引用本文
董颖, 韦娇, 黄和楷, 舒翠霞, 汪荀, 王爱华. 土壤中农药成分典型特征刻画技术在法庭科学中的应用[J].刑事技术, 2018,43(4):327-329
DONG Ying, WEI Jiao, HUANG Hekai, SHU Cuixia, WANG Xun, WANG Aihua. Characterization of Soil-deposited Pesticide Components for Forensic Science[J]. Forensic Science and Technology,2018,43(4): 327-329  
doi: 10.16467/j.1008-3650.2018.04.015
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土壤中农药成分典型特征刻画技术在法庭科学中的应用
董颖1, 韦娇2, 黄和楷2, 舒翠霞3, 汪荀4, 王爱华1
1.公安部物证鉴定中心,北京市现场物证检验工程技术研究中心,北京 100038
2.海南省公安厅物证鉴定中心,海口 570311
3.苏州市公安局物证鉴定所,江苏 苏州 215131
4.西藏自治区公安厅物证鉴定中心,拉萨850000

第一作者简介：董颖(1980—),女,河北保定人,硕士,副研究员,研究方向为法庭毒物分析。 E-mail:dy010@126.com

基金资助: “十三五”国家重点研发计划项目（No.2017YFC0803803）; 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（No.2016JB003）
摘要

本文对土壤中农药成分典型特征刻画进行了探索性研究,为实现土壤质量的动态管理、土壤污染犯罪的判定及土壤检材的选取提供技术依据。本文还对我国某地圣女果种殖基地土壤中的农药成分和含量进行了分析,应用气相色谱/质谱联用技术（GC/MS）检出灭蝇胺、百菌清、精甲霜灵和马拉硫磷等4种农药成分,并对土壤的提取部位、提取深度及在法庭科学领域用于推断地域、推断用途、推断时间和特征比对等应用前景进行了探讨,为今后系统开展土壤中农药成分典型特征刻画技术研究打下了基础。

关键词: 法庭科学; 土壤; 农药; 特征刻画
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2018)04-0327-03
Characterization of Soil-deposited Pesticide Components for Forensic Science
DONG Ying1, WEI Jiao2, HUANG Hekai2, SHU Cuixia3, WANG Xun4, WANG Aihua1
1. Beijing Engineering Research Center of Crime Scene Evidence Examination affiliated with Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China
2.Forensic Science Center of Hainan Provincial Public Security Department, Haikou 570311, China
3. Criminal Science Institute of Suzhou Public Security Bureau, Suzhou 215131, Jiangsu, China
4. Forensic Science Center of the Public Security Department of Tibet Autonomous Region, Lhasa 850000, China
Abstract

With coining the concept on characterization of soil-deposited pesticide components, an expatiation was conducted about the significance of the relevant studies and methods along with the difficulties and prospect. Such kind of systematic researches can not only support case investigation and litigation through providing scientific basis for identification of the selected evidential soil materials but also help realize the soil quality management dynamically, therefore capable of supplying technical foundation for judging the crime of soil pollution. In this paper, the pesticide composition and content were analyzed with the soil from a China’s cherry-tomato planting-and-seeding base. Four kinds of pesticides, cyromazine, chlorothalonil, mefenoxam and malathion, were detected with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Additionally, both the position and depth of the soil extracted were tested of their effect on the pesticide residue. Consequently, a discussion was made on the outlook of inferring whereabouts, usage, applied time and specific comparison about the involved pesticides.

Key words: forensic science; soil; pesticides; characterization

对于农药的定义和包含范围, 不同时期、不同国家和地区都会有所差异。一般认为, 农药是指用来防治危害农林牧业生产的有害生物（害虫、害螨、线虫、病原菌、杂草及鼠类）和调节植物生长的化学药品。有数据表明, 农药使用量的80%~90%最终都会进入到土壤中[1, 2, 3]。大量而持续使用农药, 不断在土壤中积累, 便会使土壤造成污染[4]。 土壤农药污染的严重性和持久性, 固然给环境科学工作者带来了巨大困扰[5, 6], 但我们这里更多的是要关注土壤中长期存在的大量农药成分能怎样在法庭科学领域得到更好的应用, 能为我们公安机关侦查破案, 为我们刻画嫌疑人提供什么帮助。

1 基本概念

当前对检材物证开展深入分析, 全面挖掘其所蕴含的信息, 充分发挥物证刻画的技术导侦作用, 已成为全世界法庭科学发展的重要趋势。土壤中农药成分典型特征刻画技术是指对土壤中农药的种类、含量、变化规律等典型特性, 进行深刻而细致描述的方法和手段。从定义可以看出, 对农药典型特征的刻画重点涉及三个方面：一是农药典型特征的表述; 二是土壤中农药典型特征的检测技术; 三是农药典型特征的管理。

开展土壤中农药成分典型特征刻画研究工作具有重要意义：一是法庭办案的需要。土壤是法庭科学中的常见的物证, 科学分析土壤中农药分布规律, 可以为案件的侦查和诉讼提供技术支撑, 为土壤检材的选取提供科学依据。二是实现对土壤中农药典型特征的动态监控。土壤中农药不仅受到地质特点的影响, 同时还受到人类活动的影响, 通过对不同地域、不同用途土壤中农药的特征的刻画, 实现土壤质量的动态管理, 也可为土壤污染犯罪的判定提供技术依据。

2 土壤中农药成分检测技术方法
2.1 土壤样品采集

由于地球表面20 cm以内的土壤均为耕作层土壤, 此层土壤受耕作、灌溉等影响最强烈, 选取样本具有代表性。在我国某地圣女果种殖基地, 分别提取不同区域垄边表层（10 cm以内）和下层（距表层10 cm以下）土壤样本各10份。经调研得知该圣女果种殖基地长期使用灭蝇胺、百菌清等多种农药, 使用频次为每三天喷洒一次, 本次样本采集时间为喷洒后第二天。

2.2 提取技术

将土壤样品干燥, 研磨均匀后, 准确称取15.0 g置于50 mL塑料离心管中, 加入5 mL水、30 mL乙腈, 振荡15 min后, 再加入2 g氯化钠, 振荡15 min, 高速离心后静置, 将上清液过滤浓缩挥干, 100 µ L定容, 供GC/MS检测分析。

2.3 检测方法

2.3.1 仪器、试剂与材料

7890A-5975C气相色谱质谱联用仪（美国安捷伦公司）, 配电子轰击源（EI源）, HP5色谱柱(30 m× 0.25 mm× 0.25 μ m)。

超纯水, 乙腈（色谱纯, 美国Fisher）, 氯化钠（分析纯, 国药集团）, 灭蝇胺（对照品, 国药集团）, 马拉硫磷（对照品, 国药集团）, 百菌清（对照品, 国药集团）, 精甲霜灵（对照品, 国药集团）。

2.3.2 仪器条件

进样口温度 280 ℃, 传输线 280 ℃; 柱始温：70 ℃停留 1 min, 以 20 ℃/min 程序升温至 270 ℃ 保持15 min; 氦气流速 1.0 mL/min; 分流进样, 分流比10:1。EI 源：离子源温度为230 ℃; 四极杆温度为150 ℃。

3 结果与讨论
3.1 检验结果

20个土壤样本中均检出四种农药成分：灭蝇胺、百菌清、精甲霜灵和马拉硫磷, 谱图见图1; 表层土壤中灭蝇胺和马拉硫磷的平均含量分别为0.190 mg/kg和0.620 mg/kg, 下层土壤中灭蝇胺和马拉硫磷的平均含量分别为0.041 mg/kg和0.260 mg/kg。

图1 圣女果种殖基地土壤GC-MS分析谱图Fig.1 GC-MS chromatogram of the soil planting cherry-tcmato

3.2 结果分析

3.2.1 定性结果

从20份样本定性检验情况看, 所取表层土壤和下层土壤的定性检验结果一致, 均检出灭蝇胺、百菌清、精甲霜灵和马拉硫磷等4种农药成分, 该4种农药在耕作层土壤中均有分布, 农药成分稳定。

3.2.2 定量结果

分别计算表层和下层各10个样本土壤中灭蝇胺和马拉硫磷的平均含量, 表层土壤中平均含量分别为0.190 mg/kg和0.620 mg/kg, 下层土壤中平均含量分别为0.041 mg/kg和0.260 mg/kg。从数据可以看出, 从表层到底层这两种农药的含量是衰减的, 所以进行刻画技术研究实验应取表层（10 cm以内）土壤为佳。

4 启示
4.1 面临困难

开展土壤中农药成分典型特征刻画研究工作, 主要解决两方面困难：一是土壤成分的复杂性。土壤是由岩石风化而成的矿物质、动植物、微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物, 以及水分、空气、腐殖质等组成, 成分非常复杂, 不同地域土壤成分迥异, 再加上农药有无机化合物农药、有机合成农药、植物性农药、生物农药等多个品种, 不同地域农药的使用也不尽相同, 导致土壤中农药的成分具有唯一的特征性。二是农药成分的动态性。随时间变化土壤中农药会发生降解、挥发、扩散[7, 8, 9]等, 农药成分和含量都会变化。同时, 随着土壤使用用途变化, 土壤中农药成分也会发生变化[10]。

上述两方面困难, 给研究带来的难点主要有四个： 一是农药种类繁多, 许多农药能与土壤中的物质发生耦合, 提取土壤中的农药比生物样品更加困难; 二是整个研究工作量非常大, 包括检测方法的建立、取样前处理检验, 还有后续数据处理汇总等; 三是研究目标的动态变化特征性强, 因此要使检测结果能很好的支撑法庭科学应用, 还需要定期对数据进行复核和更新; 四是取样点选择有难度, 如何选取能代表某地域某种应用的土壤还要深入研究。

4.2 展望

土壤中农药成分典型特征刻画技术在物证刻画分析领域具有重要的意义, 在法庭科学领域具有广阔的应用前景, 可用于推断地域、推断用途、推断时间和特征比对等。

4.2.1 推断地域

土壤中检出的农药成分具有地方特色或区域代表性, 例如土壤中检出的农药多见于江苏地区或新疆地区, 由此可推断案发地点或嫌疑人行动轨迹。

4.2.2 推断用途

土壤中检出的农药成分能反映出土壤的用途特征, 例如土壤中检出的农药多见于某些水果施用或水稻田施用, 由此可推断更具体的案发地点或嫌疑人行动轨迹。

4.2.3 推断时间

土壤中检出的农药成分能反映出时间特征, 根据检出农药的种类和含量结合农药在土壤中的半衰期数据, 由此可推断案发时间等更多实用信息。

4.2.4 特征比对

土壤中农药的种类和含量数据可以作为土壤样本比对时的一个重要特征。农药属于外来人为引入的成分, 具有显著特征, 可为案件的侦查和诉讼提供技术支撑。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献
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