第七章  爆炸残留物与射击残留物

 

教学重点与难点:炸药、炸药爆炸残留物和射击残留物的基本概念,炸药爆炸的现场特征,炸药爆炸残留物和射击残留物的分布规律及采取方法,炸药爆炸残留物和射击残留物的分析方法。

 

近年来,爆炸案件和枪击案件在全国各地时有发生,严重危害了人民群众的生命财产安全,给社会安定造成了极大影响。因此,此类案件是公安机关严厉打击的重点。及时、有效地对爆炸案件和枪击案件进行现场勘查,及时采取、分析鉴定爆炸残留物和射击残留物,对侦破爆炸案件和枪击案件至关重要。 

第一节 爆炸 

爆炸案件往往因其破坏力巨大,给人民群众造成恐慌心理而受到社会各界的广泛关注。因此及时开展现场勘查获取有价值的物证,是一项十分重要的工作,直接关系到案件侦破的速度。但此类案件的中心现场破坏严重,往往难以提取直观、有价值的痕迹物证。通过对爆炸案件现场的炸药残留物和爆炸装置残留物的采取与检验,用以分析爆炸的原因、炸药的种类及数量、爆炸装置的构成及犯罪嫌疑人信息等,可为侦破案件提供重要线索和证据。

一、爆炸

爆炸是物质能量的迅速释放过程。在此过程中,爆炸物质状态发生变化、释放内能,使周围介质的压力和温度急剧增高,产生瞬间的气体膨胀和音响,造成周围介质的破坏,凡有此类现象的过程都称为爆炸。

二、爆炸的种类

爆炸按其爆炸过程的性质可分为物理爆炸、化学爆炸、核爆炸三大类。

(一)物理爆炸

在爆炸过程中没有新的物质生成的爆炸叫做物理爆炸。这种爆炸是由于物质的聚集状态发生急剧变化导致容器内的压力急剧升高,使器壁所能承受的压力超过极限而引发。例如锅炉爆炸、高压气瓶爆炸等均属于物理爆炸。

(二)化学爆炸

在爆炸过程中有新的物质生成的爆炸叫做化学爆炸。化学爆炸是由于物质发生了化学反应,在极短的时间内产生大量的新的物质,并迅速释放大量的热量,同时伴随着光、声等现象。化学爆炸常见的有炸药爆炸、可燃气体爆炸和可燃粉尘爆炸。可燃气体爆炸是指甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、天然气等可燃气体与空气混合,在一定浓度范围遇明火而发生的爆炸。可燃粉尘爆炸是指铝粉、镁粉、锌粉、面粉、木粉、煤粉等可燃粉尘以极小的粒度悬浮于空气中,与空气混合形成的粉尘雾达一定的浓度遇明火而发生的爆炸。

(三)核爆炸

由原子核发生核裂变或核聚变反应引起的爆炸叫做核爆炸。核爆炸是物质的原子结构发生变化,巨大的原子能量迅速释放的过程。核爆炸作用包括冲击波、光辐射、穿透辐射和放射性沾染四个方面,其破坏力比其它类型的爆炸大得多。例如发生核裂变的原子弹爆炸,发生核聚变的氢弹爆炸。

 

第二节  炸药爆炸

 

一、炸药爆炸

(一)炸药与爆炸

炸药是指能在一定的外能作用下,发生非常迅速的化学变化,同时放出大量热和生成大量气体,并能在膨胀时对周围介质做功的物质。引起的这种化学变化叫做炸药爆炸。

炸药爆炸与其它化学爆炸最本质的区别是炸药本身含氧化剂成分,可以在隔绝空气的情况下发生燃烧爆炸。一般情况下,炸药的化学及物理性质稳定。但不论环境是否密封,药量多少,甚至在外界零供氧的情况下,只要有一定的能量(起爆能)激发,炸药就会对外界进行稳定的爆轰式作功,释放出大量的热能并产生高温高压气体,对周围物质起破坏、抛掷、压缩等作用。

(二)炸药爆炸与基本特征

炸药在爆炸瞬间,产生火光,出现烟雾,发出巨响,形成空气冲击波。这些现象表明,炸药爆炸具有三个基本特征,即放热性、快速性和生成大量气体。

1.放热性。炸药爆炸反应过程放出大量的热是炸药爆炸的首要条件。一方面,爆炸反应的放热,为炸药内部分子继续发生爆炸反应提供能量,如果没有反应放出足够热量使大量反应物分子继续迅速活化,反应就不能自行延续,也就不可能发生爆炸;另一方面,爆炸反应放出的热量是爆炸对外做功的能源,是炸药爆炸做功能力的标志。

2.快速性。炸药爆炸反应的快速性是炸药爆炸的必要条件,是区分爆炸反应和一般化学反应的最重要标志。有许多化学反应是放热的而且放出的热量比炸药爆炸大得多。如煤燃烧反应放出的热量为8903.4kJ/kg,反应过程需要几分钟至几十分钟,而梯恩梯炸药的爆热为4221.8kJ/kg,但其反应过程仅需几十微秒。煤块在空气中燃烧时,可以放出大量的热,并生成气体,但因反应速度慢,产生的热量和气体因散失而不能集中,所以不会产生爆炸。而梯恩梯炸药的爆炸反应是在瞬间完成的,在这样短的时间内,反应产生的气体来不及膨胀就被反应生成的热量加热到2000~3000℃,这种高温气体几乎全部聚集在炸药爆炸前所占据的体积内,压力可达数十万个大气压。如此高的能量密度,使炸药爆炸具有巨大的功率和强烈的破坏作用。

3.生成大量气体。炸药爆炸反应过程生成大量的气体是炸药爆炸的重要条件。炸药爆炸时对周围介质做功是通过高温高压气体的迅速膨胀实现的,例如1kg硝铵炸药爆炸后,骤然生成的气体体积,在标准状态下,要比原来炸药的体积大850~950倍。这些爆炸产生的气体产物,是在爆炸瞬间变化完成的,来不及排走且又被加热到高温。当这种高温高压气体迅速膨胀时,就能够对周围产生猛烈的冲击作用,使周围物质受到破坏。通常1kg炸药爆炸后所生成的气态产物在标准状况下的体积称为爆容。

炸药爆炸的这三个基本特征,是炸药爆炸的必备条件,称为炸药爆炸的三要素。只有同时具备放热性、快速性和生成大量气体三个特征的反应过程,才具有爆炸性。放热性给爆炸提供了能源,快速性使能量集中,生成大量的气体是能量转换的工作介质。

(三)炸药爆炸的条件

单独存在的炸药不会自行爆炸。当炸药受到撞击、摩擦、火星、电热或高温等外力作用时,才能发生猛烈的化学变化,发生爆炸。因此,炸药爆炸的发生,必须有炸药、起爆装置和起爆能源,通常把这三者称之为炸药爆炸的三要素。

二、炸药

(一)炸药的性能

炸药的种类十分繁多,爆炸性能各不相同。用来衡量炸药的性能指标有威力、猛度、感度、爆速、氧平衡、爆热、爆温、殉爆距离等。

1.威力。威力是指炸药爆炸时做功的能力。威力取决于炸药爆炸时所产生的气体和热量的多少,威力越大,破坏的范围和体积就越大。威力大小通常用铅柱扩孔法测定:将10g炸药装于铅柱的圆孔内爆炸,圆柱孔型被扩成梨形孔,以爆炸前后铅柱孔的体积差(mL)作为威力的数值。

2.猛度。猛度是指炸药爆炸时粉碎与它接触的物体的能力。猛度越大,对周围介质的粉碎破坏程度越大。例如梯恩梯比硝铵炸药的猛度大,梯恩梯炸药爆炸时,被炸人体损伤严重,多出现粉碎性的炸碎伤和撕裂伤;硝铵炸药爆炸时,发出的响声比梯恩梯低沉,被炸的人体损伤、炸裂、粉碎程度比梯恩梯轻,但烧灼和烟熏痕迹则比较明显。猛度的大小通常用铅柱压缩法测定:将50g柱状炸药放在铅柱上引爆后,铅柱被压缩成蘑菇状,以铅柱因爆炸而减少的高度值(mm)来表示炸药的猛度。

3.感度。感度是指炸药在外界作用下,发生爆炸变化的难易程度。也就是炸药对外界起爆能的敏感度,容易引起爆炸的称为感度大或敏感,难以引起爆炸的称为感度小或钝感。

根据炸药对不同形式起爆能的敏感程度,炸药的感度可分为热感度、火焰感度、冲击感度、摩擦感度。

(1)热感度。常以爆发点来表示炸药对加热的敏感程度。爆发点是指在一定时间内均匀加热炸药到爆炸所需的外界最低温度。能使炸药在5min内发生爆炸变化的最低温度称为5min爆发点;能使炸药在5s内发生爆炸变化的最低温度称为5s爆发点。爆发点越高,表明炸药的热感度越小。

(2)火焰感度。火焰感度表示炸药用火焰点燃时的难易程度。常以黑火药燃烧时喷出的火焰或火星作用于炸药表面,导致炸药100%发火时,火焰喷射的最大距离表示。距离越大,表示炸药火焰感度越大。火焰感度主要用于起爆药。

(3)冲击感度。冲击感度是指在机械冲击力作用下,引起炸药爆炸的难易程度。冲击感度高,表明炸药遇冲击易引起爆炸。例如雷汞受轻微冲击即能爆炸,而梯恩梯则用半自动步枪的子弹在25m处击穿它时也不发生爆炸。起爆药冲击感度以400g重锤自由落下使炸药100%爆炸的最小落高(cm)表示;猛炸药的冲击感度以10kg重锤625px自由落下100次而引起爆炸的次数(用百分数)表示。

(4)摩擦感度。是指在机械摩擦作用下,引起炸药爆炸的难易程度。摩擦感度越大,表明炸药越易因摩擦而爆炸。以摆式摩擦仪测定25次,计算爆炸的次数,用百分数表示。

4.爆速。爆速是指炸药爆炸时,爆轰波沿炸药内部直线传播的速度(m/s)。爆速除主要取决于炸药的性质外,还与起爆能的大小、炸药的装填密度、装药的直径、外壳材料的强度等因素有关。爆速可用导爆速法、高速摄影法等测定。

5.氧平衡。炸药除少数是无机物外,一般都是有机物质,主要含有C、H、O、N四种元素,其中C、H是可燃元素,O是助燃元素,N是载氧体。一般炸药爆炸过程的实质就是可燃元素与助燃元素发生极其迅速的氧化燃烧反应的过程,反应的结果是生成H2O、CO、CO2。由此可见,可燃元素与助燃元素之间的比例关系将直接影响爆炸产物的组成及体积的大小,它们之间的关系用炸药的氧平衡来表示。

氧平衡是指炸药中所含的氧用以完全氧化炸药所含的碳为CO2和氢为H2O所多余或不足的量,以每克炸药多余或不足氧的克数表示。

对于含C、H、O、N四种元素为CaHbOcNd的单质炸药,其氧平衡的计算公式为:

           (7-1)

式中:OB为氧平衡(Oxygen Balance),单位为g.g-1

      M为炸药的相对分子量,M=12a+b+16c+14d

OB﹥0的炸药称为正氧平衡炸药,说明炸药中所含的氧完全氧化可燃元素后还有剩余;OB=0的炸药称为零氧平衡炸药,说明炸药中所含的氧恰好能完全氧化可燃元素;OB﹤0的炸药称为负氧平衡炸药,说明炸药中所含的氧不足以完全氧化可燃元素。

对于混合炸药,其氧平衡由炸药的组成决定。混合炸药的氧平衡为各组分氧平衡乘以该组分重量百分数的代数和。

炸药的氧平衡数值对爆炸现场勘查具有重要的指导作用。因为炸药爆炸产物的组成和性质与其含氧量有关。一般零氧平衡或接近零氧平衡的炸药爆炸时放出的热量最多,做功能力最大,产生的有毒气体最少;正氧平衡的炸药,爆炸时产生有毒的氧化氮气体;负氧平衡的炸药爆炸时产生有毒的一氧化碳气体。爆炸现场表现为炸点处烟痕和爆炸时产生的烟雾颜色因炸药种类而异。

6.爆热与爆温。1kg炸药爆炸时所释放出的热量叫做炸药的爆热。炸药爆炸瞬间放出的热量,将爆炸产物加热到的最高温度称为爆温。爆热和爆温主要取决于炸药的组成。

7.殉爆。炸药爆炸时引起与它不相接触的邻近炸药爆炸的现象叫做殉爆。首先爆炸的炸药叫主发装药,被诱爆的炸药称为被发装药。主发装药爆炸后,能引起被发装药爆炸的最大距离称为殉爆距离。殉爆距离主要受主发装药的威力、被发装药的感度和两者之间的介质种类等因素影响。

(二)炸药的分类

炸药的种类繁多,其组成及性质各不相同,通常按炸药的组分及应用分类。

1.按组分分类。按组分分为单质炸药、混合炸药两类。

(1)单质炸药。单质炸药又称单体炸药、爆炸化合物,是指化学成分单一的炸药,大多数是由C、H、O、N组成的有机化合物。按其分子结构不同又分为如下几类。

①芳香族硝基炸药。这类炸药分子结构中的硝基直接与苯环中的碳原子相连。如梯恩梯(三硝基甲苯,TNT)、二硝基甲苯(DNT)和苦味酸(三硝基苯酚,PA)等。

②脂肪族硝基炸药。这类炸药分子结构中的硝基直接与脂肪烃中的碳原子相连。如二硝基甲烷、三硝基甲烷、四硝基甲烷等。

③硝胺类炸药。这类炸药分子结构中的硝基与化合物中的氮原子相连。如黑索金(RDX)、特屈儿(CE)、奥克托金(HMX)等。

④硝酸脂类炸药。这类炸药分子结构中含有硝酰基。如泰安(PETN)、硝化甘油(NG)、硝化棉(NC)等。   

⑤重氮和迭氮炸药。这类炸药分子结构中含有重氮基和迭氮基。如二硝基重氮酚(DDNP)和迭氮化铅。

⑥雷酸盐炸药。这类炸药分子结构中含有雷酸根。如雷汞和雷酸银等。

(2)混合炸药。混合炸药,又称爆炸混合物。混合炸药通常是由两种或两种以上的爆炸组分或非爆炸组分经机械混合而成的。混合炸药的种类很多,而且其组成可以根据不同的使用要求加以变化和调整。它们可以由炸药与炸药、炸药与非炸药组成,也可以都由非炸药组成。其组成成分通常包含氧化剂、可燃物、附加物。氧化剂是一种含氧丰富的成分,其本身可以是非爆炸性的氧化剂,也可以是爆炸性的化合物,如硝酸钾、硝酸铵等。可燃物是一种不含氧或含氧较少的可燃物质,其本身可以是非爆炸性的物质,也可以是缺氧的爆炸化合物,如硫、磷、木粉等。附加物是为了改善炸药的爆炸性能、安定性能、成型性能及抗潮湿性能等而添加到炸药中的物质,如食盐、石蜡、二苯胺等。常用的混合炸药有高能混合炸药、塑性炸药、硝胺类混合炸药和氯酸盐炸药等。

高能混合炸药由两种或两种以上单质炸药混合而成,如由梯恩梯与黑索金组成的黑梯高能混合炸药。塑性炸药是在单质炸药中掺入某些增塑剂及油脂,使炸药具有可塑性,可任意捏合造型。硝胺类混合炸药是以硝酸胺为主要成分,外加梯恩梯、木粉、柴油、石蜡、沥青、氯化钠和金属粉等物质一种或几种混合而成的。氯酸盐炸药是以氯酸钾为主要成分,加有机物或铝粉等可燃剂组成的。

2.按用途分类。按用途分为起爆药、猛炸药、发射药、烟火剂四类。

(1)起爆药。起爆药是用于激发猛炸药爆炸的引爆剂,又称为初级炸药。这类炸药的特点是感度高,在加热、摩擦、撞击等比较小的外力作用下均能引起爆炸。主要用于制作起爆器材,如雷管和火帽。常用的起爆药有雷汞、迭氮化铅、二硝基重氮酚、斯蒂芬酸铅等。

(2)猛炸药。是一种在一定的初始冲量作用下,发生猛烈的爆炸反应,对周围的介质有强烈的机械功作用的物质。它的特点是威力猛、破坏力大、感度小,常常要用起爆药引爆,所以又称为次级炸药。它是爆炸装置中最基本、最常用的炸药。按其爆炸力大小可分为三类:

      高级炸药:黑索金、泰安、特屈儿等。

      中级炸药:梯思梯,苦味酸等。

      低级炸药:硝铵炸药等。

 它们的主要用途是高级炸药用作扩爆药、装填炸弹和雷管或制造导爆索。中级炸药用于爆破作业,装填炸弹和地雷。低级炸药用于矿山岩石爆破等。

(3)火药。火药又称发射药。其特点是对火焰的感度极高,遇火能迅速燃烧,燃烧产生的高温高压气体对弹丸有较强的推射作用。因此火药常用于发射枪炮弹和火箭等。火药按其化学成分的不同分为有烟火药(如黑火药)和无烟火药(如硝化棉、硝化甘油)两类。

(4)烟火剂。烟火剂的主要成分是氧化剂和可燃物,再加上粘合剂和特种效应的药剂共同组成的一种机械混合物。烟火剂在军事上用于信号弹、烟幕弹、照明弹等特殊用途,民间主要用来生产烟花爆竹。

(三)爆炸案件中常见的炸药

1.常见的起爆药。起爆药主要用于制作起爆器材,如雷管、火帽等。

(1)雷汞。雷汞学名雷酸汞,分子式Hg(ONC)2,结构式如下:

雷汞外观为白色或灰色菱形结晶,比重4.39~4.42。雷汞微溶于水,易溶于乙醇、氨水、丙酮(用氨水饱和)、吡啶。浓盐酸可使雷汞分解(可用此法销毁雷汞),浓硫酸可使雷汞爆炸;强碱可使雷汞分解。干雷汞在常温下不与金属发生反应;但有水存在时,与铜、镁、铝、锌、锡、铅等金属发生反应,与镍不发生反应。因此雷汞通常装在镀镍的铜壳中,而不能装在铝壳中。

(2)迭氮化铅。迭氮化铅简称氮化铅,分子式Pb(N32,结构式如下:

氮化铅外观为白色结晶粉末,比重4.71。氮化铅不溶于水、乙醇、乙醚、氨水,微溶于热水,易溶于乙胺。硝酸、硫酸等与氮化铅反应强烈以至爆炸。含8%亚硝酸钠的稀硝酸溶液(15%)能使氮化铅完全分解(可用此法销毁氮化铅)。干氮化铅不与金属发生反应;但有水存在时,与铜、铁发生反应。故不能将氮化铅装在铜质容器中,通常将其装在铝质容器中。氮化铅主要用于装填雷管或用于击发药。

(3)二硝基重氮酚(DDNP)。二硝基重氮酚分子式C6H2(NO22N2O,结构式如下:


二硝基重氮酚纯品为亮黄色针状结晶,工业品为棕黄色针状结晶,比重1.71。二硝基重氮酚微溶于水,溶于丙酮、苯胺、硝基苯、吡啶、醋酸、硝化甘油。二硝基重氮酚呈弱酸性,在酸性介质中比较稳定,但热浓硫酸可以使之分解;碱能使二硝基重氮酚分解而失去爆炸性(可用此法销毁二硝基重氮酚)。干燥的二硝基重氮酚不与金属发生反应;但在潮湿的情况下,与铜、铁、铝、镁、锌、铅发生反应。故二硝基重氮酚通常装在纸盒的雷管中。二硝基重氮酚主要用于装填工程雷管。

(4)斯蒂芬酸铅。斯蒂芬酸铅学名三硝基间苯二酚,分子式C6H(NO23O2Pb·H2O,结构式如下:


斯蒂芬酸铅为黄色结晶,比重3.8。斯蒂芬酸铅难溶于氯仿、苯、甲醇,微溶于水、乙醇、乙醚,易溶于醋酸、醋酸胺。酸、氢氧化钠都能使斯蒂芬酸铅分解。斯蒂芬酸铅不与任何金属发生反应。

斯蒂芬酸铅起爆力小,不能单独作为雷管用药,需与氮化铅复合装填火焰雷管。

常见起爆药的主要性能见表7-1。

 

表7-1 常见起爆药的主要性能

                                                                               

 

 
 

雷汞

 
 

叠氮化铅

 
 

二硝基重氮酚

 
 

斯蒂芬酸铅

 
 

5min爆发点(℃)

 
 

170~180

 
 

305~312

 
 

170~173

 
 

265

 
 

5s爆发点(℃)

 
 

210

 
 

345

 
 

 
 

 
 

爆温(℃)

 
 

4450

 
 

4300

 
 

4950

 
 

2100

 
 

爆速(m/s)

 
 

5400

 
 

5270

 
 

5400

 
 

4900

 
 

威力(mL)

 
 

110

 
 

115

 
 

326

 
 

130

 
 

摩擦感度(%)

 
 

100

 
 

76

 
 

25

 
 

70

 
 

火焰感度(cm)

 
 

20

 
 

10

 
 

17

 
 

54

 

 

2.常见的猛炸药。猛炸药是爆炸反应对外做功的主体。

(1)梯恩梯(TNT)。梯恩梯学名为2,4,6—三硝基甲苯,分子式C7H5(NO23,结构式如下:

梯恩梯纯品为淡黄色结晶,工业品为黄色鳞片状物,具有苦味,比重1.66(片状0.75~0.85)。梯恩梯几乎不溶于水(在沸水中溶解度为0.15%),微溶于乙醇、四氯化碳、二硫化碳,易溶于吡啶、丙酮、苯、氯仿。梯恩梯对酸稳定,不易发生反应;与碱能发生反应。在酸性或碱性介质中,用过量的还原剂可将梯恩梯还原成三氨基甲苯(可用此法销毁梯恩梯)。梯恩梯常温或加热条件下不与金属发生反应;当有稀硝酸存在时,在90℃左右,能与铁、铝等金属发生反应。

梯恩梯因威力大、安全性能好,故而被广泛应用。

(2)黑索金(RDX)。黑索金学名为环三次甲基三硝铵,分子式C3H6N6O6

黑索金纯品为白色结晶,工业品为细粉状结晶,无臭无味,比重1.816。黑索金难溶于水、四氯化碳、乙酸乙酯,微溶于醇、苯、甲苯、氯仿、二硫化碳,易溶于丙酮、热苯胺、浓硝酸。黑索金与稀硫酸或苛性碱一起煮沸时可发生水解。黑索金不与金属发生反应。

黑索金可作为传爆药、导爆药和雷管的次发射药,还可用作为导爆索的芯药。

(3)特屈儿(CE)。特屈儿学名为2,4,6—三硝基苯甲硝胺,分子式C7H5N5O8

特屈儿纯品为浅黄色结晶粉末,比重1.73。特屈儿几乎不溶于水,微溶于四氯化碳、乙醚、乙醇、氯仿、二硫化碳,溶于苯,易溶于丙酮、乙酸乙酯。特屈儿在硝酸、稀硫酸中稳定,与浓硫酸反应生成三硝基甲苯胺;与碱作用生成红色物质。特屈儿不与金属发生反应。

特屈儿常用于传爆药和雷管的次发射药。

④泰安(PETN)。太安学名为季戍四醇四硝酸酯,分子式C(CH2 O NO24

泰安纯品为白色结晶,经石蜡纯化后为淡黄色,比重1.77。泰安不溶于水,微溶于苯、甲苯、甲醇、乙醇、乙醚,溶于丙酮、乙酸乙酯。泰安不能与强酸和强碱接触,因其与强酸发生酯交换反应,与强碱发生皂化反应。泰安不与金属发生反应。

常见猛炸药的主要性能见表7-2。

 

表7-2 常见猛炸药的主要性能

                                                                                                   

 

 
 

梯恩梯

 
 

黑索金

 
 

特屈儿

 
 

泰安

 
 

5min爆发点(℃)

 
 

295~300

 
 

215~230

 
 

190~200

 
 

205~215

 
 

5s爆发点(℃)

 
 

475

 
 

260

 
 

257

 
 

225

 
 

爆温(℃)

 
 

3200

 
 

4000

 
 

3370

 
 

4330

 
 

爆速(m/s)

 
 

6856

 
 

8741

 
 

7700

 
 

8600

 
 

猛度(mm)

 
 

19.9

 
 

24.9

 
 

19

 
 

24

 
 

威力(mL)

 
 

285

 
 

475

 
 

340

 
 

505

 
 

摩擦感度(%)

 
 

4~6

 
 

76

 
 

16

 
 

92

 
 

火焰感度(cm)

 
 

8

 
 

80

 
 

48

 
 

100

 
 

氧平衡(g.g-1)

 
 

—0.740

 
 

—0.216

 
 

—0.474

 
 

—0.101

 

 

3.硝胺类混合炸药。硝胺类混合炸药为工业混合炸药,主要成分是硝酸铵。由于原料易得,是爆炸案件中常见的品种。

(1)岩石硝铵炸药。它是以硝酸铵为主要成分,与梯恩梯和木粉所组成的混合炸药(抗水炸药还有沥青和石蜡成分)。分为1号、2号、抗水2号、抗水3号、抗水4号等品种。因其爆温高、爆焰时间长,所以只允许在无瓦斯、无煤尘爆炸危险的井巷或露天作业中使用。

普通的露天硝铵炸药与岩石硝铵炸药的成分基本相同,只是梯恩梯含量少一些。

煤矿硝铵炸药则是在硝铵炸药中加入食盐,作为降温消焰剂,起降低爆温、缩短爆焰的作用。

(2)铵油炸药。它是以硝酸铵为主要成分,与柴油和木粉(或不加木粉)所组成的混合炸药。其中1号铵油炸药适用于露天或无瓦斯、无矿尘爆炸危险矿井的中硬度以上矿岩的爆破工程,2号铵油炸药适用于露天中硬度以下矿岩的中爆破和峒室大爆破工程,3号铵油炸药适用于露天大爆破工程。

此外,还有以硝酸铵为主要成分,与松香、木粉、石腊(或少量柴油)所组成的铵松腊炸药;以硝酸铵为主要成分,加入梯恩梯、木粉、复合油及复合添加剂等原料制成的铵梯油炸药。

(3)膨化炸药。膨化炸药是20世纪90年代发展起来的一种新型硝铵炸药。它的最大特点是不含梯恩梯,而威力却与含梯恩梯的硝铵类炸药相当,并减少了对环境的污染。膨化炸药是以膨化硝酸铵为主要成分,并加入燃料油、木粉等组成的混合炸药。主要品种有岩石膨化炸药、煤矿膨化炸药。

(4)自制硝铵炸药。由于硝铵炸药制作工艺简单,且硝酸铵是一种普通的农用化肥,极易获取。因此,近年来犯罪嫌疑人用自制的硝铵炸药进行犯罪的案件时有发生。自制硝铵炸药主要是将农用硝酸铵炒制(或不炒制)后粉碎,加入锯末(或玉米面、谷壳等)混合而成,有的还加入柴油或硫磺混合而成。

4.黑火药和烟火剂。黑火药和烟火剂是制作烟花爆竹的主要原料,容易制造和获取,在爆炸案件中经常出现。

(1)黑火药。黑火药是硝石(硝酸钾)、木炭和硫磺的机械混合物。硝酸钾、木炭、硫磺单独存在时,均没有爆炸性能,但是,将它们混合在一起制成黑火药后,却有相当快的燃烧速度,在密闭的容器中会发生爆炸。然而,它在开敞的空间燃烧时,一般不会转化为爆轰。

黑火药对火焰、热、撞击、磨擦非常敏感,任何一种火焰均可点燃黑火药。黑火药具有吸湿性,当水分大于2%时,爆炸性能显著下降;如果达到8%~15%时,则点燃很困难,但尚能点燃;当水分超过15%时,黑火药会失去爆炸性能,这时硝酸钾会浸出溶解。黑火药在爆炸装置中主要用做延期药和导火索的芯药,也常用做狩猎用火药、爆竹中的音响药和烟花中的发射药。

在自制火药中,可用硝酸钠、硝酸铵、硝酸钡等代替或部分代替硝酸钾。但由于这些氧化剂都有吸潮、不稳定或敏感度低等缺点,所以正规生产厂家均以硝酸钾为氧化剂制造黑火药。

(2)烟火剂。烟火剂的主要成分是氧化剂、可燃物、粘合剂和特种效应的药剂。常用的氧化剂有硝酸钾、硝酸钡、氯酸钾、硝酸锶、硝酸钠、高氯酸钾。常用的可燃物有碳、硫、铝粉、铝镁合金粉、磷、硫化锑、硫化砷。常用的火焰着色物质有硝酸钡(绿色)、硝酸锶(红色)、碳酸锶(红色)、碱式硫酸铜(蓝色)、草酸钠(黄色)。常用的粘合剂有虫胶、松香、淀粉等。此外,还有烟雾剂、有色烟剂及改善烟火剂性能的其它物质。

烟火剂比黑火药更敏感,是一种易燃易爆物品。许多热能(火焰、加热)、机械能(撞击、磨擦、针刺)、电能和光线等激发冲能,都可以使烟火剂燃烧或爆炸。

三、爆炸装置

(一)爆炸装置的组成

爆炸装置通常由炸药、包装物、起爆系统三部分组成。

1.炸药。在爆炸装置中,炸药是主要作用物,爆炸装置发生爆炸后的破坏作用和杀伤作用的大小,都取决于炸药的种类、质量和数量。犯罪分子常用的炸药通常具有以下的特点:以民用炸药为主,原材料易得,便于自己配制;具有一定的安定性,确保制作、装配、运输、储存、携带时的安全;具有一定的威力,便于起爆。对于恐怖分子所用的炸药通常是黑索金、硝化甘油、梯恩梯等,一般犯罪分子所用的炸药通常是硝铵炸药、氯酸盐炸药、黑火药等。

2.包装物。包装物分外包装物和内包装物。外包装物在爆炸装置的最外层,也常作为伪装物;内包装物用来包装炸药。包装物的主要作用是使松散炸药处于集结状态,便于起爆;使爆炸装置得到伪装,便于携带,或者能够防水防潮;有时还利用产生的硬质包装物碎片(如金属碎片、玻璃碎片)增大杀伤效果。

并不是所有的爆炸装置都需要有包装物,有的爆炸装置无需包装物同样能达到爆炸的目的,如压铸成型的梯恩梯。

3.起爆系统。起爆系统是用各种器材或元件组成,为起爆药提供一定能量的装置,一般由控制系统、火工品及连接系统组成。

(1)控制系统。控制系统是保证爆炸装置能够按照使用者的意愿发生起火或爆炸的部件。包括用明火直接点燃的明火类;靠撞击、摩擦等机械作用促使火帽发火的机械类;依靠化学液腐蚀或化学反应导致引信发火的化学类;依靠电力点燃火药或引爆雷管的电器类。

(2)火工品。火工品的主要作用是在控制系统发生作用后,点燃或起爆炸药,达到爆炸的目的。火工品主要包括火雷管、电雷管、导火索、导爆索、火帽、拉火管等。

连接系统。是指连接电源的导线,控制发火的拉线、引线等。

(二)火工品

火工品是点火器材和起爆器材的统称。

1.点火器材。点火器材是用来产生火焰点燃其它炸药的物品。常见的点火器材有火帽、拉火管、导火索等。

(1)火帽。火帽是一种能产生火焰形式的热冲量并将它传给火药装药或火焰雷管的装置。火帽的结构如图7-1所示,是由火帽壳、击发药(针刺药)和盖片(加强帽)三部分组成。

火帽的装药种类分为含雷汞型击发药(成分中含有雷汞,其次还含有氯酸钾、硫化锑以及硝酸钡)和氮化铅型击发药(成分为氮化铅、斯蒂芬酸铅、四氮烯以及硝酸钡和硫化锑)。火帽壳是由紫铜冲压制成的无缝管壳。

(2)拉火管。拉火管由拉火帽(内装发火药)、管壳(纸的或塑料的)、拉火丝、摩擦药、拉火杆等组成。拉火管主要用于点燃导火索

 

(3)导火索。导火索是以具有一定密度的粉状或粒状黑火药为药芯,以棉线、纸条、沥青防潮剂等材料所组成的圆形索状点火器材。用于传导火焰、引爆雷管或点燃黑火药药包,其燃烧速度为25px/s,防水性要求达到放入1m深的温静水中5h不失去燃烧性能(两端密封)。

2.起爆器材。起爆器材是用来产生引起猛炸药爆炸所需要的巨大爆炸冲量的器材。常见的引爆起爆器材有火雷管、电雷管、导爆索、导爆管等。

(1)火雷管。火雷管用火焰激发,火焰是通过导火索传递的。火雷管由管壳、绢垫、加强帽、绸垫、起爆药和猛炸药组合而成。

火雷管的管壳一般用纸、铁、铜、塑料等材质制成,用以装填药剂;加强帽用以密封和固定装药,减少外界因素对装药的影响,并保证雷管在使用前、使用中的各种性能,加强帽的中心有一小孔,以便导火索的火焰通过;绸垫用来保护、固定装药和保证导火索的火焰通过;装药采用起爆药、猛炸药相结合,前半部用起爆药,有雷汞、氮化铅和二硝基重氮酚等;后半部用猛炸药,为黑索金。

火雷管的感度十分灵敏,遇火焰、摩擦、冲击等都会产生爆炸。

(2)电雷管。电雷管的结构与火雷管基本相同,只是比火雷管多了一个电力点火装置。电点火装置多采用金属桥丝灼热式,其结构见图7-5所示。它是由脚线、塑料塞、桥丝及引火药组成。一般采用镀锌铁脚线或铜脚线和镍铬合金桥丝;引火药一般由氯酸钾、木炭、二硝基重氮酚按一定比例制成,并加入适量的粘合剂,涂在桥丝上。

(3)导爆索。导爆索通常是用黑索金做药芯,以棉线及纸条为包缠物,并涂以沥青和涂料为防潮剂而制成,外观涂以红色以区别于导火索。其结构与导火索相同。导爆索主要用于同时起爆多个药包或药块,它须用雷管起爆。当它被起爆后,爆轰波从一端传向另一端,起爆与之相连的炸药或另一根导爆索。

(三)常见的爆炸装置

自制的爆炸装置多种多样,其主要差别在于引爆系统的设置。

1.火焰引爆爆炸装置。火焰引爆爆炸装置由导火索、火雷管、炸药和包装物组成,它需用明火或拉火管点燃火药或导火索来引爆雷管起爆炸药或直接引爆炸药。制式常见的有炸药包、手榴弹等,自制的如酒瓶炸弹、罐头瓶炸弹等。


2.机电引爆爆炸装置。机电引爆爆炸装置主要由电极片、导线、电雷管、炸药和包装物组成,它是用机械摩擦、撞击或用电源提供能量引燃引信、火帽或引爆电雷管。制式常见的有手雷、炮弹等,非制式的形式较多。


3.定时引爆爆炸装置。定时引爆爆炸装置用计时器(如闹钟、电风扇定时器等)作为定时接通电源的开关,用电池作能源引爆电雷管,也有用化学腐蚀反应来控制时间的。


4.无线遥控引爆爆炸装置。无线遥控引爆爆炸由发射器、接收器、电池、雷管、炸药等组成。接收器安装在爆炸装置上,当它收到发射器发出的指令时,便会使爆炸装置起爆电路的开关自动闭合,将电路接通,使电雷管爆炸,引爆炸药。

5.多元引爆爆炸装置。多元引爆爆炸装置是将两种以上的发火引爆方式设置在一个爆炸装置中,此类爆炸装置结构复杂,难于防范和拆除,达到对付检查和增大爆炸装置可靠性的目的。

 

第三节 爆炸残留物分析

 

爆炸残留物分析是指爆炸现场上的炸药残留物及爆炸装置残留物的勘查、采取及检验等全过程,用以解决爆炸的类型和原因、炸药的种类和炸药用量、炸药的包装及捆绑物、起爆器材的种类及爆炸装置的构成等问题。

一、爆炸现场勘查

一般的爆炸现场可分为两种类型:一是爆炸案件现场,是指犯罪嫌疑人以行凶报复或破坏为目的,蓄意制造的爆炸现场;另一是爆炸事故现场,是指因设计、保管、操作不当等因素引起易爆物爆炸的现场。为了确定爆炸现场的性质,为侦查破案提供第一手材料和证据,必须弄清爆炸现场特征,才能正确勘查现场和采取物证。

(一)炸药爆炸的现场特征

1.炸点。炸点是放置炸药的地方,是爆炸的中心部位,是破坏最严重的地方。炸点的形状、大小与炸药的种类、数量、爆炸装置的放置及被炸物质的性质等因素有关。

(1)球缺形、漏斗形炸点。爆炸装置与土石介质接触爆炸,一般形成球缺形或漏斗形的炸点或炸坑。若药包放在土石介质的地表面爆炸,则形成球缺形的炸坑,通常形成坑口半径大于炸坑深度的浅坑;若药包埋入地下发生爆炸,则形成漏斗形炸点。炸坑内介质被抛起,抛起后又回落到炸坑中的土介质称为回填土,堆积在坑口边缘的称为唇缘堆积物,还有一部分被抛散。土壤介质炸坑的底部通常有压缩壁,是爆炸产物起始作用留下的痕迹,需小心清除回填土后才能见到。压缩壁表面较平光、坚硬,上面有烟痕,在高温作用下,壁上土质有发白现象。

(2)喇叭形炸点。把药包捆在树干、柱子、墙壁、铁轨等厚度较薄介质上爆炸,形成放置药包一侧的断裂开口小、对侧开口大的喇叭形炸点或称截断炸点。

(3)粉碎分离炸点。若把药包放入人体、木材等较小且较松软的介质上引爆,介质被粉碎、抛散,形成粉碎分离炸点。需将断离离抛散开的介质收集、拼合、“复原”后,才能观察到炸点的形状。

(4)悬空炸点。如果将药包悬挂在空中引爆则形成悬空炸点。对相同介质而言,距爆炸装置的距离越小,遭受破坏就越严重。


2.抛出物。炸药爆炸时,爆炸装置中的各类物质和炸点及其周围的各种介质,受爆炸冲击波的作用而抛出,散落在现场各处,这些被抛出的离开原位的所有物质统称为抛出物。抛出物的抛出情况和炸药的位置、数量有很大关系。物质不同,重量、环境及风向等不同,抛出的距离和方向也不同。研究抛出物情况,对于分析炸药的数量、放置位置、确定采取物证的方向及部位等都有重要的意义。

3.爆炸残留物。爆炸残留物包括炸药残留物和爆炸装置残留物两类。炸药残留物是指爆炸后残留在现场的炸药原形物和分解产物。爆炸装置残留物是指组成爆炸装置的包装物、起爆系统(控制系统、火工品、连接系统)的残片,如导火索的残段、残片,炸药的包装物、捆扎物的袋绳等残片,雷管、导线、引信、电池等引爆装置的残留物。

(1)炸药残留物的分布。

O是放炸药包的位置,即炸点;横坐标R为距炸点的距离(cm);纵坐标为炸药残留物的含量(mg/cm2)。

炸药残留物在现场的分布规律是以炸点为中心呈辐射状分布。炸点处炸药残留物的含量不一,有的含量高,有的含量低,与介质硬度、药量大小等因素有关。距炸点一定距离存在一个炸药残留物含量高的区域,即峰值区。过峰值区后,炸药残留物含量随距炸点距离的增加而减少,直至消失。

爆炸现场炸药残留物的分布规律与炸药的爆炸作用有关。炸药爆炸瞬间形成爆炸产物,当膨胀时对周围介质直接作用,其作用范围大约为装药半径的7-10倍。在这个区域,爆炸产物的密度大,压力高达几万或几十万个大气压,因而对介质的破坏力最大,在宏观上形成炸坑,并使破碎介质产生抛掷运动;同时爆炸产物飞速向外扩散,使炸药残留物被抛出。因此,炸点外的炸药残留物含量一般少于峰值区。

在爆炸产物直接作用范围外,即是爆炸产物和空气冲击波共同作用的区域,其作用范围大约为装药半径的10-20倍。在这个区域,爆炸产物和空气冲击波的作用大致相等,使炸药残留物的降落或附着量开始增多。

在作用范围为装药半径20倍以上的区域,只有空气冲击波作用。空气冲击波在传播过程中,形成一个负压区,炸药残留物在负压作用下迅速下落而形成峰值区。随着距炸点距离的增加,空气冲击波超压逐渐减小,传播速度也不断降低,未降落的炸药残留物也随之下落,不再被抛向更远的地方。于是炸药残留物的分布由多到少,直至消失。

炸点处炸药残留物的含量与介质硬度、药量大小、爆炸物放置方式有关。软介质受爆炸作用后破坏的程度大,所以颗粒小,比表面积大,这些介质具有吸附和阻滞炸药残留物的作用,故炸点附近有较多的炸药残留物,其含量往往高于峰值区的含量;坚硬介质由于抗压强度大,不易破碎面而形成粒度大的颗粒,比表面积小,不易滞留炸药残留物,故炸点附近炸药残留物含量小,其含量低于峰值区的含量。炸点处炸药残留物含量附药量的增大而减小,小药量爆炸,炸点附近炸药残留物含量高于峰值区;而大药量爆炸,炸点附近炸药残留物含量低于峰值区,这是由于大药量爆炸时产生的爆炸作用力大,以致于将炸药残留物抛得远。炸点处炸药残留物的含量还与爆炸物放置方式有关,如悬空爆炸,爆炸物与空气接触,不与其它物体直接接触,这样就无明显的炸点,也就无法收集炸点部位的残留物。

(2)爆炸装置残留物的分布。爆炸装置残留物包括组成爆炸装置的包装物、捆绑物、起爆系统的控制系统、火工品及连接系统的残片,如点火工具、雷管、导火索、导爆索及炸药包的捆绑物等。爆炸装置残留物大多分布在炸点处,部分被抛出散落在附近地面及物体表面。

炸药的包装物和捆绑物品紧贴炸药,爆炸后被炸成碎片散落在现场各处,以炸点为中心成辐射状分布。破碎残段的导火索多数外包线已不完整,线头参差不齐,有毛状纤维,药芯线已烧毁,外层牛皮纸也多呈毛状断边碎块,有的粘有沥青,主要分布在爆炸物安装导火索一侧的现场内。引爆器材中雷管、定时器、电源、导线、各种引信等,由于雷管插入炸药深处,爆炸后残片破坏最严重,一般难发现,而其它引爆装置多是附在炸药包的侧面,其破坏残片则往往被抛射到安放一侧的现场或炸坑内(即炸点周围),有的还会嵌入附近周围的墙壁及木器介质中。

4.空气冲击波。炸药爆炸过程中产生的高温高压气体,瞬间猛烈挤压周围的空气形成高压区,并以超音速由炸点向外扩散,这个在空气中高速传播的高压空气流称为空气冲击波。最初形成的空气冲击波,因其压力高传播速度快,对人、物的破坏力大;随着传播距离的增加,压力逐渐降低,其破坏力也随之减弱。根据距炸点不同距离的各种介质被冲击波破坏的程度、状况、表现特征,可以估计爆炸装置中的炸药量及爆炸前的现场状况。

5.烟雾和烟痕。炸药爆炸后,由于炸药组成及氧平衡数值的差别,爆炸反应的各种产物也不同。这些产物的气体及部分固体颗粒迅速拔地而起,形成不同颜色的烟雾,这些烟雾的迸溅和附着,使炸点及其周围物体表面上常有不同颜色的烟痕。一般情况下,负氧平衡炸药的烟雾和烟痕是灰黑色的,零氧平衡及接近零氧平衡炸药的烟雾和烟痕是黄色的,正氧平衡炸药的烟雾及烟痕是灰白色的。气体产物的味道也因炸药种类不同而异。常见炸药爆炸后烟痕及气味特征见表7-3。

表7-3  常见炸药爆炸后的烟痕及气味

                                   

 

 
 

梯恩梯

 
 

黑索金

 
 

泰安

 
 

硝铵

 
 

黑火药

 
 

烟痕

 
 

黑色

 
 

灰黑色

 
 

灰黑色

 
 

灰色

 
 

灰白色

 
 

气味

 
 

苦味

 
 

酸味

 
 

 
 

涩味

 
 

硫化氢味

 

 

6.闪光及声响。炸药爆炸还伴随着闪光及声响,不同炸药爆炸有不同的特征。闪光是因炸药爆炸辐射出大量热能而产生的,如硝铵炸药为橙色,黑索金和泰安为白色等。声响是因炸药爆炸产生高温、高压气体的迅速膨胀而形成的,如梯恩梯爆炸的声响巨大而清脆,硝铵爆炸的声响比较沉闷。

(二)易爆物爆炸的现场特征

易爆物爆炸一般是易燃气体、粉尘引起的爆炸。气体爆炸主要有两种形式:一是盛装在密闭容器里的高压可燃气体或蒸气达到一定的爆炸条件而发生爆炸;二是在一定的空间内可燃气体或粉尘与空气混合达到爆炸极限,遇到高温或火源或其他诱发条件时发生爆炸。

1.易燃气体爆炸的现场特征。易燃气体爆炸受到一定的地点、环境、条件的限制,且气体爆炸时因能量相对不集中,炸点不明显,抛出物较大、较少,分布无规则,一般不留有爆炸残留物。

2.粉尘爆炸的现场特征。粉尘爆炸是由易燃固体微粒与空气混合、达到爆炸极限,遇明火等诱发条件而引起。常见的爆炸性固体微粒有金属类、煤炭类、粮食类、合成材料类等。粉尘爆炸除与气体爆炸相似的特征外,还有以下几个特点:一是有足够的粉尘飞扬在一定空间内与空气充分接触,达到爆炸极限浓度;二是粉尘燃烧要比气体复杂,感应期长;三是粉尘爆炸所需的点火能量较气体大;四是粉尘爆炸有产生次爆炸的可能,而且粉尘爆炸有时会产生有毒气体。

(三)炸药爆炸与易爆物爆炸现场的区别

炸药爆炸与易爆物爆炸是常见的两类爆炸现场,炸药爆炸往往是刑事案件,而易爆物爆炸则往往是安全生产事故,是两类不同性质的爆炸现场。为了正确的勘查现场和采集物证,确定爆炸性质,必须弄清炸药爆炸现场和气体、粉尘等易爆物爆炸现场的区别。

1.构成爆炸的条件不同。炸药爆炸只要具备炸药、起爆装置和起爆能源就能发生爆炸,它不受地点和环境的限制;气体、粉尘爆炸必须有一定的容器或相对密闭的空间以使其能达到爆炸极限,且还要有空气等助燃剂和火源,只有同时满足以上条件,气体、粉尘才能爆炸。

2.炸点不同。炸药能量大且集中,爆炸速度快,破坏力强,一般爆炸后有明显的炸点;气体、粉尘因其爆炸前所占体积较大,能量相对分散,爆炸速度相对较小,所以没有明显的炸点。

3.抛出物不同。炸药爆炸因其能量大且集中,击碎力大,故抛出物体积小,数量多,抛得远,包装物被炸成碎片抛出并带有烟痕和熔化痕迹;气体、粉尘爆炸由于能量分散,击碎力小,因此其抛出物的体积较大,一般有呈撕裂状,有烟痕或烧痕但没有溶化痕。

4.烟痕不同。炸药爆炸烟痕集中分布在炸点及周围的物体上;气体、粉尘爆炸中,属于物理爆炸的无烟痕,属于化学爆炸的通常有烟痕但比较分散。

(四)爆炸残留物的采取

     1.炸药残留物的采取。炸药爆炸后,残留的炸药成分、分解产物的极小微粒与爆炸卷起的尘土混在一起,散落在整个爆炸现场上,肉眼不易分辨。采取炸药残留物一般就是采取爆炸现场的爆炸尘土。具体操作如下:

(1)炸点尘土的采取。采取炸坑压缩壁上的表层土检材。

(2)不同方位处系列尘土的采取。根据现场环境、风向、冲击波的作用方向,从炸点开始,沿不同方向,以一定间隔距离采取系列表面尘土检材。每处提取面积应在0.5m2以上。一般每次收集尘土的量约为50~200g。收集的距离可根据现场破坏程度和估计的药量来决定,一般收集10~20m范围内。

(3)障碍物表面尘土的采取。采取沿冲击波扩散方向的障碍物表面尘土检材。

(4)烟熏痕检材。承载客体较小时,烟熏痕与承载客体一并采取;承载客体较大不能一并采取时,用丙酮/去离子水(1:1)棉球擦拭提取。

空白尘土。在采取爆炸尘土的同时要采取空白尘土,用作比对检验用。空白尘土是指未被炸药残留物污染的爆炸现场上的尘土或灰尘。空白尘土通常在爆炸现场未因爆炸而变动的物体下面(如石块、家俱等)或远离炸点的逆风方向采取,或者采取现场地面下500px处土壤为空白尘土。

爆炸尘土、空白尘土的采取方法:用干净毛刷刷取后,用小铲子铲起,分别装入物证袋或玻璃瓶内,并注明其方位、距离和面积等有关情况。

为确保采取的炸药残留物物证质量,达到及时、不漏、不污、足量的目标,在采取炸药残留物时应注意以下几点:一是采取炸药残留物的工作要在原始爆炸现场未被破坏之前及时进行;二是特殊情况下,视具体情况在炸药残留物的相对高密度处采取,如大风天气地表面的爆炸尘土被吹走,应到低洼处或避风处采取。

2.爆炸装置残留物的采取。爆炸装置残留物包括组成爆炸装置的包装物、捆绑物、起爆系统的控制系统、火工品及连接系统的残片,如点火工具、雷管、导火索、导爆索及炸药包的捆绑物等。

爆炸装置残留物是爆炸案件的重要物证,是分析炸药包装、引爆方式的直接依据,是分析爆炸装置组成及分析犯罪嫌疑人职业与生活环境的依据。由于爆炸作用,爆炸装置残留物的外观形状、颜色等会较爆炸前有明显的改变,并且会与泥土瓦砾等混在一起,不易发现。因此,必须仔细反复的寻找。由于寻找爆炸装置残留物要翻动现场,所以必须在现场照相和收集炸药残留物后进行。具体方法如下:

(1)根据炸点位置、形状及抛出物分布方位等现场情况,划定搜寻方向、重点部位和范围。一般情况下,抛得最远的物体离炸点最近,位于炸点同侧的物体被抛到炸点的同侧。按此规律,从炸点开始向四周推进寻找采取。

(2)组织专门人员寻找。有的爆炸现场面积较大,为了及时将重要物证拿到手,避免遭受自然条件的破坏,必须组织专门人员分区进行反复寻找。

(3)寻找原则是先直观后翻动,先炸点后外围,先表后里,先室内后室外,分片分段进行。

为了不致遗漏,防止返工,对于现场上的一切可疑残片,都要收集起来,且标明方位、距离炸点的距离,并注意保持其原状,便于进一步鉴别。

二、爆炸残留物分析

(一)炸药残留物的现场检验

1.现场快速检验。现场快速检验利用炸药爆炸后未来得及反应就被抛出的炸药原形物与化学试剂之间的显色反应来初步确定炸药的种类。主要用化学喷显剂及试纸与爆炸残留物显色确定。例如:将少量检材撒在圆形试纸上,喷上TH1喷显剂,出现粉红色则可能存在梯恩梯;将少量检材撒在HY还原纸上,喷AD29,在5~20s出现粉红色则有黑索金,稍干后再喷TH1,在5s转为紫红色则有梯恩梯。若喷两种喷显剂都有粉红色或紫红色,可能有梯恩梯、硝铵或其他硝酸盐类混合炸药等。

2.炸药残留物的初步检验。首先是外观观察检验。不同品种的炸药,其颜色、形态特征不同。例如:黑索金、雷汞、泰安等为白色粉状或块状固体;硝化甘油为油状液体;硝化棉为白色棉絮状固体;梯恩梯为淡黄色或深黄色片状或块状固体;硝铵为土黄色或灰白色粉状固体;黑火药为黑色粉状或颗粒状固体等。

其次是对检材进行溶解性试验。例如:微溶于水呈鲜黄色,手接触后染成黄色,不易洗掉的为苦味酸炸药;微溶于水呈棕褐色,手接触后染成棕褐色,不易洗掉的为二硝基重氮酚;不溶于水为梯恩梯或其他有机炸药;能溶于水,无明显颜色,可能为硝酸盐或氯酸盐类炸药。

再次是对检材进行显色反应试验。例如:梯恩梯、特屈儿与氢氧化钠或乙胺溶液反应,显现红色;苦味酸、二硝基重氮酚与三氯化铁溶液反应(检材用醋酸溶解),显现红色;黑索金、二硝基重氮酚与少量麝香草酚(滴几滴浓硫酸)反应,分别显现深红色、橙红色;特屈儿、泰安与少量麝香草酚(滴几滴浓硫酸)反应,显现绿色。化学显色反应试验可在白色磁滴板上进行。

3.炸药量的估算。确定爆炸现场炸药种类后,还需估算爆炸物的装药量,即炸药量。炸药量的判定,是爆炸现场鉴定分析的主要任务之一,确定炸药量可为侦破爆炸案件提供侦察方向和线索。

(1)根据炸药盛装物的容积估算炸药量。

经过对破碎的炸药盛装物进行鉴定、拼接、复原及测量后,计算出盛装炸药的容器体积,将该窗口体积乘以估算判定的炸药密度,即得出炸药量。

(2)根据爆炸作用痕迹估算炸药量。炸药爆炸时一般都形成炸坑和爆炸作用痕迹,根据现场破坏情况按下面经验公式估算炸药量:式中:w为炸药量(g);R为炸坑半径(cm);ρ为炸药密度(g/cm3);k为爆炸作用系数。

其中k值的大小与与爆炸作用的介质有关:坚硬介质可选1.5~2;可塑介质可选2.5~3;炸药埋在地下则k值增大一倍,可选3~6。如若现场无炸坑,式中R可按爆炸产物抛掷痕迹或爆炸产物极限作用痕迹估算,此时k值可取7~10或者10~12。

(二)炸药残留物中无机成分分析

炸药残留物中的无机成分主要是钾、钠、铵的硝酸盐、氯酸盐、硫化物和氯化物等。它们大多以离子状态溶于水中,因此可用去离子水作溶剂,对检材爆炸尘土或爆炸残片进行溶解、过滤、脱色等处理,然后进行检验。

1.化学分析法。

(1)硝酸根离子(NO3-)的检验。几乎所有的炸药爆炸后的残留物中都有硝酸根。常用的检验方法有马钱子碱法和硫酸亚铁法。

①马钱子碱法。马钱子碱的硫酸试剂(0.02%马钱子碱的浓硫酸溶液)与硝酸盐混合时,硝酸根将马钱子碱分子中的邻位甲氧基氧化,形成红色的硝基醌式化合物。该反应物露置于空气,逐渐由红色变为橙色。

②硫酸亚铁法。硝酸根在浓硫酸存在时,与硫酸亚铁作用生成棕色络合物。

(2)钾离子(K+)的检验。钾离子是黑火药及氯酸盐炸药的组成成分。常用亚硝酸钴钠法检验。在弱酸性或中性水溶液中,K+与亚硝酸钴钠反应生成黄色结晶沉淀

(3)钠离子(Na+)的检验。钠离子是硝铵炸药的成分。常用醋酸铀酰锌法检验。在弱酸性或中性水溶液中,Na+与醋酸铀酰锌试剂反应生成浅黄色结晶沉淀。

(4)铵离子(NH4+)的检验。铵离子是硝铵炸药的成分。常用的检验方法有萘氏试剂法和红石蕊试纸法。

①萘氏试剂法。NH4+与萘氏试剂反应,生成黄色沉淀。

②红石蕊试纸法。铵离子在强碱条件下,加热放出氨气,遇水生成氢氧化铵,使红色石蕊试纸变蓝。

(5)氯离子(Cl-)的检验。氯离子是硝铵等炸药的成分。常用硝酸银法检验。当检材与硝酸银水溶液作用生成白色沉淀且沉淀不溶于稀硝酸而溶于氨水时,则证明检材中有氯离子存在。

(6)硫离子(S2-)的检验。硫离子是黑火药的爆炸产物。常用亚硝酰铁氰化钠法检验。S2-与亚硝酰铁氰化钠Na2[Fe(CN)5NO]的碱性水溶液作用,生成紫红色物Na4[Fe(CN)5NOS]。滴加酸时,颜色消褪。

(7)氯酸根离子(ClO3-)的检验。氯酸根是氯酸盐炸药的残留物。常用亚硝酸钠法检验。氯酸根在酸性介质中被亚硝酸根还原,生成的氯离子遇银离子产生白色氯化银沉淀。

检验时要排除Cl-的干扰(注意自来水中也含有一定量的Cl-)。若检材中含有Cl-,则应加入硝酸银溶液,将生成的白色沉淀离心分离,取上清液检验ClO3-

(8)汞离子(Hg2+)的检验。汞离子是雷管中所含的离子。常用碘化钾法检验。当检材中加入碘化钾试液生成红色沉淀(碘化汞)时,则证明检材中有汞离子存在。

化学法由于易受到干扰,定性准确性不高,在定性分析中已逐渐被淘汰,一般只用于初步检验。

2.离子色谱法。离子色谱法是将电导检测器安装在离子交换树脂柱的后面,以连续检测色谱分离的离子的方法。炸药残留物检材经去离子水溶解、稀释和0.45μm滤膜过滤后直接进样分析。离子色谱法可对Cl-、NO3-、NO2-、SO42-、ClO3-、S2-等无机阴离子和NH4+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等无机阳离子进行定性和定量分析。离子色谱法样品用量少、预处理简单,可同时进行定性定量分析,是分析炸药残留物中无机离子较为理想的方法。

用离子色谱法分析时,因其灵敏度高,去离子水的纯度要求高,否则,会对检材的定性定量结果产生影响。此外,炸药残留物中的许多阴、阳离子,在自然界广泛存在,在实际检案过程中,必须同时进行空白样本对照分析。

参考条件: CS-12A阳离子交换柱;流动相A 0.05mol/L甲烷磺酸;流动相B水;流速1.2 ml/min;柱温30 ℃;抑制器电流:90 mA。

3.扫描电子显微镜-X射线能谱法。利用扫描电子显微镜-X射线能谱法可对炸药残留物颗粒进行显微观察和元素成分分析。方法是将提取的残留物颗粒用导电胶带粘于电镜样品台上(非导体样品需在其表面进行导电化处理)进行观察和能谱分析,其能谱分析结果可得出元素的定性和半定量结论。同时注意对空白尘土样本的分析。

参考条件:加速电压20 kV;工作距离10mm;放大倍数500~1000倍;电子束流样品电流1.0~1.5nA,使计数率达到1000~3000cps;采集时间50 s或100s;束斑直径lμm。

近年来, 毛细管电泳技术在火炸药分析领域被广泛应用并迅速发展,可对爆炸残留物中的常见离子进行准确定性。但是,由于其灵敏度较低,对于浓度差较大的混合离子中的低浓度离子难以检出,因此不适合自燃自爆案件中较低浓度氯酸根离子的检测。

(三)炸药残留物中有机成分分析

1.检材处理。炸药残留物存在于爆炸尘土、爆炸装置残片及其他相关物品检材上,其中有机成分通常用有机溶剂溶解提取:单质猛炸药用丙酮提取;雷管、二硝基重氮酚、迭氮化铅及斯蒂芬酸铅等起爆药分别用氨水、苯胺、乙胺及醋酸胺提取;柴油用石油醚提取;石蜡、沥青用苯提取。有机提取液中往往因存在油脂杂质而干扰有机炸药的检出,可用低温冷冻、薄层层析或柱层析等方法进行净化。若检材提取液的颜色较深或泥浆较多时,可先进行脱色和过滤处理,检材中的炸药残留物经提取净化后,才可进行定性和定量分析。

2.薄层色谱法。选用丙酮作提取剂,硅胶G作吸附剂,展开剂可选用苯、苯:石油醚(5:1)或正己烷:丙酮(4:1)。不显色时,特屈儿呈黄色,二硝基重氮酚呈姜黄色;展开后在紫外线下照射5~10min,黑索金为紫灰色,泰安和硝化甘油为绿色;若喷二苯胺浓硫酸液,则黑索金为蓝绿色,二硝基重氮酚为黄色,特屈儿为黑绿色,硝化甘油为蓝色,梯恩梯为黄色。

3.红外光谱法。红外光谱法分析有机炸药,通常将炸药残留物的丙酮提取液浓缩后,直接涂在溴化钾片上,待丙酮挥发后,进行红外光谱检测。对于提取到颗粒状的炸药检材或炸药提取液经提取干燥后的固体物,可与干燥的溴化钾混合压片后再进行检测。如检材量少可以采取涂膜法检测,测得的图谱与红外标准图谱比对,从而认定炸药的种类。

4.气相色谱法。由于炸药成分中含有氮、氧原子,通常用FID检测器进行检测。

参考条件:HP-1(30m×0.25mm×0.25µm) 色谱柱;初温150℃,保持1min,以5~10℃/min速率升温至280℃,保持10min;进样口温度:250~260℃;检测器:FID、NPD,温度280℃。

5.气相色谱-质谱联用法。气相色谱-质谱联用法是炸药残留物中的有机成分定性分析较成熟的方法,分析结果可靠。

参考条件:HP-5MS、DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25mm);初温150℃,保持1min,以10℃/min速率升温至280℃,保持10min;进样口温度260℃;载气He,1ml/min;EI离子源,230℃;四极杆温度150℃;全扫描或选择离子,质量范围50~550amu。

(四)爆炸装置残留物的检验

爆炸装置残留物的检验在爆炸案件中也尤为重要,特别是自制的爆炸装置,除了雷管和导火索外,引火物、包装材料、控制系统等都反映制作者的相关信息,对它们的检验可判断作案人的职业、文化程度、生活环境等,为侦查提供线索和方向。

对雷管的检验项目为管壳材料、雷管型号、起爆药和猛炸药成分、加强帽材料、管壁厚度等。若检出二硝基重氮酚和黑索金成分,并有多层牛皮纸的小残片或金属残片等,可认定为纸壳雷管;若检出雷管脚线或导线,可认定为电雷管;若检出氮化铝、黑索金、铝片等,可认定为铝壳雷管等。导火索检验项目有成分分配比、药芯线的股数和支数、包药线的支数、外皮线的规格、导火索的外径尺寸及防潮剂成分、外层涂料分析等。

(五)炸药爆炸残留物检验结果的综合评判

确定爆炸案件现场为何种炸药爆炸,要根据爆炸现场产生的现象、炸药爆炸残留物及爆炸装置残留物检验结果进行综合分析。现场勘查时要第一时间访问目击者,了解炸药的爆炸现场特征,如目击者看到火焰、烟雾的颜色,听到的声响特征,闻到的气味等。这些现场特征再结合爆炸尘土(扣除空白尘土比对样本的影响)中所检测出的各种化学成分,就能综合分析出炸药的种类及数量等。如果目击者提供的爆炸现象对炸药种类的指向与检验结果明显不同,则应进一步核实爆炸现象,同时,多取几组检材和空白样本,用几种不同方法重新检验、分析,找出产生差异的原因,得出正确的结论。

1.单质猛炸药的判定。常见的单质猛炸药中,特屈儿多用做传爆药;泰安多作为特种炸药的成分;黑索金既用于雷管装药,又用于传爆药,还用于混合炸药;梯恩梯主要用于爆破装药中的炸药,既可单独使用,又可组成混合炸药使用。

单质猛炸药中梯恩梯爆炸时,发出巨大而清脆的声响,产生棕红色火光,冒黑烟,炸点明显,手摸到的黑色烟痕不易洗掉,现场有苦味。若炸药残留物中只检出梯恩梯且爆炸特征与之相符,就可判定为梯恩梯炸药爆炸。其它单质炸药爆炸的判定,也是将检验结果与爆炸现象相结合,综合分析后再下结论。

2.硝铵类混合炸药的判定。硝铵类炸药爆炸时,产生白色火光,伴有燃烧现象,发出沉闷的声响,炸点有灰白色烟痕,现场有涩味或柴油味,除悬空爆炸外,有明显炸点。

硝铵类炸药是爆炸案件中最常见的一类炸药。硝酸铵既是该类炸药的主要成分,又是一种常用的化学肥料,而且某些现场上也天然存在有NH4+和NO3-,所以,硝酸铵类炸药残留物的检验,必须进行定量分析,以扣除空白值。

如果检出硝酸铵外,还检出了梯恩梯,可判定为铵锑混合炸药爆炸;若同时还有Cl-、Na+及石蜡、沥青,还需要进一步判定是煤矿硝铵炸药、还是抗水岩石硝铵炸药爆炸。

如果除检出足量的硝酸铵外,只检出了柴油,可判定为铵油炸药爆炸;若除硝酸铵、柴油外,又检出较多的Cl-、Na+,可判定为煤矿铵油炸药爆炸;若同时检出了硝酸铵、Cl-、Na+和沥青、石蜡,可判定为煤矿铵沥蜡炸药爆炸。

判别时要注意检出的Cl-是来自NaCl、还是氯酸盐炸药爆炸的产物,如是后者,则还应检出ClO3-

3.黑火药的判定。黑火药爆炸时发白光,产生的红色火焰可使周围可燃物燃烧,发出的声响小于硝铵炸药爆炸的声响,炸点有黄、白、黑相混的烟痕,产生硫化氢气味,还具有炸点破坏较轻、但炸点以外破坏明显增强的显著特征。

黑火药爆炸的炸药残留物检材中可检出S、S2-、C、NO3-和K+等。

 

第四节  射击残留物分析

在枪击案件中,不仅要对射击枪、弹进行痕迹检验,还要对射击残留物进行分析,以确定射击人、射击用枪、射击用枪弹以及被击客体是否由枪击形成等,为侦查破案提供线索和证据。

一、射击残留物的形成

(一)枪弹的结构与成分

枪弹是通过枪管内膛发射的弹药,由弹头、弹壳和底火三部分组成,如图7-11所示。

1.弹头。弹头又叫弹丸,种类很多,刑事案件中遇到的主要是手枪和步枪子弹。步枪子弹一般由披甲、铅套和钢心组成,手枪子弹一般由披甲和铅心组成,如图7-12所示。

披甲又称弹头壳,通常用黄铜(含铜60%~82%、含锌18%~40%)、覆铜钢(含铜90%、锌10%)或低碳钢(含碳量小于或等于0.25%,另外含有铁和少量硅、锰等成分)成型后镀铜制造。铅套或铅心的材料是铅锑合金(含铅97.8%~98.2%、锑1.5%~2%),钢心则用低碳钢制成。 

2.弹壳。弹壳不仅是储存火药、连接底火和弹头的壳体,也是发射药的燃烧室,这就要求弹壳既具有适当的容积,又具有足够的强度,它通常用黄铜或覆铜钢制造。制弹壳的黄铜中,通常含铜67%~70%、含锌30%~33%。

3.底火。底火是在外界击发冲量作用下适时发火,用以燃烧发射药的一种点火装置。现代军用枪弹一律配用中心发火式底火,一般由底火壳、击发药和密封盖片组成。底火壳通常是黄铜或紫铜冲压而成的铜盂,密封盖片为锡箔圆片,锡箔片朝向击发药的一面涂有虫胶漆,用以防止击发药与金属间的相互作用。

(二)枪管的材质

枪管是枪支上直接射出弹头并保证弹头有一定初速和赋予射向的管状零件。枪管要有足够的强度、冲击韧性、耐磨性和耐腐蚀性,一般选用优质碳素钢或优质合金钢(如含碳、硅、锰、硼等元素),并且要进行调质、淬火和镀铬等项处理,以使其具有足够的使用寿命。

(三)射击残留物的形成

射击残留物是指枪支在击发子弹后,留在各种载体上的发射药(火药)残留物、击发药残留物以及弹头与枪管内膛线间摩擦产生的金属残留物等的统称。

开枪射击时,撞针撞击枪弹底火,底火中击发药起爆燃烧,生成的炽热气体和火焰通过传火孔喷进装有发射药的弹壳室,使发射药迅速猛烈燃烧,产生高温高压的气体流,推动弹丸在枪管内高速旋转并向前运动,射向目标。弹壳则从退壳口中退出。

在此过程中,枪管在高温高压气体流冲刷、腐蚀及高速旋转前进的弹丸对枪管的机械摩擦作用下,枪管内壁材料的组分与弹头披甲组分都有微量金属物脱落,因此部分气体流中的成分及弹丸上的微量元素将残留在枪管内。

燃气流是击发药和发射药燃烧后产生的气体产物。它们未燃烧或燃烧不完全的颗粒和弹头与枪管摩擦产生的微量金属剥落物共同构成的气—固两相流从两个部位离开枪管:一是随弹头从枪口逸出;二是随弹壳从退壳口逸出。从枪口逸出的气—固两相流,当近距离射击时,在被射客体上出现明显的烟晕,烟晕主要是由枪口中未燃烧和燃烧不完全的发射药颗粒、未分解的有机物质、碳粒及凝聚的水分等成分组成。当枪开始抽壳时,由于弹壳与膛壁间的密封被破坏,含有击发药和发射药残留物的气流从枪膛与弹壳的缝隙处以及滑动件处泄漏出来,附着在射击者的脸部、袖口及手等部位。

二、射击残留物的组成

射击残留物的主要成分包括发射药残留物、击发药残留物,以及弹头与枪管内膛线间摩擦产生的金属残留物(金属屑)。

(一)发射药残留物

发射药又称火药,火药是在外能(击发药)的作用下,能迅速反应产生大量高温、高压气体在密闭膛内膨胀,使其做功推动弹丸运动,达到发射弹丸的目的,是枪、炮、火箭、导弹等武器的发射能源物质。不同的枪弹可以通过弹壳中火药的组成、形状及数量的变化,来控制其设计性能。

 1.发射药的种类。按其质地的均匀程度可将发射药分为溶塑火药和混合火药两大类。

(1)溶塑火药。溶塑火药是指将能量成分加溶剂溶解,添加一定的辅助成分后,用机械揉制、塑化而成的火药。因为是用溶剂塑化而成,质地均匀,又称为均质火药。根据溶塑火药中能量成分种类的多少,又分为单基药、双基药和多基药。

单基溶塑火药只含硝化棉一种能量成分。将硝化棉用乙醇-乙醚混合溶剂溶解,再添加二苯胺、樟脑、石墨等组分加工,成型后将溶剂除去。单基药中含硝化棉95%左右,常用于枪和小口径火炮上。

双基溶塑火药有两种能量成分,通常是硝化棉和硝化甘油。硝化甘油是一种难挥发液体炸药,它既是一种能量成分,又是一种溶解硝化棉的溶剂。这种火药多用于火炮上,但近来也用于小口径枪上。一般枪用双基药中含硝化棉81%、硝化甘油17%。

多基药是以硝化棉和另外两种或两种以上物质为能量成分的火药。如硝化棉与硝化甘油和硝基胍组成的三基药。这种火药多用于各种榴弹炮、无后坐力炮等。

(2)混合火药。混合火药是由氧化剂、可燃剂、粘合剂等组分机械混合后压制而成的,由于均匀程度较差,又称异质火药。制式枪弹中都使用溶塑火药而不使用混合火药。但由于混合火药原料易得,自制枪支中有时会使用混合火药。常见混合火药主要有黑火药和烟火剂。黑火药、烟火剂的组成、性质见本章第一节。

2.枪用发射药的主要成分。枪用发射药主要由能量成分、改性添加剂和工艺附加剂组成。

(1)能量成分。能量成分是火药的主要成分,是火药能量的来源,常用的有硝化棉和硝化甘油两种。

(2)改性添加剂。改性添加剂是为了改变火药的某些性能而加入的组分,有化学安定剂、表面钝感剂和润滑剂等。

    因硝化棉不稳定,易分解,加入化学安定剂可减缓火药分解,增加稳定性。二苯胺是单基药的化学安定剂,双基药常用2号中定剂(二甲基二苯脲)。

    樟脑是单基溶塑火药的表面钝感剂,其作用是降低火药表面燃速,使火药由表及里的燃速渐增,以改善火药的弹道性能。

    石墨是枪用火药的润滑剂(或称光泽剂),其作用是利用其润滑性,增加火药的流散性,提高单位容积火药的重量,以增大单位容积火药的做功本领。

    (3)工艺附加剂。为了某种工艺目的而加入,如单基药中加入醇、醚混合溶剂,制双基球药时加入硫酸钠、明胶等。

    3.发射药残留物。发射药残留物包括发射药原形物和燃烧产物两部分。发射药经射击过程的燃烧后,绝大部分生成燃烧产物,极少量以原形物的状态存在。因此,发射药原形物是射击残留物的主要有机成分。

(1)单基溶塑火药残留物。其燃烧产物以气体为主,有CO、CO2、CH4、H2、N2等占80%~90%;少量固体物质,有NH4HCO3、(NH42CO3及NO2、NO3等。原形物有硝化棉、二苯胺及石墨等。

(2)双基溶塑火药残留物。其燃烧产物与单基溶塑火药的基本相同,原形物有硝化棉、硝化甘油、中定剂以及硫酸钠和石墨等。

(3)黑火药残留物。燃烧产物中,气体占43%,有CO、CO2、CH4、H2S、H2、N2等;固体物质占57%,有K2CO3、K2SO4、K2S2O3、KCNS、K2S等。原形物有硝酸钾、硫、碳等。

(4)烟火药残留物。烟火药的组成变化大,所以其可能的燃烧产物也较多。气体产物可能有CO、CO2、H2S等;固体产物多为各种金属氧化物,还有少量的烟火药原形物。

(二)击发药残留物

  击发药俗称底火,是枪弹底火中的能源物质,其作用是在击针撞击下起爆发火并点燃发射药。

1.击发药的主要成分。子弹底火通常是由起爆药、氧化剂、可燃剂和敏化剂四种主要成分组成。

起爆药在击发药中起敏感剂的作用,即保证在击针撞击下起爆起火。起爆药的种类很多,在枪弹底火中常用雷汞、斯蒂芬酸铅和四氮烯。由于雷汞燃烧产物中的汞蒸气易腐蚀枪膛,目前,斯蒂芬酸铅和四氮烯已经基本取代雷汞作为起爆药。

起爆药虽然有一定的点火能力,但因其爆发速度太快,作用时间短,没有持续火焰,因此需要加入氧化剂和可燃剂,以提高点火能力。氧化剂能提高击发药的点火能力和感度,常用的是硝酸钡,有时也用过氧化钡、硝酸铅和过氧化铅。可燃剂可延长火焰持续时间,常用硫化锑,有时也用铝粉、镁粉。

敏化剂是为了加强起爆效能加入的一些高性能炸药,如泰安、特屈儿等。

以上四种成分及其反应产物都可能出现在射击残留物中。

2.击发药残留物。击发药残留物由反应产物和少量原形物组成,其成分取决于击发药的组成。

(1)雷汞、三硫化二锑和氯酸钾击发药的残留物。除气体产物和原形物外,有Hg、KCl、Sb2O3、K2SO3等。

(2)斯蒂芬酸铅、四氮烯、三硫化二锑和氯酸钾击发药的残留物。除气体产物和原形物外,有C、Pb、KCl、Sb2O3、K2SO3等。

(3)斯蒂芬酸铅、四氮烯、三硫化二锑和硝酸钡击发药的残留物。除气体产物和原形物外,有C、Pb、BaO、Sb2O3、K2SO3等。

底火引爆产生的热量使其中的无机成分气化,受到弹壳内发射药燃烧产生的高温和高压气流的作用,这些过饱和的气体会重新凝结成小液滴,并且聚集长成小颗粒,成为射击残留物中的主要无机成分。

(三)金属残留物

金属残留物也称金属剥脱物,俗称金属屑。当子弹头在枪管中沿膛线旋转向前运动时,弹头、弹壳与枪管相互摩擦形成金属残留物。金属残留物附着在枪管内壁、弹头表面和弹着点上。金属残留物的成分与弹头的结构、成分有关,主要是枪管内壁材料(含Fe、Si、C、Mn、B等元素)、弹头弹壳材料(含Cu、Zn、Ni、Sb、Fe等)及底火封装材料(含Sn)。

三、射击残留物的分布与采取

(一)射击残留物的分布

一般情况下,随着一次射击过程的完成,射击残留物也同时产生。在被射客体上附着有金属残留物及发射药残留物;在射击者的手上、脸上、袖口上附着有击发药及发射药残留物;在射击用的枪支的枪管内残留有金属残留物及发射药残留物。

对于手枪,射击距离在1250px内,弹孔周围的残留物较多,超过1m时,就很难在弹孔周围检出残留物颗粒。开枪时,一些射击残留物会随着弹壳的抛出而从枪的后侧逸出,附着在射击者手上或袖口上,附着物的分布因手的部位不同而异,通常附着物在手背,尤其是食指、拇指与虎口部位最密集。若用长枪(步枪、猎枪)射击,射击残留物的分布范围较大,射击者除手上外,上半身包括脸部和头发中也会有射击残留物沉积。

(二)射击残留物的采取

1.射击者手上射击残留物的采取。附着物的数量与枪支、弹药种类、射击次数等有关,而能采取到多少,则与射击后提取的时间有关,一般在24h内可采取到。采取的具体方法有:

(1)导电胶粘取法。将导电胶固定在扫描电子显微镜-X射线能谱仪的样品台上,然后手持样品台用导电胶在射击者手上的食指、拇指与虎口部位反复按压粘取,采取样品后将保护膜覆盖在导电胶上以保护好样品,并将其存放于专用的包装盒中。若无条件,也可直接用胶带纸粘取。

(2)纤维素膜粘取法。用喷雾器将醋酸纤维素丙酮液喷在射击者的手上,经1  ~3min后形成薄膜,将薄膜取下,用塑料样品袋包装。

(3)溶剂采取法。用水或丙酮或5%硝酸溶液浸泡的脱脂棉球擦拭射击者手上的重点部位,采取后的棉球置于干净的玻璃瓶中。

(4)石蜡膜采取法。将低于60℃熔化的石蜡液体喷到射击者手上,待冷却后取下石蜡膜装于塑料袋中。

注意检材应按左、右手分别采取,分别包装并注明。若戴手套射击,应采取手套,并分别按左、右手包装。同时还应采取射击者的外衣,将两个袖子分别套上塑料袋后,再折叠好用大塑料袋包装。左右分别包装的目的在于区分射击者射击时用手,防止检材相互污染。

2.被射客体上射击残留物的采取。被射客体的弹孔周围及弹孔内部是射击残留物发现的重点部位,特别是在射入口和弹孔周围客体表面的烟痕上去发现。除用如上所述粘取法和溶剂采取法外,对于如衣服等织物上的检材可用“复印”法采取:将干净滤纸放在桌上,上面覆盖织物客体,再盖上白布,用120℃的电熨斗在白布上加热3min,取出滤纸用塑料袋包装。

3.嫌疑枪支上射击残留物的采取。嫌疑枪支上射击残留物发现的重点部位是枪管,采取时可先用干净脱脂棉塞住枪口,然后分别用干棉球、5%硝酸及丙酮浸泡的棉球擦洗枪管,分别将棉球装入干净的玻璃瓶中。

四、射击残留物分析

(一)外观检验

对采取到的检材通过肉眼或放大镜或显微镜观察其颗粒的形态、颜色,并利用氨水滤纸条法中的化学显色现象来初步判断弹头的种类:滤纸条呈浅黑色为铝弹头,呈浅绿色为铜披甲弹头,无色为钢披甲弹头。

(二)射击残留物中无机成分分析

通过对射击残留物无机成分分析,可以确定枪弹的种类,嫌疑人是否近期开过枪,被伤客体是否为枪击形成以及射击方向等。

1.化学分析法。化学分析法是利用射击残留物中的无机成分与某些试剂呈现颜色反应,来判定残留物中是否含有某种无机离子。化学分析法方便、快速,且操作简单,常用于现场快速检验犯罪嫌疑人手上的击发药残留物,以初步判定其是否为射击者。

(1)硝酸根离子(NO3-)、亚硝酸根离子(NO2-)的检验。无论何种火药射击,其射击残留物中均有NO3-和NO2-存在,因此这两种离子的检验对确定是否为火药射击过有一定的意义。

NO2-的检验常用氨基苯磺酸和ɑ萘胺法。在弱酸性条件下,对氨基苯磺酸与亚硝酸根反应,生成重氮化合物;重氮化合物与ɑ-萘胺偶合,生成红色偶氮化合物。

NO3- 的检验见本章第三节。但有NO2-存在时,应先用叠氮酸分解NO2-,除去NO2-后再检验NO3-

(2)氯酸根离子(ClO3-)、高氯酸根离子(ClO4-)、氯离子(Cl-)的检验。在烟火药或自制的火药中,采用氯酸钾、高氯酸钾为氧化剂,其燃烧产物中有ClO3-、ClO4-和Cl-存在。

ClO4-的检验。高氯酸盐在干热时失去氧,产生的氧与氯化镉反应放出氯,氯与4,4-双二甲氨基一硫代苯甲酮试剂反应,使黄色试剂纸变为蓝色。

ClO3-、Cl-的检验见本章第三节。

(3)铜离子(Cu2+)的检验。常用红氨酸法检验铜离子。红氨酸(二硫草酸胺)的乙醇溶液与铜离子作用,生成黑色或暗绿色的红氨酸铜。

检验时,在采取的射击残留物检材上,滴加1%的红氨酸乙醇液,若呈现黑色或暗绿色,则表示有铜离子存在。

(4)铅、钡离子(Pb2+、Ba2+)的检验。常用玫棕酸钠法检验铅、钡离子。玫棕酸钠的水溶液与铅离子作用生成紫色玫棕酸铅,与钡离子作用生成红色玫棕酸钡。在采取的射击残留物检材上,滴加0.5%的玫棕酸钠水溶液,若出现紫色则表示有铅存在,若出现红色则表示有钡存在。

(5)锑离子(Sb3+)的检验。常用氰化汞法检验锑离子。氰化汞的强碱性溶液与锑离子作用生成黑色或灰色金属汞。

在采取的射击残留物检材上,滴加氰化汞的强碱性溶液,若呈现黑色或灰色,则表示有锑存在。

除上述离子外,其他离子(如S2-、K+、Na+等)的检验与见本章第三节。

2.扫描电子显微镜-X射线能谱法。扫描电子显微镜-X射线能谱仪可对微小物体颗粒进行微观形态观察和微区元素成分分析。由于射击时枪管内的高温高压环境,射击残留物中来自击发药的残留物多为熔融状微米级的球形颗粒。扫描电子显微镜-X射线能谱仪能对可疑射击残留物颗粒同时进行形态观察和成分分析,从而可确定其是否为射击残留物颗粒。所以,扫描电子显微镜-X射线能谱法是目前检验射击残留物最常用的方法。用粘在扫描电子显微镜-X射线能谱仪样品台上的导电胶在嫌疑客体的相关部位粘取可疑射击残留物检材后,检材不需要进一步处理,可直接放于电子显微镜的样品台上,对检材成分进行定性定量分析。

参考条件:扫描电子显微镜:加速电压15KV,工作真空度2.0×10-4Pa,工作距离10mm,物镜光阑40µm;X射线能谱:工作电压15KV,工作距离10mm,探测器标度40mm,样品倾角0º,收集时间150s。

(三)射击残留物中有机成分分析

射击残留物中有机成分主要为原形物的硝化棉、硝化甘油、乙苯胺和2号中定剂等。一般用丙酮提取硝化棉和硝化甘油,用二氯甲烷或乙醚提取二苯胺和中定剂。

1.薄层色谱法。采用硅胶G作吸附剂,提取溶剂、展开剂、显色剂见表7-4。

表7-4 射击残留物有机成分的薄层色谱分析条件

                                               

 

检测成分

 
 

提取剂

 
 

展开剂

 
 

显色剂

 
 

硝化棉

 
 

丙酮

 
 

正庚烷:丙酮(4:1)

 

环己烷:丙酮(7:3)

 
 

0.5%重铬酸钾浓硫酸乙醇溶液

 
 

硝化甘油

 
 

丙酮

 
 

环己烷:丙酮:乙酸乙酯(4:1:0.1)

 
 

5%二苯胺乙醇液(喷后紫外线照射5~10min)

 
 

二苯胺

 
 

二氯甲烷

 
 

 
 

6.6g磷钼酸溶于100ml乙醇溶液

 
 

中定剂

 
 

二氯甲烷

 
 

石油醚:乙酸乙酯(8:1)

 
 

1g硫酸铈溶于15ml水和85ml浓硫酸的溶液

 
 

 
 

 
 

苯:环己烷(1:1)

 
 

溴-四氯化碳溶液

 

 

2.气相色谱法。采取的射击残留物检材用丙酮溶解提取,浓缩后进行气相色谱检验。此法对射击残留物中的有机成分检出率较高,灵敏度较好。

参考条件:毛细管柱 (30m×0.25mm×0.25µm);初温150℃,保持1min,以5℃/min速率升温至250℃,保持10min;进样口温度:250℃;检测器:FID,温度250℃。

3.红外光谱法。此法可对射击者手上、衣服上及被射击客体上的未燃烧溶塑火药颗粒的有机成分进行分析检验。

参考条件:傅利叶显微红外光谱仪; 100000px-1~10000px-1;分辨率200px-1;扫描速度:3min/全程;扫描次数:64次。

有研究表明,射击残留物的检出率与其遗留时间、遗留位置有关。在正常生活的情况下,射击后0.5h内,手部检测到的射击残留物明显高于衣袖部位;而射击24h后,手部的检出率明显下降,甚至检测不到。但衣袖部位的射击残留物的减少速度较手部缓慢,甚至在7天后仍有检出的情况。因此,对射击残留物的检验要充分考虑射击时间与提取部位。

 

本章小结

爆炸是物质能量的迅速释放过程。按其爆炸过程的性质可分为物理爆炸、化学爆炸、核爆炸,炸药爆炸属于化学爆炸。炸药在爆炸瞬间,产生火光,出现烟雾,发出巨响,形成空气冲击波,对周围物质产生猛烈的冲击作用,使周围物质受到破坏。其破坏作用的大小与炸药的性能(如威力、猛度、爆速、氧平衡、爆热、爆温等)以及炸药数量等有关。爆炸案件中常见的炸药有雷汞、迭氮化铅、二硝基重氮酚、斯蒂芬酸铅等起爆药,梯恩梯、黑索金、特屈儿、泰安等猛炸药,硝胺类混合炸药及黑火药和烟火剂。爆炸残留物分析是指爆炸现场上的炸药残留物及爆炸装置残留物的勘查、采取及检验等全过程。可通过化学分析法、离子色谱法、扫描电子显微镜-X射线能谱法等对炸药残留物的检验中无机成分进行检验,通过薄层色谱法、红外光谱法、气相色谱法、气相色谱-质谱联用法等对炸药残留物中有机成分进行检验,并对检验结果进行综合评判,以确定炸药的种类。可通过爆炸装置残留物的检验以分析炸药的包装及捆绑物、起爆器材的种类及爆炸装置的构成等问题。射击残留物是指枪支在击发子弹后,留在各种载体上的发射药(火药)残留物、击发药残留物以及弹头与枪管内膛线间摩擦产生的金属残留物。射击残留物通常附着在被射客体上、射击者的手上、脸上、袖口上及射击用枪支的枪管内。可通过化学分析法、扫描电子显微镜-X射线能谱法等对射击残留物的检验中无机成分进行检验,通过薄层色谱法、气相色谱法、红外光谱法等对射击残留物中有机成分进行检验,以确定枪弹的种类,嫌疑人是否近期开过枪,被伤客体是否为枪击形成等。

 

思考题

1.炸药是如何分类的?简述炸药的性能。

2.简述炸药爆炸的基本特征。

3.刑事案件中常见的炸药有哪些?简述其主要成分。

4.简述炸药爆炸现场与易爆物爆炸现场的区别。

5.简述炸药爆炸现场炸药残留物的分布规律及采取方法。

6.炸药残留物中无机离子的检测方法有哪些?各有何优缺点?

7.为什么说炸药检测结果要进行综合评判,才能得出正确结论?

8.简述单质猛炸药、硝胺类混合炸药、黑火药爆炸的现场特征。

9.射击残留物是如何形成的?射击残留物的主要成分有哪些?

10.简述射击残留物的分布规律及采取方法。

11.简述射击残留物的检验方法。

12.射击残留物检验可解决枪案现场的哪些问题?