不同助燃劑對松木燃燒痕跡的影響

摘要：本文主要敘述模擬汽油火場實驗，主要以松木和95#汽油、油漆稀料為研究對象，模擬松木家具被潑灑助燃劑后燃燒，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助燃劑，再結(jié)合能譜儀對松木燃燒殘留物進行元素成分分析，進一步精確火場是否存在助燃劑。本文旨在利用SEM技術(shù)，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，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。

關(guān)鍵詞：微觀形貌;松木;95#汽油;燃燒痕跡

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驗，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行元素成分分析，進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、實驗儀器設(shè)備和材料

實驗設(shè)備

火災(zāi)燃燒實驗室、火災(zāi)痕跡物證綜合實驗臺、日立TM3030plus掃描電子顯微鏡能譜儀。

實驗材料

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

實驗方法及步驟

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行分析。

二、實驗現(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胞壁略微受損，細胞壁斷口略微變形，界限基本清晰。95#汽油后燃燒120s的松木橫向面管胞細胞壁受損嚴重，細胞壁斷口變形，界限不清晰。

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胞壁變形非常嚴重，界限模糊難以區(qū)分。

（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)計分析不同受熱時間節(jié)點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及延長，管胞切面變得逐漸粗糙，特別是在加熱時長達到120s以上時試樣的微觀形態(tài)變化更加明顯，管胞腔逐漸擴大，細胞壁逐漸破壞。

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，加熱時間達到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。

三、實驗結(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胞壁燒損程度逐步嚴重，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。

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作者簡介：

李若銘（1996—），男，浙江臺州人，中國人民警察大學(xué)研究生，專業(yè)火災(zāi)調(diào)查技術(shù)。