利用便攜式霧化器尋找發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場潛在手印的實(shí)驗(yàn)研究

馮永平劉春松

（1 浙江警察學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心 浙江 杭州 310053；2 長興縣公安局刑偵大隊(duì) 浙江 長興 313100）

利用便攜式霧化器尋找發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場潛在手印的實(shí)驗(yàn)研究

馮永平1劉春松2

（1 浙江警察學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心 浙江 杭州 310053；2 長興縣公安局刑偵大隊(duì) 浙江 長興 313100）

研究便攜式霧化發(fā)生器在現(xiàn)場勘查中發(fā)現(xiàn)顯現(xiàn)潛在手印的應(yīng)用價(jià)值。通過實(shí)驗(yàn)比較了納米噴霧補(bǔ)水儀和醫(yī)用級(jí)的便攜式超聲波霧化發(fā)生器霧化法顯現(xiàn)潛在手印的效果，并與傳統(tǒng)“哈氣法”作對(duì)照。便攜式霧化發(fā)生器顯現(xiàn)潛在手印效果與“哈氣法”相當(dāng)，納米噴霧補(bǔ)水儀因霧化的水汽分子直徑太大不能用于手印的噴霧顯現(xiàn)。醫(yī)用級(jí)的便攜式超聲波霧化發(fā)生器完全可以替代傳統(tǒng)“哈氣法”尋找發(fā)現(xiàn)潛在手印，不污染現(xiàn)場物證中的DNA檢材，具有體積小，質(zhì)量輕，方便攜帶且可使用干電池作為驅(qū)動(dòng)能源，操作簡便的特點(diǎn)，能滿足現(xiàn)場勘查時(shí)多種環(huán)境條件下尋找發(fā)現(xiàn)手印的需要。

潛在手印 顯現(xiàn) 哈氣法 便攜式霧化發(fā)生器

1 哈氣法的優(yōu)勢與缺陷

針對(duì)現(xiàn)場潛在手印的顯現(xiàn)，主要有光學(xué)檢驗(yàn)法、“哈氣法”、粉末顯現(xiàn)法、煙（碘）熏法、“502”膠熏顯法、小顆粒試劑法、真空鍍膜法、AgN03法、茚三酮法等，其中光學(xué)檢驗(yàn)法、“哈氣法”屬于無損檢驗(yàn)方法被推薦為首選方法，適用于發(fā)現(xiàn)大多數(shù)光滑和相對(duì)光滑的非滲透性客體表面的指印，其它物理或化學(xué)的方法因顯現(xiàn)物質(zhì)（試劑）與指印的直接接觸而面臨破壞的危險(xiǎn)[1]。長期以來，“哈氣法”是現(xiàn)場勘查中尋找發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場潛在手印的一個(gè)基本且常用的方法[2]。單獨(dú)運(yùn)用“哈氣法”尋找發(fā)現(xiàn)手印并不多見，也不合適，其常被用于潛在手印的初步發(fā)現(xiàn)定位及增強(qiáng)其它顯現(xiàn)法的效果。在實(shí)際工作中，由于現(xiàn)場指紋自形成開始到勘查現(xiàn)場通常已經(jīng)過了若干小時(shí)甚至數(shù)日數(shù)周，隨著時(shí)間的推移，超過1~2天的現(xiàn)場指印已經(jīng)變得越來越干燥和陳舊，干燥和陳舊的指印往往需要增加水分、增大活性后方能通過光學(xué)檢驗(yàn)法、粉末顯現(xiàn)法等方法顯現(xiàn)。通常使用“哈氣法”對(duì)潛在手印進(jìn)行預(yù)處理。但是，“哈氣法”對(duì)于較大面積的物面或有污染的現(xiàn)場是不適合、不衛(wèi)生的，同時(shí)，“哈氣法”在顯現(xiàn)手印的同時(shí)，極有可能污染作為生物檢材的手印，使之失去DNA檢驗(yàn)價(jià)值。隨著DNA技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)場手印已不再局限于痕跡學(xué)檢驗(yàn)對(duì)象的范疇，在手印嚴(yán)重變形，中心花紋不清晰，細(xì)節(jié)特征較少時(shí)，提取該手印的生物檢材（脫落細(xì)胞）進(jìn)行微量DNA檢驗(yàn)已成為一種共識(shí)和勘查規(guī)范。因此，現(xiàn)場勘查人員盡量使用光學(xué)方法無損顯現(xiàn)手印，慎用或不用“哈氣法”，以免造成對(duì)檢材的污染[3]。

2 超聲霧化技術(shù)在發(fā)現(xiàn)手印中的應(yīng)用進(jìn)展

為增加現(xiàn)場指印的濕度，激活指印物質(zhì)活性，一些痕跡工作者和研究人員提出了用恒溫恒濕儀器來改善指紋顯現(xiàn)的條件，提高了“502”膠、茚三酮法的顯現(xiàn)效率，但是恒溫恒濕儀不便于運(yùn)用于現(xiàn)場勘查；后來又有人提出用蒸汽熨斗法（含直立式的蒸汽熨刷）[4]，可在現(xiàn)場操作使用，但由于蒸汽熨斗噴霧不均勻，噴出的蒸汽水珠粒徑比較大，容易出現(xiàn)水珠，且溫度難以控制，顯現(xiàn)效果一般，操作不慎還有可能破壞手印，且攜帶也不甚方便。

2.1 超聲霧化技術(shù)顯現(xiàn)手印的原理簡述

超聲霧化技術(shù)廣泛應(yīng)用于空氣加濕、農(nóng)業(yè)噴藥、藥劑霧化治療、半導(dǎo)體刻蝕電子產(chǎn)品鹽霧試驗(yàn)以及光譜分析等方面。超聲霧化原理是利用超聲換能器產(chǎn)生的超聲波通過霧化介質(zhì)傳播，在氣液界面處形成表面張力波，由于超聲空化作用而使液體分子作用力破壞，從液體表面脫出形成霧滴，從而使液體被霧化為氣溶膠狀態(tài)，其霧滴的大小隨超聲頻率上升而變小，故通過控制超聲頻率可獲得所需大小的霧粒。當(dāng)超聲霧化器的振動(dòng)頻率為1.67 MHz時(shí)，平均霧粒直徑約為2582nm（采用激光粒度儀所測量的霧化水液滴的粒徑），絕大部分為3μm[5]。目前醫(yī)用級(jí)的超聲波霧化發(fā)生器可制得分散均勻的2~4μm級(jí)液滴。因此，借助超聲波霧化發(fā)生器可實(shí)現(xiàn)細(xì)化水霧粒徑，達(dá)到均勻細(xì)化濕潤潛在指印的目的，并借助于客體表面和潛在手印汗液紋線對(duì)水霧吸收、凝聚的差異所產(chǎn)生的光學(xué)性質(zhì)差異(物理顯現(xiàn))，直接將客體表面的潛在手印無損顯出[6]。

2.2 臺(tái)式醫(yī)用霧化發(fā)生器的應(yīng)用缺陷

民用超聲波霧化發(fā)生器由于使用對(duì)象不同于刑偵技術(shù)研究對(duì)象，在使用的方便性上也受到一些限制，因而更適合在實(shí)驗(yàn)室使用。但現(xiàn)場的門窗、家具家電等一些固定設(shè)施和大件物品往往是現(xiàn)場勘查的重點(diǎn)部位和重點(diǎn)物品，現(xiàn)場勘查需要的霧化器應(yīng)當(dāng)具有體積小巧，重量輕便于攜帶，無需交流電源即可使用，操作簡便，可反復(fù)多次持續(xù)性地噴霧操作，從而更好地適應(yīng)現(xiàn)場勘查的需要，以期提高現(xiàn)場潛在指印的發(fā)現(xiàn)率和提取率。

2.3 便攜式霧化發(fā)生器的種類

隨著對(duì)霧化技術(shù)研究的不斷深入，一些小型化的手持式霧化發(fā)生器相繼被研發(fā)出來。它們中有的是供臉部局部加濕補(bǔ)水的美容類產(chǎn)品（又稱：納米噴霧補(bǔ)水儀），有的是專供治療呼吸系統(tǒng)疾病做霧化治療的醫(yī)用類產(chǎn)品。醫(yī)用類產(chǎn)品中有進(jìn)口品牌產(chǎn)品，如歐姆龍醫(yī)用霧化器、瑞迪恩超微網(wǎng)式霧化器，也有國產(chǎn)自主產(chǎn)品，如魚躍手持霧化器、邦力健霧化發(fā)生器等。以霧化發(fā)生器的工作原理可分為超聲波霧化發(fā)生器和壓縮式霧化器兩類。超聲波霧化發(fā)生器是利用超聲換能器產(chǎn)生的超聲波將水等液體霧化為氣溶膠狀態(tài)，霧滴平均直徑可達(dá)3μm左右，如魚躍手持霧化器、邦力健霧化發(fā)生器、瑞迪恩超微網(wǎng)式霧化器；壓縮式霧化器（空氣壓縮式）是利用壓縮機(jī)把通過抗菌網(wǎng)綿基濾過的潔凈空氣壓縮為一般強(qiáng)大的氣流，由噴氣口噴出來沖激藥水杯內(nèi)的液體，將其藥水氣化，再由出霧口噴出供口鼻吸入。其優(yōu)點(diǎn)是霧化顆粒較小，是治療下呼吸道的好儀器，如歐姆龍醫(yī)用霧化器，但價(jià)格較昂貴。

2.4 便攜式霧化發(fā)生器的結(jié)構(gòu)

為考察便攜式霧化發(fā)生器在現(xiàn)場勘查中發(fā)現(xiàn)顯現(xiàn)潛在手印的應(yīng)用價(jià)值，筆者分別選取了納米噴霧補(bǔ)水儀和醫(yī)用級(jí)的便攜式超聲波霧化發(fā)生器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并與傳統(tǒng)“哈氣法”作對(duì)照。實(shí)驗(yàn)證明，所謂的納米級(jí)美容類補(bǔ)水器霧化產(chǎn)生的水霧粒徑明顯偏大，多不能顯現(xiàn)手印，即使能顯現(xiàn)出手印，顯現(xiàn)的手印紋線也不夠細(xì)膩，甚至破壞手印紋線；醫(yī)用級(jí)的便攜式超聲波霧化發(fā)生器能夠達(dá)到“哈氣法”顯現(xiàn)手印的效果，霧化產(chǎn)生的水霧粒徑小，外觀可見呈現(xiàn)氣霧狀，類似人的口腔哈氣時(shí)呼出的氣霧，凝聚在潛在手印上的水霧薄而均勻，顯現(xiàn)的手印紋線細(xì)膩連貫。超聲波霧化發(fā)生器1次加滿水可反復(fù)持續(xù)噴霧數(shù)10min，足以滿足現(xiàn)場勘查實(shí)際需要。噴霧的距離角度隨心可調(diào)，操作極其簡便，完全可替代“哈氣法”在現(xiàn)場勘查中應(yīng)用。

便攜式霧化發(fā)生器結(jié)構(gòu)及噴霧效果見圖1、2。

圖1 便攜式霧化發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 便攜式霧化發(fā)生器噴霧效果圖

3 便攜式霧化發(fā)生器顯現(xiàn)汗液手印實(shí)驗(yàn)的方法與器材

3.1 樣本制作

分別在油漆木家具、臺(tái)板玻璃、鋁合金、油漆鐵制品、人造革、塑料、搪瓷、陶瓷、畫報(bào)紙等光滑或較光滑物體上捺印正常汗液指印，室內(nèi)自然保存2~3d備用，以模擬大多數(shù)室內(nèi)盜竊案件現(xiàn)場指印遺留條件和時(shí)長。實(shí)驗(yàn)條件：溫度 17~20°C，相對(duì)濕度 50~60%。

3.2 噴霧顯現(xiàn)

噴霧口距客體表面疑有潛在指印處約10~15cm進(jìn)行噴霧并配光觀察，噴霧量以肉眼可見客體表面覆蓋了一層均勻薄霧狀水汽為宜（過度則可能破壞手印，不足水汽消失太快不利觀察拍攝），短短數(shù)秒鐘內(nèi)即可見薄霧狀水汽逐漸揮發(fā)殆盡。在薄霧狀水汽揮發(fā)過程中，由于手印紋線與承受客體對(duì)水分子的吸附與反吸附能力的差別，或者說手印紋線與承受客體上的水汽揮發(fā)速度的差別，造成手印紋線與承受客體表面反光性能的差別，從而可拍攝記錄下明顯指印圖像。

操作中要注意對(duì)同一待顯部位連續(xù)霧化不得超過30s，或者距離不應(yīng)太近，時(shí)間過長或者距離太近，客體表面會(huì)凝聚水珠，破壞指印。如果噴霧不足導(dǎo)致指印顯現(xiàn)效果不夠理想或者拍攝記錄來不及準(zhǔn)備，可以反復(fù)重來，但應(yīng)待物面上附著的水汽徹底揮發(fā)干后再次噴霧顯現(xiàn)。

3.3 配光的方法

如前所述，霧化顯現(xiàn)法僅適用于光滑或較光滑非滲透性客體上的汗液潛在指印，它是借助于客體表面和手印紋線汗垢物質(zhì)對(duì)水霧吸收、凝聚的差異所產(chǎn)生的光學(xué)性質(zhì)差異，手印紋線上集聚的微小水滴對(duì)光具有散射性質(zhì)，因此，配光方法以暗視場照明技術(shù)、側(cè)光照明技術(shù)為主，通過調(diào)整光源角度可獲得較好的觀察拍照效果，有時(shí)也可應(yīng)用多波段光源抑制背景色彩，增大指印與背景底色的反差。當(dāng)現(xiàn)場需要大面積霧化搜尋可疑指印時(shí)，也可邊噴霧邊采取逆向側(cè)光照明技術(shù)的方法快速發(fā)現(xiàn)可疑指印所在部位，然后再針對(duì)局部指印噴霧顯現(xiàn)與配光拍照。

3.4 照相器材

對(duì)于常見的單個(gè)或連指指印，由于指印尺寸較小，紋線細(xì)膩，一般因使用具有連拍模式的數(shù)碼相機(jī)，微距鏡頭，三腳架或翻拍臺(tái)固定照相機(jī)，防止抖動(dòng)。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 啞光漆家具表面汗液指印霧化顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果（見圖3）

圖3 啞光漆家具表面指印直接配光照相（左）與噴霧法（右）顯現(xiàn)指印效果對(duì)比

日常使用的啞光漆家具表面由于對(duì)光的散射作用很難直接通過配光方法發(fā)現(xiàn)指印，改用霧化法噴霧顯現(xiàn)后能方便地找到指印，借助LED勘查燈運(yùn)用暗視場照明技術(shù)獲得較好的拍攝效果。

4.2 辦公桌玻璃臺(tái)板上汗液指印霧化顯現(xiàn)不同階段拍攝的指印效果對(duì)比（見圖4）

圖4 玻璃臺(tái)板上指印噴霧法不同階段拍攝的指印效果對(duì)比

左圖為噴霧后玻璃表面凝聚的水汽大部分未揮發(fā)，手印紋線尚處于粘連狀態(tài)，右圖為玻璃表面凝聚的水汽部分已揮發(fā)，手印紋線較清晰，整體顯現(xiàn)良好，通過相機(jī)連拍模式可以抓拍到滿意的指印。

4.3 彩色油漆鐵制品上汗液指印霧化顯現(xiàn)后采用不同光源獲得的指印效果對(duì)比（見圖5）

對(duì)于一些彩色客體表面上的指印，在霧化后拍照中使用多波段光源補(bǔ)色光可在一定程度上抑制背景色彩，增大了指印反差（右圖）。

圖5 紅色油漆鐵制品上指印白光與多波段光源拍照效果對(duì)比

4.4 印刷品、鋁塑板上汗液指印霧化顯現(xiàn)效果（見圖6、7）

圖6 刑事技術(shù)雜志封面上指印配光法、噴霧法與粉末染色法效果對(duì)比

圖7 鋁塑裝飾板上指印噴霧法與502熏顯法效果對(duì)比

淺色報(bào)刊印刷品、鋁塑板上汗液指印霧化顯現(xiàn)效果不理想，但依稀可見指印輪廓，通過粉末刷顯法或“502”貼附熏顯法增強(qiáng)指印顯現(xiàn)效果。

4.5 光盤鏡面上汗液指印霧化顯現(xiàn)效果與數(shù)張圖像的融合處理 （見圖8）

圖8 光盤鏡面指印直接配光照相與噴霧法后顯現(xiàn)指印效果對(duì)比

圖8中a為直接配光照相的指印效果，紋線淺淡，且有明顯的劃痕干擾；b、c為噴霧法顯現(xiàn)過程中連續(xù)拍攝的指印效果，其中b圖右半側(cè)紋線明顯清晰，但左半側(cè)水汽尚未揮發(fā)，c圖的指紋中心左側(cè)紋線顯現(xiàn)清晰，但右側(cè)紋線亮度漸漸變淡；d為b、c2次拍攝的指印在Photoshop軟件圖像融合處理后的指印，分別保留了b、c2次拍攝指印的有效部分。處理方法是：在Photoshop軟件中分別打開該2幅圖片，將其中的b圖像全選復(fù)制并粘貼至c圖像上，形成2個(gè)圖層，在圖層面板中選擇亮度混合模式，再用橡皮擦工具擦除上圖層（b圖像）中左半側(cè)的水汽印跡，顯露出c圖像有效部分，最后合成為一個(gè)圖層即可。

4.6 透明礦泉水瓶塑料表面手印的顯現(xiàn)提取

使用尼康D800E數(shù)碼相機(jī)和尼康60mm定焦鏡頭，設(shè)置連拍模式，在室內(nèi)較暗條件下用德力LED面光源進(jìn)行側(cè)光配光，對(duì)手印部位進(jìn)行預(yù)對(duì)焦，設(shè)定好曝光參數(shù)，用超聲波霧化發(fā)生器對(duì)著疑有手印的物體表面距離約15cm噴霧2~3s，待表面水汽逐漸揮發(fā)肉眼可見手印紋線時(shí)即刻啟動(dòng)相機(jī)快門連拍，最后選取其中效果較好的手印保存（見圖9）。

圖9 礦泉水瓶子照片 超聲波噴霧法顯現(xiàn)的手印

5 討論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，日常使用的啞光漆家具表面很難直接通過配光方法發(fā)現(xiàn)指印，改用霧化法噴霧顯現(xiàn)后能方便地找到指印，并獲得較好的拍攝效果。

對(duì)大多數(shù)遺留數(shù)天的較陳舊指印由于汗液干涸，即使遺留在光滑客體上，也很難用配光方法直接發(fā)現(xiàn)指印，改用霧化法噴霧后能方便地顯現(xiàn)指印或找到指印輪廓，便于對(duì)指印作進(jìn)一步的顯現(xiàn)處理。在正確的操作下，霧化發(fā)生器噴霧法是發(fā)現(xiàn)顯現(xiàn)汗液潛在手印的無損顯現(xiàn)方法，不破壞手印本身，可以多次反復(fù)噴霧顯現(xiàn)，以期取得最佳顯現(xiàn)效果，尤其是對(duì)于干燥陳舊的潛在汗液手印一般應(yīng)多次間隔噴霧，控制霧化量，對(duì)指紋物質(zhì)進(jìn)行反復(fù)潤濕并配以合適角度的光源配光，采取邊霧化邊照相的方法提取。

多數(shù)情況下，霧化噴霧后附著在客體及指印上的水汽揮發(fā)消散有一個(gè)過程，需要通過連拍攝影的方法記錄該過程中的指印變化，最終來選取其中較好的指印圖像（圖4）；或者通過圖像后期處理技術(shù)將幾張指印照片有效部分融合成一張比較完整的好照片（圖8），但要注意連拍模式下絕對(duì)不能變動(dòng)照相機(jī)的位置、焦距，保證取景范圍、成像倍率的一致性。

霧化法對(duì)淺色系列客體（如鋁合金門窗、白色鋁塑門窗、鋁塑板、瓷磚等）上的指印顯現(xiàn)不能取得直接可見的滿意效果，許多情況下只能看到微弱的指印輪廓，需要采用定向反射照相技術(shù)改善指紋效果，或借助粉末顯現(xiàn)法、“502”膠顯現(xiàn)法等后期處理方法增強(qiáng)顯現(xiàn)效果。這是由于淺色客體存在內(nèi)反射光[6]，內(nèi)反射光與霧化后的指印紋線上的水汽散射光混雜，干擾了對(duì)指印紋線的觀察效果；相反，對(duì)深色客體而言，深色客體較少有內(nèi)反射光的干擾，水汽指印得以彰顯。定向反射照相技術(shù)對(duì)照相的器材、光源、客體光潔度、平整度以及拍攝技術(shù)等要求較高，決定了定向反射照相技術(shù)往往應(yīng)用于已初步發(fā)現(xiàn)有指印存在的部位，不適用于大面積的指印搜索。

對(duì)于一些彩色客體表面上的指印，在霧化后拍照中使用多波段光源補(bǔ)色光可有效抑制背景色彩，增大指印反差。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，從發(fā)現(xiàn)顯現(xiàn)潛在手印的效果來看，便攜式霧化發(fā)生器噴霧法可以替代傳統(tǒng)“哈氣法”尋找發(fā)現(xiàn)潛在手印，且不污染現(xiàn)場物證中的DNA檢材，但納米噴霧補(bǔ)水儀言過其實(shí)，因霧化的水汽分子直徑太大不能用于手印的噴霧顯現(xiàn)。各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比見表 。

表 3種霧化方法顯現(xiàn)手印各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比

霧化發(fā)生器應(yīng)使用蒸餾水、去離子水或純凈水，禁止使用含礦物質(zhì)離子較多的硬水，以免影響超聲波振蕩片發(fā)揮作用。

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（責(zé)任編輯：于 萍）

D918.91

A

2095-7939(2017)02-0078-05

10.14060/j.issn.2095-7939.2017.02.014

2016-11-18

浙江警察學(xué)院校局合作項(xiàng)目（編號(hào)：20140603）。

馮永平（1965-），男，浙江杭州人，浙江警察學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心副教授，主要從事痕跡檢驗(yàn)研究。