。在造纸过程中，纸张的纵向纤维顺直，横向纤维则因为交织而形成了更多的结合点，低温冷冻时纸张水分在横向上的分布更多，对纸张横向的影响更大。本研究还发现在-20°C、12h和-10°C、72h处理下，6种纸张的白度均没有显著变化。李小燕和袁可等人研究发现低温冷冻处理不会对纸张（图书纸张、机制复印纸、桑皮纸、宣纸和棉纸）的白度造成影响，纸张白度的变化与纸张木质素含量、填料种类和用量有关，且在低温冷冻时避免了空气污染物、霉菌、酸碱性变化等可能影响的因素，因此低温冷冻不会对纸张的白度造成不利影响。
综上所述，低温冷冻处理能够有效杀死档案害虫，但不合理的冷冻温度和时间会对纸张的机械强度造成不利影响。因此，在图书馆、档案馆等开展冷冻杀虫的工作中，应首先调查评估害虫发生情况和纸张特点，综合考虑杀灭对象、档案类型和经济成本，采用合理的冷冻温度和处理时长，实现档案长期安全保存的目标。
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作者单位：河南省档案馆、河南工业大学、国家档案局科研所
责任编辑：王辉
