多晶粉末X射線衍射法在物證司法鑒定中的應(yīng)用研究

吳　迪，鄧　琴，賈亞琪，程志飛，劉品禎

(1.貴州師范大學(xué) 貴州省山地環(huán)境重點(diǎn)實驗室，貴州 貴陽　550001；2.貴州師范大學(xué) 物證司法鑒定所，貴州 貴陽　550001)

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多晶粉末X射線衍射法在物證司法鑒定中的應(yīng)用研究

吳迪1,2，鄧琴1，賈亞琪1，程志飛1，劉品禎1

(1.貴州師范大學(xué) 貴州省山地環(huán)境重點(diǎn)實驗室，貴州 貴陽550001；2.貴州師范大學(xué) 物證司法鑒定所，貴州 貴陽550001)

通過XRD衍射法對從交通事故案發(fā)現(xiàn)場中，采集的泥土A樣品進(jìn)行物相及成分分析，并與案發(fā)現(xiàn)場周邊30km范圍內(nèi)的13個挖土工地采集的泥土樣品比對，發(fā)現(xiàn)樣品A的衍射峰及物相成分與其中5個工地所采集的泥土樣品相符，肇事車輛疑屬這5個工地。結(jié)果表明，多晶粉未XRD衍射法在交通事故物證司法鑒定中，具有分析時間短、見效快、成本低、科學(xué)性強(qiáng)的特點(diǎn)，為交通事故的偵破處理及打擊交通違法犯罪提供更為有效、便捷、快速、科學(xué)的依據(jù)。

多晶粉末XRD衍射法；交通事故；肇事逃逸；微量物證；成分鑒定

0　引言

自X射線被發(fā)現(xiàn)以來，可利用X射線分辨越來越復(fù)雜的物質(zhì)，并已為我們提供了很多關(guān)于物質(zhì)靜態(tài)結(jié)構(gòu)的信息，具有不損傷樣品、無污染、精度高、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等優(yōu)點(diǎn)，多用于在無機(jī)材料、鋼鐵冶金、納米材料、能源、生物工程以及輕化工等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域[1-4]，而在交通事故微量物證方面報道較少。微量物證是指能夠證明犯罪的微小的物質(zhì)材料或痕跡，對其進(jìn)行檢驗，需要借助科學(xué)儀器進(jìn)行物理或化學(xué)分析，以確定材料的分子特性、化學(xué)成分或者外觀形態(tài)。交通事故的微量物證能為判明駕乘人員、交通事故的真?zhèn)我约按驌艚煌ㄕ厥路缸锾峁┯辛ψC據(jù)。通過XRD粉末衍射法，對交通事故的微量物證進(jìn)行物相及成分進(jìn)行半定量分析鑒定，為交通事故的處理和打擊交通違法犯罪提供更為快捷、有效、科學(xué)的證據(jù)。

1　研究對象概況

道路交通事故微量物證是指交通事故處理人員依法收集、獲取的能夠證明交通事故真實情況的物質(zhì)、物品和痕跡。在交通事故發(fā)生后，遺留、沾附在車輛、人體、路面及其它路面能證明交通事故真實情況的微量物質(zhì)，如油漆、油脂、塑料、橡膠、毛發(fā)、纖維、血痕、人體組織、木屑、植物枝葉及泥土等微量附著物質(zhì)都屬物證范疇，任何一種物質(zhì)都可能成為物證，但不是所有的物質(zhì)都是物證，能作為交通事故物證的物質(zhì)必須與案件有關(guān)，準(zhǔn)確地說必須與交通案件有著內(nèi)在聯(lián)系[5,6]。構(gòu)成微量物證的種類極其繁多，因案件性質(zhì)、現(xiàn)場環(huán)境、犯罪分子和被害人的職業(yè)身份等情況而不同。2011年X月X日，某省際高速公路Xkm+600m隧道出口處，貨車與摩托車發(fā)生一起重大交通事故，造成摩托車司機(jī)死亡，肇事貨車司機(jī)逃逸。交通事故處理人員在死者衣物上提取到約0.5g泥土樣品A，該樣品A與案發(fā)現(xiàn)場附近的泥土，色彩上明顯不同，疑為肇事車輛遺留。通過交通處理人員及聘請相關(guān)專業(yè)技術(shù)專家，按照法律規(guī)定的程序和規(guī)則，提取案發(fā)現(xiàn)場死者衣物上的泥土，另據(jù)案情需要，分析并采集案發(fā)現(xiàn)場30km范圍內(nèi)，13個工地的泥土樣與現(xiàn)場泥土樣品A，進(jìn)行XRD衍射譜圖及物相成分比對與分析。

2　實驗方法

2.1衍射儀法的物相分析依據(jù)

晶體的X射線衍射圖像實質(zhì)上是晶體微觀結(jié)構(gòu)的一種精細(xì)復(fù)雜的變換，每種晶體的結(jié)構(gòu)與其X射線衍射圖之間都有著逐一對應(yīng)的關(guān)系，其特征X射線衍射圖譜不會由于它種物質(zhì)混聚在一起而產(chǎn)生變化[7-9]。

2.2樣品制備

將泥土樣品A及所采集析1～13號泥土樣品，烘干、研磨，磨細(xì)過100目篩子，瓶裝待檢，其中，物證泥土A約0.5g，1～13號泥土樣品各約50g，玻璃樣品槽壓片制樣，樣品表面平整。

2.3儀器及工作條件

儀器：荷蘭X′Pert Pro PRO衍射儀，多功能樣品臺；掃描條件：電壓45kV，電流40mA；掃描范圍2θ(10～90°)，采用連續(xù)掃描，得到的衍射花樣譜圖用Rietveld進(jìn)行全譜擬合分析[10]；利用X′Pert Date Viewer中Combined Graph對物證泥土樣品和工地泥土樣品進(jìn)行譜圖比對。初始峰位[°2Th.]：10.008 4、最后峰位 [°2Th.]：89.976 4、掃描步徑[°2Th.]：0.017 0、掃描時間[s]：5.866 2，Scan Type：Continuous；PSD Mode：Scanning

2.4分析軟件

X′Pert Highscore plus軟件、多晶粉末衍射儀(XRD)數(shù)據(jù)庫PDF-2.

3　結(jié)果與分析

3.1樣品測試譜圖

將制片后的樣品置于儀器多功能樣品臺上進(jìn)行掃描，得到物證A的衍射譜圖(見圖1)，同樣方法獲得泥土樣品1～13號的衍射譜圖。

3.2譜圖比對

利用X′Pert Date Viewer中Combined Graph對物證泥土樣品和工地泥土樣品進(jìn)行譜圖比對，如圖2。為便于觀察、分析，圖2中僅列出與物證A譜圖相近或差異較大的7個樣品的譜圖。從比對圖中可看出物證樣品A譜圖與2、3、8、11、13號等5個工地泥土譜圖的前八強(qiáng)峰強(qiáng)度(測量點(diǎn)強(qiáng)度Y

圖1　物證A的衍射花樣譜圖Fig.1　Diffraction pattern spectrum diagram of evidence of A

或峰積分強(qiáng)度I)、峰形(G)或半峰寬(FWHM)相同、強(qiáng)峰衍射角(2θ)基本相同。12號的譜圖明顯不符，初步判斷肇事車輛屬2、3、8、11、13號工地，以此建議相關(guān)部門重點(diǎn)排查以上5個工地。

將圖1中物證A的譜圖中的峰的出鋒位置Pos. [°2Th.]、峰的高度Height [cts]、半峰寬FWHM [°2Th.]、d值d-spacing [d]、峰的強(qiáng)度 Rel. Int. [%]等參數(shù)，按出峰順序列出(Rel. Int. ≥2%)，見表1。

圖2　樣品譜圖比對Fig.2　The comparison of samples spectra

Pos.[°2Th.]Height[cts]FWHM[°2Th.]d-spacing[d]Rel.Int.[%]20.8375263.340.10044.263072.0125.7962355.490.06693.453752.7126.58791518.250.10043.3526711.5729.39171448.800.13383.0389211.0430.919213124.120.11712.89218100.0031.8983958.450.10042.805617.3032.1907417.090.13382.780793.1833.0525484.330.20072.710233.6933.5144467.630.06692.673923.5635.2732362.000.11712.544522.7637.3196540.000.08362.409574.1139.3954303.670.08362.287262.3141.09191703.970.10042.1966612.9844.9021945.570.10042.018727.2049.5087270.560.16731.841142.0650.50971369.660.10041.8069810.4451.04401375.240.11711.7893110.4859.8147378.140.11711.546212.8863.3707292.270.13381.467742.2367.3530280.340.11711.390322.14

3.3樣品晶體成分分析

將待分析物質(zhì)的衍射峰與之對照，從而確定物質(zhì)的組成相。RIR的物理意義是該卡片所標(biāo)定的本相的最強(qiáng)峰和樣品中某成分的最強(qiáng)峰的比值，同種晶相成分對應(yīng)的RIR可能會有多個，因此選擇不同的RIR值對結(jié)果有很大的影響，選擇適合的RIR值會帶來滿意的結(jié)果[11-13]。利用X′Pert Highscore分析得出物證A的晶相成分如圖3。

用X′Pert highscore plus軟件對樣品進(jìn)行半定量分析[14,15]。物證A晶相成分分析見表2，部分樣品晶相成分分析見表3。

從表3可知，物證泥土樣品A的主要成分，與3號工地泥土樣的基本上是相符的，2、13號工地泥土樣品還含有其它成分，可以排除，初步判斷肇事車輛屬3、8、11號工地，最大嫌疑是3，8號，后經(jīng)相關(guān)部門調(diào)查肇事車輛屬3號工地。

同時，通過普通化學(xué)實驗法對樣品A及5個工地泥土樣的主要化學(xué)成分進(jìn)行測定、分析，肇事車輛屬3號工地，但從樣品稱樣、消解、定容、上機(jī)測試、結(jié)果分析比對等，用了2d多，而用XRD對其分析比對，只用了2h。

Position(°2Theta) (Cu) 圖3　物證A的晶相成分Fig.3　The crystal phase composition retrieval of evidence of A

Ref.CodeScoreCompoundNameScaleFactorChemicalFormula01-086-074026Hydroxylapatite0.050Ca5(PO4)3(OH)01-089-196148Siliconoxide-HT0.116SiO201-089-586248Dolomite0.782CaMg(CO3)201-086-233938CalciumCarbonate0.097Ca(CO3)01-087-246233Pentacalciumtris(phosphate(V))fluoride0.060Ca5(PO4)3F01-075-091532Calciumfluoridetris(phosphate(V))0.064Ca5F(PO4)3

表3　樣品晶相成分分析結(jié)果Tab.3　The analysis results of crystal phase composition of Sample

注：“—”表示樣品晶相不含這種成分。

4　結(jié)論與討論

1)2、3、8、11、13號工地的泥土樣品與案發(fā)現(xiàn)場的物證泥土A樣品的物相基本相符，疑為肇事司機(jī)所屬工地。

2)XRD分析法與傳統(tǒng)化學(xué)實驗法相比，傳統(tǒng)化學(xué)實驗法定量準(zhǔn)確，但耗時長，成本高；XRD法簡便快速，工作效率，節(jié)約成本。

3)XRD法在交通事故微量物證鑒定中有著很大的應(yīng)用空間。通過微量物證的鑒定，可確定其來源，顯現(xiàn)作案過程，從而為偵查破案提供證據(jù)。

交通肇事逃逸是一種性質(zhì)惡劣、情節(jié)嚴(yán)重的違法行為，交通事故的物證必須與交通案件有著內(nèi)在的聯(lián)系，而XRD儀所解決的正好是物質(zhì)與物質(zhì)間某種內(nèi)在聯(lián)系，這對案件偵破時限、證據(jù)的可信度及科學(xué)性有著深遠(yuǎn)的影響。

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Polycrystalline powder X-ray diffraction method in material evidence for the application of judicial authentication

WU Di1,2,DENG Qin1,JIA Yaqi1,CHENG Zhifei1,LIU Pinzhen1

(1.Guizhou Provincial Key Laboratory for Information System of Mountainous Areas and Protection of Ecological Environment,Guizhou Normal University, Guiyang,Guizhou 550001, China；2.Material evidence by judicial authentication,Guizhou Normal University, Guiyang,Guizhou 550001, China)

The analysis of phase and composition of soil A samples from traffic accident crime scene by XRD diffraction method, and comparing with 13 soil samples digging from the scope of 30km within the scene, it is found that the diffraction peaks and phase composition of the sample A is correspond to the 5 soil samples collected form 13 sites, it is suspicious that the vehicle creating an incident belongs to the five site.The results show that the polycrystalline powder XRD diffraction method in the judicial authentication in the traffic accident, for its short analysis time, quick effect, low cost, and the characteristics of strong scientific, provide more effective, convenient and rapid, scientific basis for the detection of traffic accidents and to crack down on the crime of traffic law.

X-ray diffraction analysis; traffic accident; accident escape; micro material evidence; component identification

1004—5570(2016)04-0086-05

2016-06-05

吳迪(1977-)，男，碩士，副教授，研究方向：環(huán)境分析化學(xué)，E-mail：wudi77@126.com.

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