掃描電鏡/能譜法和離子色譜法檢驗(yàn)土制炸藥中雄黃、氯酸鹽成分

江卓　李婧　劉艷艷　解啟文

摘要：目的：建立土制炸藥中雄黃、氯酸鉀等主要成分的掃描電鏡/能譜和離子色譜檢驗(yàn)法。方法：用掃描電鏡/能譜儀觀察土制炸藥微觀形態(tài)，初步分析各微粒所含元素種類，判斷土炸藥的成分構(gòu)成，再根據(jù)溶解性不同對(duì)土制炸藥中的雄黃、氯酸鹽進(jìn)行分離，掃描電鏡/能譜儀檢驗(yàn)雄黃中的舢、s元素，離子色譜儀檢測(cè)氯酸根離子和鉀離子成分。結(jié)果：用該法檢驗(yàn)土制炸藥中的雄黃和氯酸鹽成分，兩者能夠很好分離，與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)譜圖一致。結(jié)論：本法簡便、準(zhǔn)確，適用于土制炸藥中混合成分的分離檢測(cè)。

涉爆案件中常見為黑火藥、煙火藥和硝銨類炸藥，而使用氯酸鉀與雄黃混合自制的土炸藥并不常見。氯酸鉀與雄黃混合自制的土炸藥敏感度極高，火星、碰撞就會(huì)引起爆炸，爆炸后產(chǎn)生大量白煙并且伴隨劇毒的有刺激性氣味的煙霧。常用做發(fā)令槍藥、摔炮、砸炮，在山區(qū)也有常用氯酸鉀與雄黃混合制作“天雷”捕獸丸。

爆炸殘留物檢驗(yàn)分為無機(jī)物和有機(jī)物的檢驗(yàn)。無機(jī)物的檢驗(yàn)方法通常有化學(xué)點(diǎn)滴分析、離子選擇電極法、紅外光譜法、毛細(xì)管電泳分析法、掃描電鏡能譜儀（SEM，EDX）法和離子色譜法。有機(jī)物的檢驗(yàn)方法通常有顯色法、薄層色譜法、氣相色譜法、色譜一質(zhì)譜聯(lián)用分析法、GC/FTllK聯(lián)用技術(shù)和SPMFfFSD聯(lián)用分析法等。

用掃描電鏡能譜儀對(duì)爆炸殘留物進(jìn)行形態(tài)觀察和元素分析，可以有效地確定炸藥的成分、種類、特點(diǎn)，從而為偵查工作提供方向，為破案提供證據(jù)。本文利用掃描電鏡/能譜儀觀察土制炸藥中雄黃、氯酸鹽成分的微觀形態(tài)，并進(jìn)行元素分析，再根據(jù)溶解性不同對(duì)土制炸藥中的雄黃、氯酸鹽進(jìn)行分離，掃描電鏡/能譜儀檢驗(yàn)雄黃中的砷、硫元素，離子色譜儀檢測(cè)氯酸根離子和鉀離子成分。

1簡要案情與實(shí)驗(yàn)

1.1簡要案情

2016年3月，某地公安機(jī)關(guān)民警工作中發(fā)現(xiàn)轄區(qū)一住戶使用“天雷l十制炸彈獵殺野獸，并從其家中收繳用于制造“天雷”的土制炸藥（黃色粉末狀可疑物質(zhì)）。

1.2試劑與儀器：

FEI Quant 600掃描電鏡ASK能譜儀，高真空模式，工作電壓25 kv，工作距離10tilth，電子束斑5。

DIONEX公司ICS-2000離子色譜儀和Aquion離子色譜儀電導(dǎo)檢測(cè)器

陽離子分析條件：色譜柱：Dionex IonPac？CSlZA型分析柱（250mmX4mm）及Dionex lonPac？CSl2A型保護(hù)柱（50mmX4mm）；淋洗液：20mmol/L甲磺酸。等度淋洗；流速：1.0mL/min；柱溫：30℃；抑制器：CSR.S300 4mm陽離子抑制器；抑制電流：59mA。

陰離子分析條件：色譜柱：Dionex IonPac？ASl9-HC型分析柱（250mmX4mm）及Dionex IonPac？AGl9-HC型保護(hù)柱（50mmX4mm）；淋洗液：KOH梯度淋洗0-Smin 10mmol/L，5-20min 10-40mmool/L，20-25min40mmool/L，25-30min 10mmol/L；流速：1.0mL/min；柱溫：30℃；抑制器：AERS 500陰離子抑制器；抑制電流：99mA。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

A.初檢：取少量檢材置于立體顯微鏡下觀察，取部分顆粒于電鏡樣品臺(tái)上，進(jìn)行掃描電鏡能譜儀分析。

B.檢驗(yàn)：取檢材0.5克用超純水20毫升充分溶解，濾紙過濾，濾液供離子色譜儀檢驗(yàn)，濾渣轉(zhuǎn)移至電鏡樣品臺(tái)，供掃描電鏡/能譜儀檢驗(yàn)。

2結(jié)果與討論

2.1經(jīng)過掃描電鏡BSD觀察，檢材中主要呈現(xiàn)2種微粒形態(tài)（見圖1），整個(gè)面掃描采集為As sKao等元素成分，單點(diǎn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)1種顆粒含Ass元素，另1種為Kclo元素成分。結(jié)合案情和檢材外觀形態(tài)，初步判斷所送檢材可能為雄黃和氯酸鹽類。

2.2根據(jù)雄黃和氯酸鹽溶解性不同，用超純水對(duì)檢材充分振蕩溶解，雄黃因不溶于水而留在濾紙上，被很好的分離出來。

2.4氯酸鹽具有好的溶解性，完全得到溶解，轉(zhuǎn)移至溶液中，經(jīng)離子色譜儀檢測(cè)，陰離子檢測(cè)，檢材僅有1個(gè)峰與氯酸根離子標(biāo)準(zhǔn)保留時(shí)間一致，在高氯酸根及其它常見離子位置未檢見出峰；陽離子檢測(cè)，檢材僅有1個(gè)峰與鉀離子保留時(shí)間一致。

2.3討論

山區(qū)農(nóng)村常用的“天雷”土制炸彈系用氯酸鉀和雄黃粉末混和，外加玻璃爛瓦碎片制成中藥丸大小，置于食物誘餌內(nèi)，安裝于野獸出沒處，待其咬食誘餌時(shí)引起振動(dòng)而致爆。其致爆機(jī)理如下：氯酸鉀（KCIO5）為強(qiáng)氧化劑，被撞擊發(fā)熱易分解：雄黃（As4S4）為橙黃色固體，受熱分解。分解時(shí)如有氧存在則被氧化。兩物混和后受振動(dòng)致爆，是因KCl03先分解，同時(shí)雄黃（As4S4）也被分解氧化，其反應(yīng)式主要為：14KCl03+3As4S4=14KCI+6As203+12S02。故非法制作使用獸彈時(shí)-極易引起意外爆炸。

本案例中繳獲的檢材純度較高，僅有雄黃和氯酸鉀成分，使得分離簡便，掃描電鏡能譜儀對(duì)雄黃的檢測(cè)，僅能得出含As和s元素顆粒成分，并不能確定是雄黃還是雌黃。對(duì)于含K Cl O元素顆粒，可能為氯酸鉀和高氯酸鉀，通過離子色譜確定為氯酸鉀成分。雄黃和氯酸鉀混合的土炸藥在本地非常罕見，本文首先通過掃描電鏡能譜儀的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)As和s元素顆粒，通過查閱相關(guān)資料，對(duì)土炸藥成分有了初步判斷，然后制定科學(xué)合理的檢測(cè)方案，分而測(cè)之，為此類案件的檢驗(yàn)提供了很好的借鑒。