引用本文
樊俊丹, 王力春. .乳化炸药爆炸残留物分析[J]. 刑事技术,2015,40(3): 246-248
FAN Jundan, WANG Lichun. .Determination of Emulsion Explosive Residues[J]. Forensic Science and Technology,2015,40(3): 246-248
10.16467/j.1008-3650.2015.03.020  
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乳化炸药爆炸残留物分析
樊俊丹, 王力春
重庆市公安局物证鉴定中心,重庆 400021

作者简介：樊俊丹（1982—）,男,四川宜宾人,工程师,大学本科,研究方向为痕迹检验。 E-mail: 31867450@qq.com

摘要

目的 探讨乳化炸药爆炸案件中导致爆炸残留物中铵根离子、硝酸根离子含量偏低的原因。方法 通过实际爆炸案例分析,实地了解乳化炸药制造工艺,采用离子色谱法检验爆炸案件及爆炸实验提取的残留物中铵根离子和硝酸根离子成分含量。通过与空白样本对比,分析导致乳化炸药爆炸残留物中铵根离子、硝酸根离子含量降低的原因。结果 经过生产工艺改进的乳化炸药爆炸后,其残留物中检出硝酸根和铵根离子的含量没有明显高于现场空白样本。结论 通过考察分析、对比检验,发现生产工艺改进是导致乳化炸药爆炸残留物中铵根离子和硝酸根离子含量偏低的原因。针对这一问题,本文提出了一些相应的解决方案。

关键词: 乳化炸药; 爆炸残留物; 离子色谱
中图分类号:DF794.3 文献标志码:中图分类号： DF794.3 文献标识号 B 文章编号：1008-3650(2015)03-0246-03 文章编号:1008-3650(2015)03-0246-03 doi: 10.16467/j.1008-3650.2015.03.020
Determination of Emulsion Explosive Residues
FAN Jundan, WANG Lichun
Institute of Forensic Science, public Security Bureau, Chongqing 400021, China
Abstract

Objective To explore the reasons why the contents of ammonium ion and nitrate ion in the explosion residue of emulsion explosive were lower than that of normal explosives.Methods The emulsion explosive residue samples were collected from a crime scene and an explosion experiment scene, respectively. The samples were analyzed by ion chromatography and the contents of ammonium ion and nitrate ion were quantitatively determined.Results The contents of ammonium ion and nitrate ion in blank samples, case samples and experimental samples were in the same level.Conclusions According to the emulsion explosive formula, the content of ammonium nitrate in emulsion explosive normally is in the range of 78%~82% (typical content is 74.3%). However, as advanced production technology and effective emulsifier have been employed in production process, the mixture of ammonium nitrate and composite oil in emulsion explosive is more homogeneous, and then the oxidation-reduction reactions of emulsion explosives in explosion become more thoroughly. This results in the quite lower contents of ammonium ion and nitrate ion in the explosion residue of emulsion explosive, which is consistent with the results of the case and the verification experiment described in this article.

Keyword: emulsion explosive; explosive residue; ion chromatography

我国乳化炸药主要用于民爆行业, 其主要成分有硝酸铵、水、复合油、乳化剂等。爆炸残留物中硝酸根离子和铵根离子的检验是确定该类炸药的主要依据, 目前常使用的检验方法有离子色谱法[1]、气相色谱法[2]等。一般情况下, 乳化炸药爆炸后在爆炸残留物中检出的硝酸根和铵根离子含量会明显高于现场空白样本。但在近期发生的几起乳化炸药爆炸案中, 爆炸残留物中检出的硝酸根和铵根离子含量与空白样本十分相近, 致使案件炸药定性成为难点。本研究以一起类似案件为例开展研究, 使用离子色谱仪对现场提取的爆炸残留物及空白样本进行检验, 探索乳化炸药爆炸残留物的定性分析方法。

1 物证提取

2014年某日凌晨, 某镇发生一起爆炸案。经勘查发现一90 cm× 65 cm的炸坑, 深40 cm。在炸坑东侧有大量玻璃、铝合金窗框等残留物。对爆炸残留物采取多点提取：一是提取炸坑处土壤若干、石块及残留电线; 二是以炸坑为圆心, 按顺风方向向周边辐射提取表层尘土, 数量为100~150 g, 并记录采取面积。1 m范围内, 每隔30 cm收集1次, 共2次; 1~3 m范围内, 每隔1 m收集1次, 共2次; 3~20 m范围内, 隔10 m收集1次, 共2次。在爆炸现场附近提取无炸药残留物污染的表层尘土作为空白样本。

2 检 验
2.1 仪器及试剂

ICS-1500阴离子型离子色谱仪（Dionex, 美国）, ICS-1500阳离子型离子色谱仪（Dionex, 美国）, Chromeleon6色谱工作站(Dionex, 美国), RFC-30淋洗液自动发生器, 高速离心机（Beckman, 美国）, Direct-Q超纯水发生器（Millipore, 美国）。

硝酸根离子标准溶液（1000 mg/L, 国家标准物质中心）, 铵根离子标准溶液（1000 mg/L, 国家标准物质中心）。

2.2 色谱条件

阴离子色谱采用AS19分离柱; 柱温、检测器温度：30℃; 抑制器电流：79 mA; 淋洗液：20 nM KOH、流量1 mL/min; 阳离子色谱采用CS12分离柱; 柱温、检测器温度：30℃; 抑制器电流：59 mA; 淋洗液：20 nM MSA、流量1 mL/min。

2.3 样品前处理及检验

使用天平称取不同地点提取的爆炸残留物及空白样品各20 g, 分别置于50 mL试管中, 加入30 mL去离子水, 充分震荡后高速离心, 提取上清液, 用离子色谱仪进行检验。检验结果见表1。

表 1 爆炸残留物中硝酸根、铵根离子含量一览表 Table 1 Content of nitrate, ammonium ion in explosive residue
3 爆炸实验验证

上述检验结果无法确定该案所用的炸药为硝铵炸药。调查发现, 炸药来自某矿厂的乳化炸药。按照以往的经验, 在残留物中会检出大量硝酸根和铵根离子, 但现场提取多处爆炸残留物中检出硝酸根和铵根离子的含量与环境空白样本十分相近, 这成为本案最大的疑点。从该矿厂提取同类炸药, 使用相近炸药用量, 在相近地面载体上引爆, 进行爆炸实验以还原现场。按照案件现场的取样方式和检验方法对爆炸实验中的爆炸残留物进行提取和检验。结果表明, 此次实验检出硝酸根、铵根离子的含量也与环境空白样本十分相近, 和爆炸现场检验的结果一致。图1~图6为现场、爆炸实验炸坑土壤与空白样本离子色谱对比图。

图 1 案件现场炸坑阳离子色谱图Fig.1 Cationic chromatogram of scene sample

图 2 案件现场炸坑阴离子色谱图Fig.2 Negative ion chromatogram of scene sample

图 3 爆炸实验炸坑阳离子色谱图Fig.3 Cationic chromatogram of explosive experimental sample

图 4 爆炸实验炸坑阴离子色谱图Fig.4 Negative ion chromatogram of explosive experiment

图 5 空白样本阳离子色谱图Fig.5 Cationic chromatogram of blank sample

图 6 空白样本阴离子色谱图Fig.6 Negative ion chromatogram of blank sample

4 讨 论

本案现场爆炸残留物和爆炸实验残留物检出的硝酸根和铵根离子含量均较低, 明显区别于以往同类案件。调查发现, 乳化炸药的配方近年来变化不大, 其中硝酸铵的含量一般在78%~82%, 典型配方为74.3%。由于技术的改进和完善, 微机控制连续化生产工艺已经成为乳化炸药生产主流, 各种乳化器、连续冷却装置、连续敏化机、自动装药机和连续中包技术等[3], 使硝酸铵和复合油相混合更加均匀, 炸药的密度从1.4降低至1.1[4], 形成粒度相同的油包水相, 粒度分散更加均匀, 与空气接触面积增加, 硝酸铵氧化还原反应彻底。这一点和爆炸实验相印证。爆炸过程中形成了巨大的青白色烟气团, 颜色较以往实验中的浓白色不同, 说明硝酸铵反应率提高。

乳化炸药生产工艺的改进导致爆炸更充分, 残留物更少, 硝酸根和铵根离子的检验难度加大。因此在检验乳化炸药时, 应注意以下三点：

（1）针对乳化炸药可以进一步研究复合油相中蜂蜡、乳化剂失水山梨醇单油酸酯(span-80)、聚乙烯丁二酰亚胺 (PCE)、聚烯烃酰胺类高分子残留物的检验, 以及起爆药雷管中单质有机炸药RDX、PTEN的检验, 同时提高案件现场勘查中有效检材的提取率;

（2）通过现场遗留物品判断炸药性质, 如本案中遗留的电线和电池组提示嫌疑人使用的是电雷管起爆炸药, 从而推断乳化炸药的可能性很大;

（3）通过其它物证的检验和侦查排查, 将爆炸残留物分类收集存储。从嫌疑人供述中了解炸药的种类, 有针对性的筛查现场物证, 将嫌疑人的供述、受害人的陈述、视频侦查、侦查、实检验等形成完整的证据链。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 裴茂清, 郭海荣. 离子色谱在无机炸药分析中的应用[J]. 刑事技术, 2005(6): 13-14. [本文引用:1]
[2] 朱清烈, 徐雪松. 气相色谱法同时测定硝铵炸药中的TNT和硝酸根离子[J]. 刑事技术, 1988(3): 37. [本文引用:1]
[3] 何楠, 吴龙祥. 我国乳化炸药工艺及设备的现状与发展趋势[J]. 爆破器材, 2006(6): 17-18. [本文引用:1]
[4] 叶图强, 郑旭炳, 汪旭光, 等. 装药车制乳化炸药的试验研究[J]. 含能材料, 2008, 16(3): 262-266. [本文引用:1]