乳化炸藥爆炸殘留物分析

樊俊丹，王力春

（重慶市公安局物證鑒定中心，重慶 400021）

·技術(shù)與應(yīng)用·

乳化炸藥爆炸殘留物分析

樊俊丹，王力春

（重慶市公安局物證鑒定中心，重慶 400021）

目的 探討乳化炸藥爆炸案件中導(dǎo)致爆炸殘留物中銨根離子、硝酸根離子含量偏低的原因。方法 通過實(shí)際爆炸案例分析，實(shí)地了解乳化炸藥制造工藝，采用離子色譜法檢驗(yàn)爆炸案件及爆炸實(shí)驗(yàn)提取的殘留物中銨根離子和硝酸根離子成分含量。通過與空白樣本對(duì)比，分析導(dǎo)致乳化炸藥爆炸殘留物中銨根離子、硝酸根離子含量降低的原因。結(jié)果 經(jīng)過生產(chǎn)工藝改進(jìn)的乳化炸藥爆炸后，其殘留物中檢出硝酸根和銨根離子的含量沒有明顯高于現(xiàn)場空白樣本。結(jié)論 通過考察分析、對(duì)比檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝改進(jìn)是導(dǎo)致乳化炸藥爆炸殘留物中銨根離子和硝酸根離子含量偏低的原因。針對(duì)這一問題，本文提出了一些相應(yīng)的解決方案。

乳化炸藥；爆炸殘留物；離子色譜

我國乳化炸藥主要用于民爆行業(yè)，其主要成分有硝酸銨、水、復(fù)合油、乳化劑等。爆炸殘留物中硝酸根離子和銨根離子的檢驗(yàn)是確定該類炸藥的主要依據(jù)，目前常使用的檢驗(yàn)方法有離子色譜法［1］、氣相色譜法［2］等。一般情況下，乳化炸藥爆炸后在爆炸殘留物中檢出的硝酸根和銨根離子含量會(huì)明顯高于現(xiàn)場空白樣本。但在近期發(fā)生的幾起乳化炸藥爆炸案中，爆炸殘留物中檢出的硝酸根和銨根離子含量與空白樣本十分相近，致使案件炸藥定性成為難點(diǎn)。本研究以一起類似案件為例開展研究，使用離子色譜儀對(duì)現(xiàn)場提取的爆炸殘留物及空白樣本進(jìn)行檢驗(yàn)，探索乳化炸藥爆炸殘留物的定性分析方法。

1 物證提取

2014年某日凌晨，某鎮(zhèn)發(fā)生一起爆炸案。經(jīng)勘查發(fā)現(xiàn)一90 cm×65 cm的炸坑，深40 cm。在炸坑?xùn)|側(cè)有大量玻璃、鋁合金窗框等殘留物。對(duì)爆炸殘留物采取多點(diǎn)提?。阂皇翘崛≌犹幫寥廊舾?、石塊及殘留電線；二是以炸坑為圓心，按順風(fēng)方向向周邊輻射提取表層塵土，數(shù)量為100～150 g，并記錄采取面積。1 m范圍內(nèi)，每隔30 cm收集1次，共2次；1～3 m范圍內(nèi)，每隔1 m收集1次，共2次；3～20 m范圍內(nèi)，隔10 m收集1次，共2次。在爆炸現(xiàn)場附近提取無炸藥殘留物污染的表層塵土作為空白樣本。

2 檢 驗(yàn)

2.1 儀器及試劑

ICS-1500陰離子型離子色譜儀（Dionex，美國），ICS-1500陽離子型離子色譜儀（Dionex，美國），Chromeleon6色譜工作站（Dionex，美國），RFC-30淋洗液自動(dòng)發(fā)生器，高速離心機(jī)（Beckman，美國），Direct-Q超純水發(fā)生器（Millipore，美國）。

硝酸根離子標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 mg/L，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心），銨根離子標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 mg/L，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）。

2.2 色譜條件

陰離子色譜采用AS19分離柱；柱溫、檢測器溫度：30℃；抑制器電流：79 mA；淋洗液：20 nM KOH、流量1 mL/min；陽離子色譜采用CS12分離柱；柱溫、檢測器溫度：30℃；抑制器電流：59 mA；淋洗液：20 nM MSA、流量1 mL/min。

2.3 樣品前處理及檢驗(yàn)

使用天平稱取不同地點(diǎn)提取的爆炸殘留物及空白樣品各20 g，分別置于50 mL試管中，加入30 mL去離子水，充分震蕩后高速離心，提取上清液，用離子色譜儀進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果見表1。

表 1 爆炸殘留物中硝酸根、銨根離子含量一覽表Table 1 Content of nitrate， ammonium ion in explosive residue

3 爆炸實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

上述檢驗(yàn)結(jié)果無法確定該案所用的炸藥為硝銨炸藥。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，炸藥來自某礦廠的乳化炸藥。按照以往的經(jīng)驗(yàn)，在殘留物中會(huì)檢出大量硝酸根和銨根離子，但現(xiàn)場提取多處爆炸殘留物中檢出硝酸根和銨根離子的含量與環(huán)境空白樣本十分相近，這成為本案最大的疑點(diǎn)。從該礦廠提取同類炸藥，使用相近炸藥用量，在相近地面載體上引爆，進(jìn)行爆炸實(shí)驗(yàn)以還原現(xiàn)場。按照案件現(xiàn)場的取樣方式和檢驗(yàn)方法對(duì)爆炸實(shí)驗(yàn)中的爆炸殘留物進(jìn)行提取和檢驗(yàn)。結(jié)果表明，此次實(shí)驗(yàn)檢出硝酸根、銨根離子的含量也與環(huán)境空白樣本十分相近，和爆炸現(xiàn)場檢驗(yàn)的結(jié)果一致。圖1～圖6為現(xiàn)場、爆炸實(shí)驗(yàn)炸坑土壤與空白樣本離子色譜對(duì)比圖。

4 討 論

本案現(xiàn)場爆炸殘留物和爆炸實(shí)驗(yàn)殘留物檢出的硝酸根和銨根離子含量均較低，明顯區(qū)別于以往同類案件。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，乳化炸藥的配方近年來變化不大，其中硝酸銨的含量一般在78%～82%，典型配方為74.3%。由于技術(shù)的改進(jìn)和完善，微機(jī)控制連續(xù)化生產(chǎn)工藝已經(jīng)成為乳化炸藥生產(chǎn)主流，各種乳化器、連續(xù)冷卻裝置、連續(xù)敏化機(jī)、自動(dòng)裝藥機(jī)和連續(xù)中包技術(shù)等［3］，使硝酸銨和復(fù)合油相混合更加均勻，炸藥的密度從1.4降低至1.1［4］，形成粒度相同的油包水相，粒度分散更加均勻，與空氣接觸面積增加，硝酸銨氧化還原反應(yīng)徹底。這一點(diǎn)和爆炸實(shí)驗(yàn)相印證。爆炸過程中形成了巨大的青白色煙氣團(tuán)，顏色較以往實(shí)驗(yàn)中的濃白色不同，說明硝酸銨反應(yīng)率提高。

乳化炸藥生產(chǎn)工藝的改進(jìn)導(dǎo)致爆炸更充分，殘留物更少，硝酸根和銨根離子的檢驗(yàn)難度加大。因此在檢驗(yàn)乳化炸藥時(shí)，應(yīng)注意以下三點(diǎn)：

（1）針對(duì)乳化炸藥可以進(jìn)一步研究復(fù)合油相中蜂蠟、乳化劑失水山梨醇單油酸酯（span-80）、聚乙烯丁二酰亞胺 （PCE）、聚烯烴酰胺類高分子殘留物的檢驗(yàn)，以及起爆藥雷管中單質(zhì)有機(jī)炸藥RDX、PTEN的檢驗(yàn)，同時(shí)提高案件現(xiàn)場勘查中有效檢材的提取率；

（2）通過現(xiàn)場遺留物品判斷炸藥性質(zhì)，如本案中遺留的電線和電池組提示嫌疑人使用的是電雷管起爆炸藥，從而推斷乳化炸藥的可能性很大；

（3）通過其它物證的檢驗(yàn)和偵查排查，將爆炸殘留物分類收集存儲(chǔ)。從嫌疑人供述中了解炸藥的種類，有針對(duì)性的篩查現(xiàn)場物證，將嫌疑人的供述、受害人的陳述、視頻偵查、偵查、實(shí)檢驗(yàn)等形成完整的證據(jù)鏈。

圖 1 案件現(xiàn)場炸坑陽離子色譜圖Fig.1 Cationic chromatogram of scene sample

圖 2 案件現(xiàn)場炸坑陰離子色譜圖Fig.2 Negative ion chromatogram of scene sample

圖 3 爆炸實(shí)驗(yàn)炸坑陽離子色譜圖Fig.3 Cationic chromatogram of explosive experimental sample

圖 4 爆炸實(shí)驗(yàn)炸坑陰離子色譜圖Fig.4 Negative ion chromatogram of explosive experiment

圖 5 空白樣本陽離子色譜圖Fig.5 Cationic chromatogram of blank sample

圖 6 空白樣本陰離子色譜圖Fig.6 Negative ion chromatogram of blank sample

［1］ 裴茂清，郭海榮. 離子色譜在無機(jī)炸藥分析中的應(yīng)用［J］. 刑事技術(shù)，2005（6）：13-14.

［2］ 朱清烈，徐雪松. 氣相色譜法同時(shí)測定硝銨炸藥中的TNT和硝酸根離子［J］. 刑事技術(shù)，1988（3）：37.

［3］ 何楠，吳龍祥. 我國乳化炸藥工藝及設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］. 爆破器材，2006（6）：17-18.

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Determination of Emulsion Explosive Residues

FAN Jundan， WANG Lichun
（Institute of Forensic Science， public Security Bureau， Chongqing 400021， China）

Objective To explore the reasons why the contents of ammonium ion and nitrate ion in the explosion residue of emulsion explosive were lower than that of normal explosives. Methods The emulsion explosive residue samples were collected from a crime scene and an explosion experiment scene， respectively. The samples were analyzed by ion chromatography and the contents of ammonium ion and nitrate ion were quantitatively determined. Results The contents of ammonium ion and nitrate ion in blank samples， case samples and experimental samples were in the same level. Conclusions According to the emulsion explosive formula， the content of ammonium nitrate in emulsion explosive normally is in the range of 78%～82% （typical content is 74.3%）. However， as advanced production technology and effective emulsifi er have been employed in production process， the mixture of ammonium nitrate and composite oil in emulsion explosive is more homogeneous， and then the oxidation-reduction reactions of emulsion explosives in explosion become more thoroughly. This results in the quite lower contents of ammonium ion and nitrate ion in the explosion residue of emulsion explosive， which is consistent with the results of the case and the verifi cation experiment described in this article.

emulsion explosive； explosive residue；ion chromatography

DF794.3

B

1008-3650（2015）03-0246-03

2014-07-15

格式：樊俊丹， 王力春. 乳化炸藥爆炸殘留物分析 ［J］. 刑事技術(shù)， 2015，40（3）：246-248.

樊俊丹（1982—），男，四川宜賓人，工程師，大學(xué)本科，研究方向?yàn)楹圹E檢驗(yàn)。 E-mail： 31867450@qq.com

10.16467/j.1008-3650.2015.03.020