引用本文
常冉, 罗亚平. 硫磺制模法提取雪地足迹的优势[J]. 刑事技术,2012,37(4): 32-34
CHANG Ran, LUO Ya-ping. Comparison of two methods of casting footwear impression in snow[J]. Forensic Science and Technology,2012,37(4): 32-34  
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硫磺制模法提取雪地足迹的优势
常冉, 罗亚平
中国人民公安大学,北京 100038

作者简介:常 冉(1986—),男,汉族,山东济南人,在读硕士研究生,主要从事物证技术痕迹检验方面的研究。Tel:15210351307;E-mail:edward.locard@hotmail.com

摘要

目的 比较硫磺制模法与石膏制模法提取雪地足迹的效果。方法 分别用两种制模法实验,观察比较操作流程、制模时间、细节特征反映等方面。结果 硫磺制模法在雪地足迹提取的速度、细节特征反映等方面优于石膏制模法。结论 与传统的石膏制模法相比,硫磺制模法更加迅速、简便,在细节特征的反映更加清晰。

关键词: 雪地足迹; 硫磺制模; 石膏制模
中图分类号:DF794.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2012)04-0032-03
Comparison of two methods of casting footwear impression in snow
CHANG Ran, LUO Ya-ping
Chinese People's Public Security University, Beijing 100038, China
Abstract

In this paper, the sulfur casting method for casting footwear impressions in snow was introduced experimentally and compared with the most common casting technique involved the use of plaster. The sulfur casting method is simple, time saving and the results are fantastic.

Keyword: footwear impression; snow; sulfur casting; plaster casting

雪是一种较好的足迹承痕客体, 能够反映遗留足迹人的足(鞋)特征、体态特征和行走步伐特征, 尤其是初雪后留下的足迹, 会呈现高质量的细节特征。侦查人员可利用这些信息特征来刻画嫌疑人、推测作案时间、判断进出口和作案人的逃跑路线。因此, 雪地足迹的制模有实际应用意义。

目前, 在国内雪地足迹制模的常用方法仍是调制石膏液。然而, 这种制模方法耗时长(一般要30min以上), 操作复杂, 对技术人员的操作经验依赖较高, 而且, 石膏比重大, 凝结速度慢, 在倾倒和凝结过程中容易破坏脆弱的雪地足迹。由于石膏制模法提取雪地足迹费时费力, 结果不尽如人意, 实践部门往往就此忽略了雪地足迹的提取, 导致犯罪现场信息的丢失。

硫磺制模提取法具有操作简便、凝结速度快的特点。而且, 硫磺比重较小, 不易破坏雪地足迹。因此, 研究硫磺制模法对雪地足迹的提取具有实用意义, 介绍如下。

1 石膏制模法提取雪地足迹

目前雪地足迹制模的主要方法仍是石膏制模法, 其操作要点是:在调制石膏液时, 为了使水接近雪的温度, 首先在水里加入5%~10%氨水、酒精、食盐或汽车防冻液等以期降低水的冰点。然后在水中加放雪块降低水温, 直至水中雪不再融化而结冰时为止, 这时调制出的石膏液接近雪的温度, 同时, 为了加快凝结速度, 石膏和水的比例也需要适当加大到2 ∶1, 防止倒入石膏液后雪迅速融化而破坏足迹特征。

严寒的冬天, 在雪地上制作的石膏模型, 往往不等全部凝结, 就会出现冰冻现象, 所以在取出石膏模型后最好先浸入冷水中, 让冻冰从石膏模型中析出, 约30分钟后取出在室内晾干即可[1]。

2 硫磺制模法提取雪地足迹

硫的分子都是由8个硫原子组成的, 具有环状结构, 将单质硫加热时, 发生如下变化:加热至熔点, 得到浅黄色、透明、易流动的液体(仍为S8环状结构)。继续加热至160℃左右, S8环开始断裂, 并聚合成中长链的大分子, 因此液体颜色变暗, 黏度显著增大。继续加热至190℃左右, 环继续断开, 并聚合成长链的巨分子, 由于链与链之间相互纠缠在一起, 使之不易流动, 此时黏度最大, 已不易从容器中倒出。再继续加热至200℃, 液体变黑, 长链分子开始断裂成较短的链状分子, 黏度又变小, 流动性增加。温度达到444.6℃时, 液体沸腾, 蒸汽中含有S8、S6、S4、S2等气态分子。温度越高, 分子中的硫原子数目越少。硫磺制模法就是将硫磺粉加热至适宜的温度, 然后将熔融状态的硫磺迅速倒入雪地足迹中, 待硫磺凝结后足迹印痕的细节特征就被提取下来。

2.1 实验器材

(1) 一定量的硫磺粉。

(2) 电炉或煤气灶, 用于加热硫磺。

(3) 1公升的铝锅。用于盛装硫磺, 如果足迹离热源有一定距离, 可以将盛有加热好的硫磺液的锅盖上盖子移至足迹处。

(4) 一只用于搅拌的勺子。

(5) 温度计, 量度在150℃以上。

2.2 操作方法

将硫磺粉倒入铝锅中, 把铝锅放于电炉或其他热源上, 将电炉调至中档进行加热。硫磺在115℃左右熔化; 但是, 如果将硫磺加热至170℃时, 它将会变成棕褐色的浓浆状液体, 晶体结构彻底被破坏, 不可恢复。因此, 对硫磺加热必须缓慢进行, 在升温的同时不停的进行搅拌, 当硫磺开始融化时, 它的体积会缩小, 这时可以继续加入硫磺粉直至所需用量[2]。每枚足迹需要大约1kg左右的硫磺粉。在整个过程中要持续不断的进行搅拌, 以防底部的硫磺变得过热。当所有的硫磺都熔化以后, 可以移走或关闭热源, 持续进行搅拌使得液体硫磺保持一个统一的温度。放入温度计进行监测, 当液体硫磺的温度降至115℃时, 将其倒入引流渠中, 让其在重力的作用下流入足迹印痕, 直至足迹被硫磺液填满, 待模型冷却凝固后取模即可。灌注硫磺液必须通过引流渠, 这不仅可以使硫磺液顺利的流至目标足迹, 还可以进一步降低硫磺液的温度, 最大限度的保护雪地足迹的细节特征。

2.3 适用范围及操作要点

硫磺制模法操作技术中的关键在于对倾倒硫磺液时机的把握。实验证明, 在115℃时倾倒硫磺液会取得最佳的制模效果。另外, 加热硫磺需缓慢进行, 硫磺完全熔解后应关闭热源, 若继续进行加热, 硫磺便会变成棕褐色粘稠状的长链巨分子, 不易流动, 难以制模。

此方法适用于提取雪地足迹, 尤其是提取初雪时遗留下的足迹。此种方法宜在户外进行操作。

3 石膏制模法与硫磺制模法的比较
3.1 操作流程的比较

在灌注足迹环节, 硫磺制模法需要制作引流渠, 将适宜温度的硫磺液倒入引流渠中, 使之自然流入足迹; 石膏制模法则可直接将调制好的低温石膏液倒入足迹印痕中。两种方法的主要区别在于溶液调制环节:硫磺制模只需将一定量的硫磺加热熔化即可; 而低温石膏液的配置过程比较繁琐, 需要加入酒精等来降低冰点、加入硫酸钾或食盐来加速石膏凝结、加入雪块来降温等。在取模环节, 两者操作方式基本相同。

3.2 制模时间的比较

硫磺制模法提取雪地足迹与石膏制模法相比最突出的一个优点就是制模速度快。笔者用同一只样本鞋在雪地中制作了两组足迹, 每组8枚。第一组用硫磺制模法提取, 第二组用石膏制模提取。用秒表记录整个制模过程所需时间, 得到如下结果(见表1)。

表1 两种制模方法提取雪地足迹的耗时

通过实验比较可知, 硫磺制模法所需时间大约是石膏制模法的四分之一, 大大的缩减了制模时间, 提高了效率。

3.3 细节特征的反映

为比较石膏制模法与硫磺制模法对雪地足迹细节特征的反映能力, 笔者特意将一只新鞋用小刀刻划了4处损伤特征(见图1), 然后分别用这只鞋制作两组雪地足迹, 每组8枚。制作好后, 分别用硫磺制模法与石膏制模法提取这两组足迹, 取模后观察两种制模方法对细节特征的反映(见表2、图2)。通过观察发现, 硫磺制模法对雪地足迹细节特征的反映质量要高于石膏制模法。

表2 两种制模方法对细节特征的反映情况

图1 样本鞋概貌及细节特征分布

图2 两种制模方法对细节特征的反映

3.4 适用范围的比较

雪地足迹提取之所以较为困难, 一方面其原因在于雪这种承痕客体是时刻变化的, 它会随时间、气温、降水、刮风等自然条件的改变而产生变化。提取雪地足迹时, 要明确当时的雪况, 以选择最适合的提取方法。笔者将雪况分为冰雪、融雪、可塑雪、不可塑雪、变质雪、风吹雪和夹层雪7类[3]。

冰雪指雪印痕形成后再结晶成冰或者可塑、有弹性的冰状结构; 融雪指接近饱和或者过饱和的雪, 没有硬度、坚实度, 有水分溢出; 可塑雪与不可塑雪的分类是按照雪的可塑程度, 如果可塑, 即挤压后晶体会互相连接形成雪球, 此即为可塑雪, 若不能, 则为不可塑雪。变质雪指由于昼夜的融凝循环经过了至少一次的变质过程的雪。通常情况下, 一次变质过程会使印痕加深10cm, 留下硬硬的外壳, 超过一周, 足迹可能会深达1m; 风吹雪指足迹形成后出现大风, 印痕在风吹作用下变的很浅, 但印痕更加紧凑坚实; 夹层雪指经历了多次降雪或变质过程而形成, 每层的湿度、硬度、颗粒度、密度各不相同。

为比较两种制模方法的适用范围, 笔者应用这两种方法在不同的雪况下进行制模实验, 实验结果表明, 硫磺制模法在适用范围上要广于石膏制模法(见表3)。尤其在冰雪与风吹雪的情况下, 推荐使用硫磺制模法。在可塑雪情况下, 虽然两种制模方法都会取得不错的效果, 但时间的耗费上却截然不同。然而, 没有一种制模方法是万能的, 在融雪条件下, 应用两种制模方法都不能取得令人满意的效果。在夹层雪的情况下, 需要根据夹层的具体情况进行分析, 通过预实验确定最适用的提取方法。

表3 两种制模方法在不同雪况下的适用情况
3.5 模型强度和安全方面

硫磺模型的强度较石膏模型要低, 因此, 硫磺模型的提取和保存都要格外的小心。此外, 在熔化硫磺的过程中, 会有少许刺鼻的气体溢出, 对呼吸道粘膜有一定刺激作用, 因此, 硫磺制模宜在室外通风条件下进行。

综上所述, 通过对硫磺制模法与石膏制模法在制模原理、操作流程、制模时间、细节特征反映等方面进行比较发现, 与传统的石膏制模法相比, 硫磺制模法更加迅速、简便, 将会大大缩减制模时间, 有助于提高立体足迹提取效率。关键是在细节特征的反映方面, 运用该方法制得的模型更加清晰, 较石膏制模法有很大优势。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 史力民. 足迹学[M]. 北京: 中国人民公安大学出版社, 2007: 174. [本文引用:1]
[2] Cassidy Michael J. Footwear identification[M]. Canada: Royal Canadian Mounted Police, 1995: 27-28. [本文引用:1]
[3] Adair T W, Tewes R, Bellinger T R, et al. Characteristics of snow and their influence on casting methods for impression evidence[J]. Journal of Forensic Identification, 2007, 57(6): 816-820. [本文引用:1]