不同助燃劑對松木燃燒痕跡的影響

松木作為一種常見的木材在火場中隨處可見[1]。在防火火災(zāi)中尤其是室內(nèi)火災(zāi)松木作為一種常見的家具木材也是很常見的。目前在助燃劑的檢測中，主要是利用氣相色譜儀來檢測現(xiàn)場留存的可燃液體燃燒殘留物[2]。在我國主流的檢測方法中主要是檢測助燃劑的存在[3]對于助燃劑載體的研究比較少[4]。本文中，利用火場中常見的松木，來觀察助燃劑對松木燃燒殘留物的影響，以此來確定現(xiàn)場中是否存在助燃劑，也是對現(xiàn)場中檢測助燃劑方法的一種新手段[5]。本文主要敘述模擬汽油火場實(shí)驗(yàn)，主要以松木、95#汽油和油漆稀料為研究對象[6]，模擬松木家具被潑灑汽油后燃燒，調(diào)查人員通過掃描電鏡分析技術(shù)對松木表面燃燒痕跡進(jìn)行分析，從松木燃燒痕跡微觀形貌特征變化入手分析火場是否存在汽油，再結(jié)合能譜儀對松木燃燒殘留物進(jìn)行元素成分分析，進(jìn)一步精確火場是否存在助燃劑汽油。本文旨在利用SEM技術(shù)結(jié)合得到具體可行的理論體系，為火災(zāi)物證鑒定提供新的輔助方法[7-8]，為以后火災(zāi)調(diào)查人員在調(diào)查放火案件時關(guān)于鑒定火場是否存在助燃劑汽油提供一定的參考意見。

一、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和材料

實(shí)驗(yàn)設(shè)備

火災(zāi)燃燒實(shí)驗(yàn)室、火災(zāi)痕跡物證綜合實(shí)驗(yàn)臺、日立TM3030plus 掃描電子顯微鏡能譜儀。

實(shí)驗(yàn)材料

市售95#汽油、油漆稀料、松木板（20×20×5cm）、點(diǎn)火器、秒表、50ml 燒杯。

實(shí)驗(yàn)方法及步驟

將5cm×5cm×1.7cm的松木分成二組，一組為汽油組，一組為油漆稀料組，一組為原樣組。將每組木材分別在橫切面和縱切面潑灑3ml的助燃劑?？刂撇煌娜紵龝r間為：30s、60s、120s。燃燒后選取橫面和縱面的燃燒殘留物進(jìn)行分析。

二、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

（一）潑灑汽油的松木掃描電鏡分析

1.潑灑汽油的松木橫向掃描電鏡微觀形貌分析

利用日立TM3030plus 掃描電鏡觀察燃燒30s、60s、90s的松木橫向面（下圖1、2、3）。可見潑灑5ml 95#汽油后燃燒30s的松木橫向面管胞細(xì)胞壁基本完整，界限基本清晰。95#汽油后燃燒60s的松木橫向面管胞細(xì)胞壁略微受損，細(xì)胞壁斷口略微變形，界限基本清晰。95#汽油后燃燒120s的松木橫向面管胞細(xì)胞壁受損嚴(yán)重，細(xì)胞壁斷口變形，界限不清晰。

圖1 汽油燃燒30s橫向面

圖2 汽油燃燒60s橫向面

圖3 汽油燃燒120s

2.潑灑汽油的松木橫向掃描電鏡微觀形貌分析

利用日立TM3030plus 掃描電鏡觀察燃燒30s、60s、120s的松木徑向面，如圖4、5、6所示?？梢姖姙?ml 95#汽油后燃燒30s的松木徑向面管胞細(xì)胞壁基本完整，發(fā)生微小變形，界限基本清晰；潑灑95#汽油后燃燒60s的松木徑向面管胞細(xì)胞壁發(fā)生變形，界限稍顯模糊可以大致區(qū)分；潑灑95#汽油后燃燒120s的松木徑向面管胞細(xì)胞壁變形非常嚴(yán)重，界限模糊難以區(qū)分。

圖4 汽油燃燒30s徑向面

圖5 汽油燃燒60s徑向面

圖6 汽油燃燒120s徑向面

（二）潑灑油漆稀料的松木微觀形貌分析

1.潑灑油漆稀料的松木橫向微觀形貌分析

利用日立TM3030plus 掃描電鏡觀察燃燒30s、60s、90s的松木橫向面觀察并統(tǒng)計(jì)分析不同受熱時間節(jié)點(diǎn)下有醇酸松木試樣徑向的微觀形貌的演變發(fā)展過程，微觀形貌成像結(jié)果如下圖7、8、9所示。隨著受熱時間的變化，松木試樣的內(nèi)部紋理層次不斷發(fā)生變化，碳化程度也逐步加深，在潑灑油漆稀料后燃燒時間為30s時，松木的管胞細(xì)胞壁幾乎沒有發(fā)生變化，呈四邊形狀。在加熱開始的等60s時，松木試樣的微觀成像結(jié)果顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)比較完整、排列整齊勻稱，管胞面相對來說并不粗糙，孔隙呈四邊形排列，并且中間含有少數(shù)盲孔。在加入油漆稀料的條件下，松木在加熱過程中內(nèi)部紋理層次不斷遭到破壞，隨著受熱時間的不斷推進(jìn)及延長，管胞切面變得逐漸粗糙，特別是在加熱時長達(dá)到120s以上時試樣的微觀形態(tài)變化更加明顯，管胞腔逐漸擴(kuò)大，細(xì)胞壁逐漸破壞。

圖7 油漆稀料燃燒30s橫向面

圖8 燃燒60s橫向面

圖9 燃燒120s橫向面

2.潑灑油漆稀料的松木徑向微觀形貌分析

利用日立TM3030plus 掃描電鏡觀察燃燒30s、60s、90s的松木徑向面觀察不同受熱時間下有醇酸松木試樣橫向的微觀形貌，結(jié)果如圖10、11、12所示。受熱時間的不同，松木形態(tài)特征有著較大差異性，在燃燒時間為30s時清晰分辨出松木的紋理層次及管胞結(jié)構(gòu)，炭化松木橫向仍存在管胞纖維結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)尚能保持較好的完整性，但隨著加熱時間的不斷推進(jìn)，加熱時間達(dá)到60s時，松木碳化程度逐漸加深，其內(nèi)部紋理層次、構(gòu)造也相應(yīng)地出現(xiàn)了交叉錯亂，當(dāng)加熱時間達(dá)到2min時，成像結(jié)果清晰顯示出管胞纖維粗糙、暗黑，缺乏層次感，且出現(xiàn)明顯的斷裂和破碎現(xiàn)象。

圖10 油漆稀料燃燒30s徑向面

圖11 燃燒60s徑向

圖12 燃燒120s徑向面

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

松木橫向面微觀形貌隨燃燒時間延長變化明顯，隨著燃燒時間的延長管胞細(xì)胞壁燒損程度逐步嚴(yán)重，管胞之間界限逐步模糊。松木徑向面微觀形貌變化規(guī)律同橫向面變化規(guī)律基本一致，但是相同條件下徑向面微觀痕跡變化更為明顯。在相同燃燒時間條件下，而且潑灑汽油后管胞燒損程度高于油漆稀料引燃管胞燒損情況。通過對松木燃燒后微觀形貌的分析，可以能夠在微觀層面觀察木材的燃燒情況，能夠從另一方面解決火災(zāi)調(diào)查中助燃劑難以尋找的問題，為火災(zāi)調(diào)查提供新的調(diào)查方向和思路。