鋁合金表面不同遺留時間手印顯現實驗設計

王明超

(鐵道警察學院 教務處, 河南 鄭州 450053)

實驗教學是支撐應用型人才培養的重要手段,在學生創新能力培養的過程中發揮著重要作用[1-7]?！皾撛谑钟〉娘@現”是公安院校刑事技術專業學生的必修實驗內容,學生掌握手印顯現的技術方法后,能夠在刑事案件現場勘查過程中選擇合適的方法對犯罪現場各類客體上遺留的潛在手印進行顯現。同時,該實驗也適用于偵查學專業和其他公安類學生的學習,具有較強的廣泛性[8-11]。

現有的潛在手印顯現的實驗內容較為單一,并且過分依賴于課程理論講授內容,驗證性實驗比例過高,綜合性、設計性實驗比例偏少,學生在實驗過程中被動接收,過分注重手印顯現的結果,對影響手印顯現效果的因素分析較少。這種實驗模式不利于學生創新意識的培養,不利于學生分析問題、解決問題能力的鍛煉,也不利于實驗教學整體質量的提升[12-15]。為了充分發揮學生在實驗教學中的主體地位,激發學生投入手印顯現實驗的主動性,提高學生分析實驗現象和探索改善實驗效果方法的能力,迫切需要在“刑事技術”“痕跡物證檢驗”“手印檢驗”等公安技術專業課程的實驗教學過程中,創新潛在手印顯現方法的實驗設計,研發綜合性、設計性的實驗項目,豐富手印顯現的實驗教學內容,改革實驗教學方法,以培養更多的創新型、技能型刑事技術人才。

1 實驗原理

手紋具有觸物留痕的特性,人的手掌接觸物品后必然會留下手印,而多數手印是難以用肉眼發現的,需要借助物理或化學的染色方法進行增強處理后方可顯現。其中,承痕客體的物面性質和手印遺留中介物質是影響顯現方法選擇的兩大關鍵因素,玻璃、金屬、塑料等非滲透性客體是日常生活中的常見客體類型,手印中介物質主要有人體自身分泌的汗液成分以及油脂成分,這些物質僅分布在手印紋線部位,并且是微量的,但仍舊可以吸附指紋粉末、小微粒懸浮液里的粉末等顆粒,或者可以與502膠發生化學反應,使紋線產生與背景材料不同的顏色,從而顯出手印。

2 實驗方案設計與優化

2.1 手印承痕客體及顯現方法的選擇

本實驗設計充分考慮了實驗結果的現實指導意義,選擇使用鋁合金材料作為手印的承痕客體,因為鋁合金在日常生活中廣泛應用于門、窗等重要部位,也是最容易留下手印的客體。

打破傳統實驗項目對單一顯現方法的考察,選擇金粉刷顯、銀粉刷顯、磁性粉刷顯、502膠熏顯以及502膠熏顯→羅丹明6G染色5種方法進行綜合使用和比較研究,探討不同條件下手印顯現方法的適用性。

2.2 實驗儀器與試劑

實驗儀器主要有：電子天平(奧豪斯),多波段光源(北京龍昊公司),502膠熏顯柜(無錫帆鷹警用產品有限公司),尼康D7100數碼相機,微距鏡頭,濾光鏡,普通指紋刷、磁性指紋刷。

試劑：金粉、銀粉、黑色磁性粉(北京芬格爾安科技有限公司),502膠(北京化工廠),羅丹明6G,無水乙醇。

羅丹明6G溶液的配制：0.5 g羅丹明6G溶于500 mL無水乙醇,充分攪拌均勻后保存于棕色瓶中備用。

2.3 手印樣本的制作

手印樣本制作時,充分考慮了手印承痕體的普遍性、手印遺留時間的多樣性,以及手印遺留主體的不確定性,以保證實驗結果的適用意義。隨機挑選10名志愿者(8名男性、2名女性)在鋁合金上按捺自然樣本手印,手印的中介物質成分主要是油脂和汗液成分,手印遺留時間設計為1、7、15 d,每個遺留時間段的手印分別收集100枚,顯出的手印樣本在夏季室溫條件下保存。

2.4 潛在手印的顯現

(1) 金粉、銀粉刷顯手印。采用蘸粉刷顯法顯現處理手印。用毛刷蘸取適量的金粉或銀粉,將刷頭置于樣本上空適宜距離,輕輕彈擊刷柄末端,使得適量粉末均勻鋪灑在承痕客體表面；另取干凈的毛刷,用毛刷尖頭延著手印紋線流向刷去多余粉末,在自然光下觀察手印,并用相機拍照固定。

(2) 磁性粉刷顯手印。用磁性刷吸取適量的黑色磁性粉末,將刷頭置于樣本上空一定距離后,輕輕回拉磁性刷手柄,同時不斷觀察灑落在客體上的磁性粉末,待到粉末均勻散布后停止回拉磁性刷手柄；隨后使用磁性刷延著手印紋線刷顯手??；在自然光或光照條件下對手印進行觀察,并用拍照固定。

(3) 502膠熏顯手印。將待顯客體放入502膠熏顯柜中,根據溫濕度條件加入適量的蒸餾水和502膠水,加濕10 min、熏顯20 min后在暗室條件下打側光觀察手印顯現效果,并拍照保存。

(4) 502膠熏顯→羅丹明6G染色。用膠頭滴管吸取適量羅丹明6G溶液,均勻滴在502膠熏顯的手印上,晾干后用清水將樣本表面多余的羅丹明物質沖洗干凈,再用無水乙醇沖洗；將處理后的樣本置于多波段光源515波段藍綠光照射下,使用橙黃色濾鏡觀察手印。

2.5 顯出手印的質量評價

目前,國內外關于手印的顯現效果的質量評價主要依靠研究人員的主觀判斷決定,即通過觀察每一枚顯現后手印的紋型、細節特征,從總體上把握紋線和背景的反差,并根據顯出手印的紋線面積及清晰程度賦予顯出手印不同的分值作為衡量顯現方法優劣的標準。本文將顯出手印按照質量分為3分、2分、1分和0分,共4個檔次：3分表示紋線非常清晰、連貫,特征點能全部清晰顯出；2分表示紋線可見,但不夠連貫、清晰,有部分可以鑒別的特征點；1分表示部分紋線隱約可見,很難找到特征點；0分表示顯現后看不見紋線,觀察不到細節特征。本文所涉及的評分內容都參照本標準實行。各分值標樣如圖1所示。每組實驗進行完畢后,按照圖1的標準對每一枚經顯現處理的手印分別評分,并計算出每組實驗的平均得分。

3 結果與討論

3.1 遺留時間為1 d的手印顯現結果

遺留時間為1 d的手印,在3個考察時間段內的手印中介物質揮發最少,5種顯現方法的反應靈敏度較高,所顯現出的平均分均在2分以上,手印顯現的整體質量較好(見圖2)。

圖1 手印得分參考標準圖像(以502膠→羅丹明6G染色效果為例)

圖2 鋁合金客體表面遺留1 d時間手印顯現結果(手印評分3分)

金粉、銀粉、磁性粉和502膠熏顯法顯出手印在自然光條件下進行觀察,502膠熏顯→羅丹明6G染色顯出的手印在多波段光源515 nm波段藍綠光照射下,使用橙黃色濾鏡觀察。其中,金粉刷顯、磁性粉刷顯與502膠熏顯→羅丹明6G染色處理后的手印與背景反差較強,銀粉(銀灰色)與背景反差雖然不及前3種方法強,但不影響對顯現效果的觀察,502膠熏顯的手印紋線呈乳白色,與鋁合金顏色色差較小,觀察效果不好。這種直觀的觀察效果的差異反映出了各顯現方法的不同顯現能力(見表1),直接影響了手印的評分,也影響了對每種方法顯現能力的評估。

表1 5種顯現方法顯出遺留時間1 d不同分值手印的數據分布及平均分(20枚手印)

從表1的手印顯出數量及分值分布狀態來看：502膠熏顯→羅丹明6G染色的顯現效果最佳。實驗過程中也發現,502膠的顯現靈敏度盡管較高,但由于與手印遺留物質成分反應生成的白色化合物與鋁合金的背景反差不明顯,需要在暗室環境下打側光觀察拍照才能達到理想的觀察效果,或者后續使用羅丹明6G增強處理后,在光致發光條件下觀察顯現效果也會有較大程度的改善。這4種方法盡管平均分略有波動,但手印顯出率均達到100%,且質量好的手印(3分和2分)顯出率均能達到90%,充分說明了這3種方法在處理短時間內遺留手印的顯現能力相當。磁性粉的顯現質量最差,手印顯出率95%,但質量好的手印顯出率僅為75%,這主要是由于使用磁性刷和磁性粉時,容易使鋁合金的客體表面部分產生磁化,影響顯現效果。

3.2 遺留時間7 d的手印顯現結果

相比遺留時間1 d的手印,遺留時間7 d的手印中介物質含量下降,各顯現方法的反應目的物減少、反應靈敏度下降,部分顯現方法顯出質量好的手印數量降低,手印的顯出率也有下降(見表2)。

表2 5種顯現方法顯出遺留時間7天不同分值手印的數據分布及平均分(20枚手印)

從表2的手印顯出數量及分值分布狀態來看：502膠熏顯→羅丹明6G染色的顯現效果最佳,平均分為2.55；502膠熏平均分2.4；這兩種方法手印顯出率均保持在100%,且質量好的手印顯出率為90%,平均分上的波動主要是由于3分手印和2分手印的數量差異導致。銀粉刷顯出的手印顯出率為95%；金粉刷顯出手印顯出率100%。盡管手印顯出率略有不同,但銀粉和金粉熏顯的綜合平均分均為2.15,且質量好的手印顯出率均為80%,說明這兩種方法在處理遺留時間7 d的手印時,顯現能力相當。磁性粉的質量最差,手印顯出率85%,質量好的手印顯出率為65%。

對比表1,502膠以及502膠熏顯→羅丹明6G染色方法的手印顯出率和質量好的手印顯出率都未發生變化,主要波動體現在3分手印和2分手印的數量上,但這不影響手印顯現的整體質量,說明502膠熏顯及羅丹明6G后處理的顯現技術受手印中介物質揮發的影響較??；其余3種粉末方法則受中介物質揮發的影響較大,不僅手印顯出率下降,質量好的手印顯出數量也有所減少。

3.3 遺留時間15 d的手印顯現結果

相比遺留時間1 d和7 d的手印,遺留時間15 d的手印中介物質含量減少明顯,各顯現方法的反應目的物最少、反應靈敏度降至最低,除502膠熏顯→羅丹明6G染色外,其余各顯現方法顯出質量好的手印數量均有減少,且手印的顯出率也都有下降的趨勢(見表3)。

表3 5種顯現方法顯出遺留時間15 d不同分值手印的數據分布及平均分(20枚手印)

從表3的手印顯出數量及分值分布狀態來看：502膠熏顯→羅丹明6G染色的顯現效果最佳,平均分為2.4,顯出質量好的手印數量最多,且手印顯出率為100%。502膠熏顯手印顯出率為85%,質量好的手印顯出率為75%；相比而言,3種粉末刷顯方法受到中介物質減少的影響更為明顯,手印顯出率和質量好的手印顯出數量降低幅度較大,其中銀粉刷顯的手印顯出率為70%,質量好的手印顯出率為55%,平均得分1.45；金粉刷顯手印顯出率65%,質量好的手印顯出率為40%,平均得分1.3；磁性粉的質量最差,手印顯出率65%,質量好的手印顯出率僅為40%。

對比表1和表2,502膠熏顯與502膠熏顯→羅丹明6G染色方法顯出手印的綜合平均分始終維持在2分以上,說明其顯現能力在本實驗考察的15 d時間內較為穩定,受手印遺留時間影響度較低,尤其是502膠熏顯→羅丹明6G染色方法,在502膠熏顯基礎上進行二次染色處理,起到了較好的增強效果,15 d內的手印顯出率始終維持在100%,說明了該方法受手印遺留時間影響度極低。但相比而言,金粉、銀粉和磁性粉三種粉末顯現的方法對手印中介物質的依賴程度過高,當手印遺留時間為15 d時,盡管也能顯出部分手印,但幾率較低,且顯現質量難以保證。

4 結論

盡管所選用的方法從顯現原理上都適用于顯現鋁合金客體表面的潛在手印,但受到手印遺留時間的影響,各種顯現方法對手印中介物質的依賴程度不同,致使不同遺留時間的手印經不同方法處理后表現出不同的顯現效果(見圖3)。

圖3 5種顯現方法顯現不同遺留時間手印的質量平均分

從手印遺留時間看,隨著手印遺留時間的延長,手印中介物質成分逐漸揮發、減少,各顯現方法的靈敏度下降,致使顯出手印的數量和顯現質量都略有下降；從顯現方法來看,不同的顯現方法處理相同遺留時間的手印時,表現出不同的顯現能力；同一種顯現方法處理遺留時間不同的手印時,顯現能力也不同。所以,在處理不同遺留時間的手印時,建議選擇使用顯現質量高(對應平均分高)的方法。從圖3柱狀圖分布狀態來看,對于遺留時間1 d以內的手印,首選502膠→羅丹明6G染色進行顯現,其次推薦使用銀粉刷顯、502膠熏顯和金粉刷顯3種方法,不建議使用磁性粉進行刷顯；對于遺留時間7 d和15 d的手印,建議使用502膠熏顯→羅丹明6G染色進行顯現,不建議選用502膠熏顯和粉末法進行顯現。

5 結語

手印顯現技術在刑偵工作中應用較為廣泛,且種類繁多,如何選擇使用高效、便捷的手印顯現方法處理不同客體物面上的潛在手印,需要建立在對手印遺留具體條件的綜合分析基礎上。本文以常見的遺留時間為切入點,采用對比研究的方法,對典型的金屬材料(鋁合金)表面的潛在手印顯現方法的適用性進行了探索,這種綜合性實驗設計模式增強了傳統手印顯現實驗的創新性和趣味性,優化、整合了原來分散、獨立的實驗項目,提高了公安院校刑事技術專業及其他公安類專業學生分析問題、解決問題的能力,拓展了科學思維的意識,改善了實驗教學的質量。同時,這種實驗設計思路可以拓展至其他手印承痕客體表面各種類型的潛在手印的顯現,例如紙張、塑料、玻璃等常見的手印遺留客體類型,對多種顯現方法、多個實驗樣本、多種手印遺留時間進行考察,可以準確地分析出某類客體上潛在手印的顯現方法的顯現能力、顯現靈敏度和適用性,對刑事技術實戰工作也有指導意義。