于穎超，王元鳳，2

（1.中國(guó)政法大學(xué)證據(jù)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100088；2.“2011”計(jì)劃司法文明協(xié)同創(chuàng)新中心，北京100088）

1 引言

1887—1893年間，小說(shuō)家柯南道爾撰寫(xiě)的《福爾摩斯探案集》陸續(xù)問(wèn)世，作者向世人傳遞著“自然科學(xué)及技術(shù)將在未來(lái)的司法過(guò)程中發(fā)揮重要的作用”這一科學(xué)理念。隨后，調(diào)查人員逐步建立起科學(xué)的檢驗(yàn)方法，并在解決實(shí)際案例中逐漸發(fā)揮作用。很多自然學(xué)科的分支包括地質(zhì)學(xué)在內(nèi)，也向法庭科學(xué)領(lǐng)域不斷滲透。與此同時(shí)，Hass Gross在1893年出版的《預(yù)審法官手冊(cè)》對(duì)潛在的法庭科學(xué)方法進(jìn)行了預(yù)測(cè)，其中也包括地質(zhì)學(xué)。1904年，Georg Popp利用煤炭顆粒、鼻道抽吸物顆粒以及礦物顆粒破獲一起謀殺案，被公認(rèn)為地質(zhì)材料作為證據(jù)用于刑事案的首例。隨后，Edmond Locard以及Edward Oscar Heinrich等人逐漸將地質(zhì)學(xué)知識(shí)運(yùn)用到案例偵查中并取得了重大突破。法國(guó)里昂法庭科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、瑞士洛桑大學(xué)犯罪科學(xué)學(xué)院、美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局犯罪實(shí)驗(yàn)室等研究機(jī)構(gòu)的建立，進(jìn)一步推動(dòng)了泥土分析及礦物分析方法應(yīng)用于案件偵查的進(jìn)程。目前，在全世界范圍內(nèi)的大型實(shí)驗(yàn)室中，無(wú)論是公立還是私立，他們幾乎都提供泥土檢驗(yàn)的服務(wù)。雷蒙德·默里的《Evidence from the earth:Forensic Geology and Criminal Investigation》一書(shū)是第一本專(zhuān)門(mén)講述法庭科學(xué)地質(zhì)學(xué)的書(shū)籍[1]。盡管泥土物證應(yīng)用于案件調(diào)查的歷史可以追溯到18世紀(jì)，但是真正將其作為微量物證應(yīng)用于案件調(diào)查的情況卻發(fā)生在近幾十年。我國(guó)對(duì)于泥土物證的研究起步更晚。僅在十幾年前，泥土物證才逐漸被當(dāng)作證據(jù)運(yùn)用到刑事案件偵破中。泥土廣泛存在于自然界，是交通肇事、兇殺、盜竊、強(qiáng)奸等各類(lèi)刑事案件現(xiàn)場(chǎng)頻繁出現(xiàn)的物證之一，在追溯犯罪地點(diǎn)和匹配（排除）犯罪嫌疑人兩個(gè)方面都發(fā)揮著重要的作用。然而，就目前的刑事案件物證形式來(lái)看，泥土物證在法庭中的作用并未充分發(fā)揮。原因在于泥土復(fù)雜的自然體屬性。泥土是母巖與動(dòng)植物的遺體因氣候、生物、地表的起伏以及水文、人類(lèi)活動(dòng)等因素的綜合影響作用的產(chǎn)物。地質(zhì)學(xué)家B.P.威廉斯把自然泥土形成的基本規(guī)律概括為地質(zhì)大循環(huán)過(guò)程和生物小循環(huán)矛盾的統(tǒng)一。泥土一旦形成，其物理、化學(xué)、生物等特征具有相對(duì)穩(wěn)定性，但是在各種成土因素不同程度的作用下，在地質(zhì)、成分等方面又存在相對(duì)差異。這既為鑒別不同地區(qū)的泥土提供了條件，與此同時(shí)也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

本文以Itamiya等[2]對(duì)泥土特性的分類(lèi)為基礎(chǔ)，從物理特性、化學(xué)特性、礦物學(xué)特性三個(gè)角度對(duì)泥土物證在法庭科學(xué)中的研究與發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行分類(lèi)梳理，分別列舉每一個(gè)角度下的具體研究特征以及部分特征的多種檢驗(yàn)分析方法，并以結(jié)構(gòu)圖的形式層次清晰的展現(xiàn)泥土物證檢驗(yàn)的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)，希望能夠?yàn)閷W(xué)者更加形象而全面的認(rèn)知該領(lǐng)域的研究思路提供參考（圖1）。最后，結(jié)合前沿文獻(xiàn)總結(jié)分析泥土物證在法庭科學(xué)領(lǐng)域面臨的問(wèn)題以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

圖1 泥土物證檢驗(yàn)特性及相關(guān)方法結(jié)構(gòu)圖

2 物理特性

地質(zhì)學(xué)家對(duì)于泥土物理性質(zhì)的分析，主要包括泥土質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、水分、孔隙度、溫度等方面。而當(dāng)泥土作為證據(jù)出現(xiàn)在犯罪現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，法庭科學(xué)家更加傾向于對(duì)性質(zhì)比較穩(wěn)定的物理特性作為比對(duì)特征用于法庭科學(xué)檢驗(yàn)?？傮w來(lái)看，法庭科學(xué)領(lǐng)域泥土物理特性的研究對(duì)象主要包含泥土顏色、密度和粒徑分布三個(gè)方面。

2.1 泥土顏色

顏色是泥土最為直觀的物理特性，也是泥土物證重要的檢驗(yàn)特性之一。自然界中泥土顏色十分豐富，已知的顏色種類(lèi)超過(guò)1 100種，賦予了泥土顏色檢驗(yàn)較強(qiáng)的可描述性和鑒別能力。法庭科學(xué)泥土顏色檢驗(yàn)是指泥土經(jīng)過(guò)一種或者一系列標(biāo)準(zhǔn)化處理后（干燥、潤(rùn)濕、有機(jī)物分解、去氧化鐵、灰化等），利用特定顏色系統(tǒng)測(cè)定泥土顏色的過(guò)程。在地質(zhì)學(xué)家和法庭科學(xué)家的不斷努力下，泥土顏色比對(duì)系統(tǒng)逐漸完善，能夠滿足定性分析（MUNSELL泥土比色卡）和定量分析需求（CIELAB顏色空間）[3]。

早期Murray等[4-6]學(xué)者對(duì)于泥土顏色的研究主要集中于定性分析。1975年，Dudley[4]率先建議利用MUNSELL泥土比色卡進(jìn)行泥土顏色檢驗(yàn)。常見(jiàn)的檢驗(yàn)方式包括：常規(guī)檢驗(yàn)、三步驟檢驗(yàn)、五步驟檢驗(yàn)三種，表1對(duì)三種檢驗(yàn)方式進(jìn)行對(duì)比。常規(guī)顏色檢驗(yàn)將泥土樣品干燥處理并基于MUNSELL泥土比色卡參數(shù)測(cè)定泥土顏色，區(qū)分能力一般；Dudley[4]為了充分探討泥土顏色的證據(jù)價(jià)值，對(duì)不同區(qū)域泥土樣品進(jìn)行三步驟處理：（1）自然風(fēng)干；（2）潤(rùn)濕；（3）灰化，測(cè)定每一步驟泥土顏色。結(jié)果表明，經(jīng)干燥后顏色相同樣品，潤(rùn)濕和（或）灰化處理后泥土顏色也可能發(fā)生顯著變化，反之亦然。因此，三種步驟聯(lián)合檢驗(yàn)?zāi)嗤令伾欣谠鰪?qiáng)區(qū)分度。并且相較于潤(rùn)濕處理而言，灰化處理的區(qū)分能力更強(qiáng)。這一研究增強(qiáng)了嫌疑泥土樣品和對(duì)照樣品顏色比對(duì)一致的證據(jù)價(jià)值。Dudley通過(guò)模擬犯罪現(xiàn)場(chǎng)[7]，對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證；1996年，Sugita等[8]在此基礎(chǔ)之上提出了五步驟檢測(cè)方式：（1）自然風(fēng)干；（2）潤(rùn)濕；（3）有機(jī)物分解；（4）去氧化鐵；（5）灰化，同樣測(cè)得不同步驟下顏色區(qū)分度：自然風(fēng)干階段區(qū)分度達(dá)70%，而五種方法聯(lián)合使用區(qū)分度達(dá)到97%以上。然而，Sugita與Dudley的研究結(jié)論在潤(rùn)濕和灰化處理的區(qū)分能力方面存在相互矛盾的觀點(diǎn)，產(chǎn)生矛盾的原因可能與泥土的類(lèi)型不同，導(dǎo)致灰化作用發(fā)揮的效果不同有關(guān)。

2000年以后，儀器分析技術(shù)不斷向法庭科學(xué)領(lǐng)域滲透，泥土顏色檢驗(yàn)逐漸由定性分析向定量分析過(guò)渡。分光光度計(jì)以及CIELAB顏色空間的發(fā)展為泥土顏色定量分析奠定了基礎(chǔ)。2004年，Croft等[3]分別用分光光度法和MUNSELL泥土比色法，比對(duì)不同的預(yù)處理方法（干燥、有機(jī)物分解、灰化）、不同的粒度區(qū)間篩選前后泥土顏色定性和定量變化及區(qū)分度，發(fā)現(xiàn)分光光度法具有較好的重現(xiàn)性，可用于泥土物證顏色快速檢測(cè)。2009年，Guedes等[9]結(jié)合分光光度法和篩分法，對(duì)葡萄牙區(qū)域內(nèi)兩個(gè)相分隔區(qū)域的沙灘和沙丘的泥土分別進(jìn)行干燥、篩分和灰化處理，測(cè)定泥土顏色并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行聚類(lèi)分析。發(fā)現(xiàn)干燥后未經(jīng)篩分的泥土與干燥后經(jīng)過(guò)（＜150 μm）篩分的泥土具有最好的區(qū)分度。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Sugita等的研究結(jié)果一致，都說(shuō)明灰化處理進(jìn)行泥土顏色的檢驗(yàn)的區(qū)分度較差。

定性分析和定量分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明泥土顏色檢驗(yàn)是進(jìn)行泥土物證比對(duì)的有利工具，而且能夠?qū)崿F(xiàn)定性分析的分光光度法與傳統(tǒng)的定性分析法更具有優(yōu)勢(shì)，因此具有更加廣泛的應(yīng)用空間。同時(shí)，泥土顏色處理方式的聯(lián)合分析能夠大幅度提高檢驗(yàn)的區(qū)分度。但是，泥土顏色檢驗(yàn)仍然不能作為唯一的檢驗(yàn)方法確定嫌疑樣品與比對(duì)樣品是否具有同一來(lái)源。

表1 常用的泥土物證顏色檢驗(yàn)方式對(duì)比

2.2 泥土密度

泥土密度是早期法庭科學(xué)泥土物證檢驗(yàn)的重要分析對(duì)象。泥土中礦物組分和化學(xué)組分不同導(dǎo)致不同顆粒之間的密度存在差異，因此可用密度梯度管法區(qū)分泥土樣品。這種方法可以直接在試管中展示顆粒分布模式，像泥土的“指紋”一樣具有較強(qiáng)的說(shuō)服力，1950年以來(lái)該方法得以發(fā)展，20年之后被廣泛用于法庭科學(xué)泥土檢驗(yàn)領(lǐng)域，1990年達(dá)到頂峰，一度被用作唯一的對(duì)比分析的方法[1]。但是隨著研究的不斷深入，其局限性逐漸凸顯。傳統(tǒng)的密度梯度法逐漸被摒棄，新的替代方法逐漸得到發(fā)展。

1941年，Kirk等[10]首先提出將密度梯度管法引入法庭科學(xué)化學(xué)分析領(lǐng)域。Goin等[11]隨后將該方法應(yīng)用于泥土物證分析，利用溴仿和溴苯等溶液形成液體密度梯度，泥土樣品在液體中經(jīng)過(guò)充分的擴(kuò)散，從而使不同泥土樣品成分進(jìn)行逐步分離。Nickolls等[12]改變了泥土和液體加入玻璃管中的順序，但是兩種方法非常類(lèi)似。Dudle等[13]學(xué)者對(duì)該方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，推動(dòng)了該方法在法庭科學(xué)泥土檢驗(yàn)中的應(yīng)用。但是，1968年，F(xiàn)renkel[14]對(duì)此方法大膽地提出質(zhì)疑，他認(rèn)為已發(fā)表的結(jié)果還不足以證明泥土密度梯度法具有充分科學(xué)性。隨后，Conne等[15]也提出應(yīng)該對(duì)該方法保持警惕，避免過(guò)分強(qiáng)調(diào)這一方法的有效價(jià)值，而忽略其存在的限制。1982年，Chaperlin等[16]對(duì)此方法研究進(jìn)程進(jìn)行了梳理，客觀分析了該方法存在的問(wèn)題以及面臨的挑戰(zhàn)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明密度梯度檢驗(yàn)結(jié)果相同的泥土樣品來(lái)源可能不同，此方法不能作為泥土檢驗(yàn)的唯一方法。從此，這一研究方法從法庭科學(xué)泥土檢驗(yàn)中逐漸淡化，不再作為泥土樣品檢驗(yàn)必不可少的方法。2000年以后，Petraco等[17]用高密度的鹽水溶液代替有機(jī)溶液，對(duì)泥土樣品中的重礦物成分進(jìn)行分離，試圖引導(dǎo)法庭科學(xué)家重新審視密度梯度法在法庭科學(xué)泥土物證分析中的作用。

2.3 泥土粒度分布檢驗(yàn)

泥土粒徑分布是指泥土固相中不同粗細(xì)級(jí)別的土粒所占的比重。根據(jù)固體顆粒的大小，可以把土粒分為以下幾級(jí)：粗砂（2．0～0．2 mm）、細(xì)砂（0．2～0．02mm）、粉砂（0．02～0．002mm）和粘粒（＜0．002mm）。泥土樣品粒徑分布檢驗(yàn)（又稱粒度分布檢驗(yàn)）于1956年應(yīng)用于法庭科學(xué)領(lǐng)域[18]，早期的檢驗(yàn)技術(shù)主要以借鑒地質(zhì)學(xué)土壤研究為主，因此檢測(cè)的樣品量高達(dá)幾克。泥土粒度分布檢驗(yàn)可以根據(jù)泥土粒度層級(jí)進(jìn)行比重分析，具有較強(qiáng)的鑒別能力，是常用的法庭科學(xué)泥土檢驗(yàn)方法之一。主要檢驗(yàn)方法包括：篩分法、庫(kù)爾特顆粒計(jì)數(shù)器法、激光粒度儀法，各種檢驗(yàn)方法比較見(jiàn)表2。

2．3．1 篩分法

篩分法主要對(duì)泥土中的砂粒級(jí)（0．06～2 mm）組分進(jìn)行檢驗(yàn)，包括干篩分法和濕篩分法兩種方法。Nickolls等[18-19]提出利用篩分法（干篩分法）進(jìn)行泥土粒度檢驗(yàn)，并闡釋了該方法能夠表征泥土的粒度分布特征，具有法庭科學(xué)應(yīng)用價(jià)值。1984年，Robertson[20]在此基礎(chǔ)上提出濕篩分法，并比對(duì)分析兩種篩分方法。結(jié)果表明，干篩分法區(qū)分度大于濕篩分法；但是干篩分法的弊端在于高溫處理易于使泥土顆粒發(fā)生凝聚作用，因而導(dǎo)致處理結(jié)果存在一定程度的失真。總體來(lái)看，篩分法存在樣品需求量大、凝聚作用以及區(qū)分度低等問(wèn)題，并不是較為理想的粒度分析方法。但是，篩分法可以與元素分析、礦物學(xué)分析方法結(jié)合，常作為一種輔助性方法應(yīng)用于法庭科學(xué)泥土檢驗(yàn)。

表2 泥土粒度檢驗(yàn)方法比較

2．3．2 庫(kù)爾特顆粒計(jì)數(shù)器法

該方法主要用于檢驗(yàn)?zāi)嗤林械姆凵傲＜?jí)（0．002～0．06 mm）組分。 1976 年，Dudley[21]用庫(kù)爾特顆粒計(jì)數(shù)器對(duì)三個(gè)區(qū)域的泥土樣品進(jìn)行粒度檢驗(yàn)，證明該方法重現(xiàn)性較好。并且從樣品量角度加以考察，分別對(duì) 1．5、 0．4、 0．2 g 不等的泥土樣品檢驗(yàn)，均得到較好的重現(xiàn)性和區(qū)分度。將檢驗(yàn)樣品需求量降到0．2 g對(duì)泥土粒度檢驗(yàn)應(yīng)用于案例分析具有重要意義。本人認(rèn)為該方法是一種過(guò)渡性的粒度分析方法，由于篩分法樣品需求量大（≥1 g），為了滿足法庭科學(xué)泥土物證檢驗(yàn)樣品含量低的檢驗(yàn)需求而得以應(yīng)用。但是，隨著激光粒度儀法的發(fā)展，該方法逐漸被冷落，相關(guān)的研究和應(yīng)用分析較少。

2．3．3 激光粒度儀法

激光粒度儀法利用顆粒的衍射或散射光的空間分布來(lái)分析泥土顆粒大小，檢驗(yàn)的泥土粒徑范圍較廣（0．002～2 mm）。該方法法與篩分法結(jié)合通常能夠獲得較好的區(qū)分度。1985年，Wanogho等[22]較早將激光粒度儀法應(yīng)用于泥土物證檢驗(yàn)，對(duì)0．063 mm以下的粉砂粒級(jí)泥土進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該方法與其他理化方法（濕篩法、有機(jī)物含量檢驗(yàn)）結(jié)合能夠獲得良好的區(qū)分度，可以對(duì)100 mg的泥土樣品進(jìn)行檢驗(yàn)。2001年，Ritsuko[23]結(jié)合篩分法和激光衍射法，分別對(duì)6個(gè)粒徑區(qū)間進(jìn)行激光粒度檢驗(yàn)，得到每個(gè)區(qū)間的區(qū)分度。發(fā)現(xiàn)將泥土粒度檢驗(yàn)區(qū)間集中于＜0．05mm， 0．05±0．2mm 和 0．2±2mm，可以獲得較低的組內(nèi)差異性和較高的組間區(qū)別度。2004年，Pye[24]的研究將泥土樣品質(zhì)量降低至50 mg，仍能實(shí)現(xiàn)較好的區(qū)分，說(shuō)明該方法能夠針對(duì)法庭科學(xué)領(lǐng)域微量性泥土物證檢驗(yàn)發(fā)揮獨(dú)特作用。隨后，對(duì)于激光粒度儀法檢驗(yàn)?zāi)嗤廖镒C的研究不斷增長(zhǎng)，一些學(xué)者將其與顏色檢驗(yàn)結(jié)合研究區(qū)分度。但多數(shù)文章都是基于實(shí)驗(yàn)研究，并沒(méi)有考慮到泥土轉(zhuǎn)移前后的差異性研究。2007年，Morgan等[25]將該方法用于案例分析層面，對(duì)交通肇事逃逸等案件進(jìn)行分析，說(shuō)明該方法的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。但是，同時(shí)警示檢驗(yàn)人員該方法對(duì)于物證提取要求較高，應(yīng)警惕因較高的靈敏度導(dǎo)致的假陰性問(wèn)題。

三種方法分別對(duì)不同粒徑區(qū)間的顆粒度進(jìn)行比對(duì)分析，并獲得較高的區(qū)分度和重現(xiàn)性。但是，即使越來(lái)越多的研究逐漸重視法庭科學(xué)泥土物證的微量性，將檢驗(yàn)樣品量逐漸縮小至幾十到幾百毫克，多數(shù)研究仍停留在地質(zhì)學(xué)檢驗(yàn)分析層面，沒(méi)有注意到法庭科學(xué)領(lǐng)域的泥土物證往往因人為作用而發(fā)生改變（混合、轉(zhuǎn)移、保留）、污染、添加和減損等問(wèn)題，從而對(duì)泥土顆粒度分布產(chǎn)生影響。2015年，Sugita[26]提出利用圖像分析法進(jìn)行法庭科學(xué)泥土檢驗(yàn)，也許可以為法庭科學(xué)泥土粒度分析檢驗(yàn)提供新的思路。

3 化學(xué)特性

法庭科學(xué)領(lǐng)域泥土的化學(xué)特性分析主要是測(cè)定土壤的各種化學(xué)成分的含量和性質(zhì)。常見(jiàn)的測(cè)定項(xiàng)目有：土壤酸堿度、元素含量、有機(jī)質(zhì)含量以及孢粉檢驗(yàn)等。泥土化學(xué)特性分析是法庭科學(xué)泥土檢驗(yàn)必不可少的分析手段，其中元素分析方法像泥土物證“指紋”一樣發(fā)揮著重要的作用。

3.1 泥土pH值

泥土pH值是土壤酸堿度的強(qiáng)度指標(biāo)，是土壤的基本化學(xué)性質(zhì)。泥土pH值分析較為常見(jiàn)的兩種方法分別是：pH計(jì)法和比色指示劑法，分別適用于實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)和犯罪現(xiàn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)。1956年，Nickolls[18]最先提及將指示劑測(cè)定泥土pH值的方法用于泥土調(diào)查的初步評(píng)估階段。但是缺少重現(xiàn)性研究，沒(méi)有得到廣泛使用。1972年，F(xiàn)arr[27]彌補(bǔ)了這一空缺，對(duì)比分析兩種方法的檢驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)pH計(jì)法更加精確。但是，用比色指示劑代替pH計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)泥土檢測(cè)仍具有可行性且便于操作。1976年，Dudley[28]探究泥土的pH值與其他特征的相互關(guān)系進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)泥土顏色和pH值之間沒(méi)有明顯的相互作用關(guān)系，并且泥土儲(chǔ)存方法、存儲(chǔ)時(shí)間、樣品量（0．05～2．50 g）對(duì) pH 值沒(méi)有顯著影響，驗(yàn)證該方法的重現(xiàn)性。但是，如Farr[27]提及，泥土樣品采集的時(shí)間、地點(diǎn)、深度等條件對(duì)pH值檢驗(yàn)結(jié)果有重要影響，對(duì)于pH值檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)慎重解釋。

3.2 元素分析

泥土中的元素包含微量元素和常量元素，由于長(zhǎng)期的地質(zhì)作用，泥土中元素種類(lèi)和含量具有相對(duì)穩(wěn)定性，對(duì)于法庭科學(xué)泥土物證分析具有重要意義。21世紀(jì)以來(lái)，元素分析方法作為一種靈敏度、準(zhǔn)確度高的檢驗(yàn)方法，逐漸在法庭科學(xué)泥土檢驗(yàn)中占據(jù)重要地位。在法庭科學(xué)領(lǐng)域常用的泥土元素分析方法包括：X-射線熒光光譜分析（X Ray Fluorescence，XRF）、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（Inductively coupled plasma emission spectrometer，ICP）、激光誘導(dǎo)擊穿光譜法（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）、掃描電鏡/X 射線能譜法（Scanning Electron Microscopy/energy dispersive X-ray spectroscopy，SEM/EDS）等。每種方法的適用條件、操作難易程度、準(zhǔn)確度、成本等方面存在一定的差異，在選擇元素分析方法時(shí)應(yīng)該結(jié)合泥土樣品特征。

3．2．1 XRF 法

XRF是利用X射線激發(fā)待測(cè)物質(zhì)中的原子，使之發(fā)生能級(jí)躍遷并釋放特征能級(jí)的譜線而進(jìn)行物質(zhì)成分分析和化學(xué)態(tài)研究、確定物質(zhì)中微量元素的種類(lèi)和含量的一種方法。該方法在法庭科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用十分普遍。1994年，Hiraoka[29]用XRF法定量分析日本京都地區(qū)不同區(qū)域的泥土樣品，并對(duì)未知的泥土樣品溯源。主要分析Si，K等七種元素，重現(xiàn)性較好。其中Sr和Rb等微量元素以及K和Fe等常量元素可以用來(lái)表征泥土樣品。通過(guò)元素分析可以將所有泥土樣品分為與地質(zhì)特征吻合的九種類(lèi)型。通過(guò)比較未知泥土和對(duì)照數(shù)據(jù)組的正確識(shí)別概率為71%左右。制樣技術(shù)是XRF法檢驗(yàn)?zāi)嗤猎氐年P(guān)鍵環(huán)節(jié)。2011年，郭洪玲等[30]針對(duì)幾種不同類(lèi)型的泥土樣品提出了不同的XRF法制樣技術(shù)，包括：熔融法、壓片法、粘結(jié)劑壓片法、試料板法等。XRF分析結(jié)果的準(zhǔn)確性很大程度取決于制樣技術(shù)，根據(jù)樣品特性選擇制樣技術(shù)能夠進(jìn)一步提高檢驗(yàn)技術(shù)區(qū)分度。并于2013年[31]對(duì)中國(guó)境內(nèi)不同省份以及同一省份不同區(qū)縣的泥土進(jìn)行采樣，分析樣品中的10種成分（SiO2， Al2O3等），結(jié)合統(tǒng)計(jì)軟件（SPSS）進(jìn)行量化比對(duì)，利用主成分分析法進(jìn)行樣品分類(lèi)，能夠?qū)悠愤M(jìn)行準(zhǔn)確分類(lèi)，并能夠?qū)ξ粗獦悠匪菰础?/p>

3．2．2 ICP 法

20世紀(jì)60年代，ICP檢測(cè)法得以發(fā)展并逐漸運(yùn)用到地質(zhì)學(xué)分析。1999年用于法庭科學(xué)領(lǐng)域玻璃和槍彈分析。2006年，Pey[32]提出將ICP-MS技術(shù)用于法庭科學(xué)領(lǐng)域泥土物證分析。之后，2007年，Pey[33]將ICP-MS元素分析法與粒度篩分法結(jié)合，分析泥土樣品中不同的粒度區(qū)間內(nèi)元素組成，發(fā)現(xiàn)在每個(gè)區(qū)間樣品的區(qū)分度都很高，其中＜0．15 mm區(qū)間最能滿足樣品量要求和數(shù)據(jù)分辨率。但是，ICP-MS法進(jìn)行元素分析需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的消解過(guò)程，耗費(fèi)時(shí)間。2010年，Arroyo等[34]進(jìn)一步提出激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜法（LA-ICP-MS）解決了上述問(wèn)題，并經(jīng)過(guò)驗(yàn)證獲得了較好的準(zhǔn)確性以及較小的偏差。

3．2．3 LIBS 法

LIBS是新興的用于法庭科學(xué)泥土元素分析的技術(shù)，它檢驗(yàn)速度快，可同時(shí)檢測(cè)大量元素，在一定程度上彌補(bǔ)了其他技術(shù)的缺陷。2011年，Jantzi[35]將LIBS法與LA-ICP-MS法進(jìn)行比較，對(duì)佛羅里達(dá)戴德縣兩個(gè)區(qū)域的泥土樣品進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)LIBS法得到與LA-ICP-MS法非常相似的檢驗(yàn)結(jié)果，且準(zhǔn)確性和區(qū)分度都很高。因此，驗(yàn)證LIBS法可以作為泥土元素分析的方法之一。2013年，Jantzi[36]對(duì)該分析方法進(jìn)行了優(yōu)化，首次使用266 nm激光光源，且考慮樣品制備多樣性，仍然可以獲得較高的準(zhǔn)確性和區(qū)分度，進(jìn)一步證明該方法在法庭科學(xué)泥土元素分析領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

3．2．4 SEM/EDS 法

2007年，Pye[37]用SEM/EDS法對(duì)泥土團(tuán)粒、研磨的泥土粉末（＜0．15mm）等泥土樣品進(jìn)行峰高比分析，發(fā)現(xiàn)O、Si、Al、K等元素不易受到操作環(huán)境的干擾，但是唯獨(dú)對(duì)加速電壓具有強(qiáng)烈的依賴性，需要警惕。總體來(lái)說(shuō)，該方法具有較高的穩(wěn)定性，能夠用于泥土物證檢驗(yàn)。與XRF法類(lèi)似，SEM/EDS法進(jìn)行泥土檢驗(yàn)對(duì)與樣品制備要求較高。2004年，Cengiz[38]通過(guò)對(duì)泥土樣品進(jìn)行9t壓力均質(zhì)化壓片，分析檢驗(yàn)樣品化均質(zhì)化與非均質(zhì)對(duì)SEM/EDS元素檢測(cè)結(jié)果的影響。發(fā)現(xiàn)9t壓力均質(zhì)化壓片可以進(jìn)一步提高SEM/EDS元素分析的可重復(fù)性和區(qū)分度，標(biāo)準(zhǔn)偏差降低10倍。

根據(jù)Woods等[39]等的研究，對(duì)XRF、LIBS以及SEM/DES三種元素分析方法進(jìn)一步比對(duì)分析，如表3所示，無(wú)論是針對(duì)澳大利亞地區(qū)還是針對(duì)堪培拉地區(qū)的泥土樣品，SEM/EDS法都具有較高的區(qū)分度（99．5%，97．0%），而 LIBS 法的區(qū)分度相對(duì)較低，尤其堪培拉地區(qū)泥土樣品區(qū)分度僅達(dá)到72．7%。從特征元素角度分析，常量元素Fe、Mg、Al等具有相對(duì)較高的區(qū)分度。在XRF法和SEM/EDS法中，F(xiàn)e元素是區(qū)分度較高的元素，在泥土物證元素分析種具有較高的分析價(jià)值。此研究分析各種檢驗(yàn)方法針對(duì)不同區(qū)域范圍的檢驗(yàn)對(duì)象優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，為檢驗(yàn)人員選擇合適的分析方法提供依據(jù)。

表3 元素分析方法比對(duì)分析（%）

3.3 有機(jī)物

泥土中的有機(jī)質(zhì)是指存在于泥土中的含碳有機(jī)物質(zhì)，包括糖類(lèi)化合物、纖維素、樹(shù)脂等多種成分。1976年，Dudley[40]試圖建立泥土糖化物含量與烘干泥土顏色之間的聯(lián)系。通過(guò)分析泥土樣品制備溶液的吸收光譜確定泥土中的糖化物含量。并通過(guò)模擬犯罪現(xiàn)場(chǎng)[41]，對(duì)泥土物證轉(zhuǎn)移到鞋子、汽車(chē)輪胎和植物根莖前后性質(zhì)的變化進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移前后糖化物含量存在一定的差異，不能夠直接進(jìn)行同一泥土樣品比對(duì)分析。1986年，Thornton[42]提出采用馬弗爐灼燒法（650℃，15mins）測(cè)量泥土中的有機(jī)物含量，這種方法能夠在一定程度上通過(guò)對(duì)比泥土中的有機(jī)物含量，區(qū)分不同類(lèi)型的泥土。2000年，Cox等[43]以馬弗爐灼燒法為基礎(chǔ)，提出一種新的測(cè)量泥土中有機(jī)成分的方法－傅立葉紅外光譜法（FTIR）。通過(guò)分析泥土中有機(jī)物在被去除前后的紅外光譜圖，從而得到泥土中有機(jī)成分的紅外光譜圖，用于區(qū)分不同的泥土樣品，該方法顯示了較好的區(qū)分效果。法庭科學(xué)泥土檢驗(yàn)方法有些涉及有機(jī)物分解，因此有機(jī)物含量測(cè)定可以作為中間環(huán)節(jié)進(jìn)行檢驗(yàn)，實(shí)際案例對(duì)泥土中的有機(jī)物分析檢驗(yàn)方法應(yīng)用較少。

3.4 孢粉

在自然環(huán)境下，泥土中含有大量的孢粉。當(dāng)對(duì)泥土進(jìn)行法庭科學(xué)物證分析時(shí)，其中含有的孢粉往往可以作為一種高價(jià)值的物證檢驗(yàn)對(duì)象，為案件偵查提供方向。由于孢粉具有隱蔽性、穩(wěn)定性、可檢測(cè)性、廣泛性、季節(jié)性等特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)孢粉物證進(jìn)行分析有利于幫助偵查人員追溯犯罪現(xiàn)場(chǎng)、鎖定犯罪嫌疑人、推斷案發(fā)時(shí)間等。但是，孢粉證據(jù)屬于間接證據(jù)，很少能夠直接證明犯罪，只能輔助說(shuō)明存在犯罪可能性或者將犯罪嫌疑人與犯罪現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)。

最早記載孢粉物證用于分析實(shí)際案例，發(fā)生在1959年的奧地利，孢粉學(xué)家Klaus對(duì)犯罪嫌疑人鞋子上的泥土進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中含有距今兩千萬(wàn)年的核桃花粉化石，因此，將犯罪區(qū)域鎖定，最終找到被害人尸體，犯罪嫌疑人認(rèn)罪[44]。新西蘭是最早將孢粉證據(jù)用于法庭科學(xué)調(diào)查的國(guó)家，在警方和孢粉學(xué)家的通力合作下，將法庭科學(xué)孢粉學(xué)不斷推廣[45]。隨后，美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等國(guó)家也不斷將法庭科學(xué)孢粉學(xué)用于泥土物證分析。我國(guó)對(duì)于法庭科學(xué)孢粉學(xué)的研究仍然沒(méi)有引起足夠重視，相關(guān)的研究較少，集中于采集、檢驗(yàn)分析方法研究，案例分析較少[46-48]。孢粉學(xué)能夠在法庭科學(xué)領(lǐng)域不斷發(fā)展，與學(xué)者們的努力息息相關(guān)（表4）。早在1969年，Erdtman[49]發(fā)表了具有歷史意義的孢粉學(xué)研究著作《Handbook of palynology》，為法庭科學(xué)孢粉學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；Mildenhal等[44-45，50-52]學(xué)者從理論和案例應(yīng)用兩個(gè)方面推廣了法庭科學(xué)孢粉學(xué)，挖掘了孢粉證據(jù)的應(yīng)用價(jià)值；Horrocks等[53-55]另辟蹊徑從證據(jù)解釋基礎(chǔ)角度進(jìn)一步研究，使該領(lǐng)域的研究不斷完善。

法庭科學(xué)孢粉學(xué)檢驗(yàn)自身存在一些問(wèn)題：孢粉證據(jù)屬于主觀經(jīng)驗(yàn)判斷型證據(jù)，不能像DNA一樣得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果，沒(méi)有得到廣泛認(rèn)可；證據(jù)檢驗(yàn)形式具有新穎性與復(fù)雜性，仍然沒(méi)有得到充分的應(yīng)用；孢粉在自然環(huán)境中分布廣泛且量小體微極易受到污染，污染來(lái)源包括：現(xiàn)場(chǎng)污染、實(shí)驗(yàn)室污染；孢粉證據(jù)采樣問(wèn)題涉及采樣量、采樣方法、采樣人員等，具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)要求，在法庭科學(xué)領(lǐng)域不易實(shí)施；法庭科學(xué)孢粉檢驗(yàn)耗費(fèi)人力、需要較高的技術(shù)，缺乏資金支持。該方法的進(jìn)一步推廣需要以解決當(dāng)前存在的這些問(wèn)題為基礎(chǔ)。

表4 法庭科學(xué)孢粉學(xué)研究及貢獻(xiàn)表

4 礦物學(xué)特性

礦物是泥土的重要組成成分，礦物學(xué)分析在泥土物證分析中占據(jù)重要地位。法庭科學(xué)領(lǐng)域泥土礦物分析方法包括：顯微鏡法、陰極發(fā)光法、X射線衍射法（X-ray diffraction， XRD）、SEM/EDS法等。

4.1 顯微鏡法

顯微鏡法是傳統(tǒng)的泥土物證檢驗(yàn)中最基本且至關(guān)重要的檢驗(yàn)方法。雙目體視顯微鏡和偏振光顯微鏡是兩種常用的顯微鏡。圖3對(duì)兩種顯微鏡在泥土物證檢驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)歸納：雙目體視顯微鏡主要分析礦物顆粒的外觀形態(tài)學(xué)特征，包括：顏色、風(fēng)化情況、紋理、形態(tài)、數(shù)量等特征；偏振光顯微鏡用于礦物顆粒和巖石薄片分析，主要是利用礦物的晶形特征進(jìn)行比較檢驗(yàn)。顯微鏡法法主要用于分析泥土的形態(tài)學(xué)特征，可以檢驗(yàn)?zāi)嗤林械牡V物顆粒，也可以對(duì)其中的非礦物顆粒（添加物）進(jìn)行分析，例如，毛發(fā)，纖維，金屬等。Stoney提出利用顯微鏡直觀比較粉塵顆粒的形態(tài)特征，推測(cè)犯罪地點(diǎn)、環(huán)境、活動(dòng)、過(guò)程[56]。并模擬真實(shí)案件對(duì)衣物、鞋子等物品上的纖維、礦物等微量物證進(jìn)行來(lái)源分析，追溯犯罪嫌疑人[57]。顯微鏡法在微量物證的直觀比對(duì)分析中發(fā)揮了重要作用，增強(qiáng)了微量物證在法庭科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。利用顯微鏡法檢驗(yàn)?zāi)嗤林械V物的外觀形態(tài)特征相對(duì)簡(jiǎn)便、快捷。但是，往往也需要檢驗(yàn)人員具備豐富的礦物學(xué)知識(shí)以及技能經(jīng)驗(yàn)。

圖3 顯微鏡法在泥土物證檢驗(yàn)中的應(yīng)用

4.2 陰極射線發(fā)光法

將熒光儀安裝到顯微鏡或者掃描電子顯微鏡上，可以對(duì)礦物顆?；蛘弑∑葮悠愤M(jìn)行陰極射線發(fā)光檢測(cè)[1]。1976年，Dudley[58]將光學(xué)顯微鏡與熒光儀連接，檢驗(yàn)?zāi)嗤翗悠分械V物的陰極射線發(fā)光反應(yīng)。通過(guò)分析被檢測(cè)的泥土樣品中的黏土的礦物成分（＜0．05 mm），發(fā)現(xiàn)泥土中含有的礦物成分與地貌特征顯著相關(guān)。排水條件較好的丘陵地區(qū)，以蛭石和三水鋁礦混合物為主；潮濕條件下，如谷底平原和沖積平原，泥土以亞氯酸鹽和氯化蛭石的層間粘土礦物為主，含有蒙脫石。

4.3 XRD法

XRD法對(duì)泥土物證進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)歷了從半定量分析向定量分析的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的XRD法主要分析泥土中的黏土礦物成分，并對(duì)一些特殊的礦物成分以及礦物組合進(jìn)行半定量分析[59]。2004年，Ruffell等[60]改變了傳統(tǒng)XRD法分析特定礦物所有衍射峰的做法，在QXRD技術(shù)中僅使用060晶軸峰，對(duì)泥土礦物進(jìn)行定量分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，QXRD法能夠?qū)ξ粗獦悠窚?zhǔn)確溯源，但是與XRD法相比未能對(duì)所有待測(cè)相似樣品進(jìn)行有效區(qū)分。因此，他建議將XRD法和QXRD法聯(lián)合用于泥土物證礦物分析。2017年，Willms等[61]回應(yīng)了Ruffell的研究，認(rèn)為兩種方法都具有較好的效果，并利用XRD法對(duì)溫莎-艾塞克斯郡區(qū)域內(nèi)的泥土進(jìn)行分析，能夠?qū)ξ粗哪嗤翗悠匪菰矗@得良好的重現(xiàn)性。同時(shí)Willms等提出縮小分析區(qū)域范圍，對(duì)更多的泥土樣品的進(jìn)行分析，將有利于該方法的進(jìn)一步發(fā)展。

4.4 SEM/DES法

泥土物證礦物學(xué)分析SEM/EDS法包含兩種：手動(dòng)SEM/EDS法和自動(dòng)SEM/EDS法。傳統(tǒng)的手動(dòng)SEM/EDS法研究主要集中于泥土礦物顆粒的三維成像，后來(lái)逐漸集成能量色散X射線技術(shù)，獲得的半定量／定量化學(xué)分析，礦物分析范圍不斷擴(kuò)大。但是，由于該方法耗時(shí)且對(duì)于操作人員的依賴性較強(qiáng)，沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。Pirrie[62]、Bull[63]通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)檢測(cè)自動(dòng)SEM/EDS法，發(fā)現(xiàn)雖然這一方法存在局限性，但是具有較強(qiáng)的穩(wěn)健性，能夠?qū)O其微量的泥土樣品進(jìn)行分析。同時(shí)，該方法對(duì)于操作人員依賴性低，能夠可以實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)，具有一定的法庭科學(xué)檢驗(yàn)優(yōu)勢(shì)。

5 發(fā)展趨勢(shì)

泥土的研究?jī)?nèi)容復(fù)雜龐大，通過(guò)梳理相關(guān)的研究?jī)?nèi)容不難發(fā)現(xiàn)，泥土物證的研究技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，以地質(zhì)學(xué)為基礎(chǔ)各種分析技術(shù)的綜合應(yīng)用在一定程度上已經(jīng)能夠?qū)δ嗤吝M(jìn)行比對(duì)分析和溯源。過(guò)去以分析技術(shù)為主要的研究趨勢(shì)正逐漸減少，而充分結(jié)合法庭科學(xué)泥土物證自身屬性的相關(guān)研究正在不斷發(fā)展。

5.1 系統(tǒng)檢驗(yàn)方法

單一的檢驗(yàn)方法只能對(duì)泥土物證的某一方面特性進(jìn)行分析，泥土中包含復(fù)雜的物質(zhì)組分，對(duì)泥土物證分析涉及外觀檢驗(yàn)、有機(jī)成分、無(wú)機(jī)成分以及孢粉摻雜物等成分檢驗(yàn)。真實(shí)案例中泥土物證量小體微，建立科學(xué)系統(tǒng)的泥土物證分析方法是高效檢驗(yàn)的關(guān)鍵[64-65]。我國(guó)泥土物證在法庭科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用較少的重要原因之一是檢驗(yàn)方法相對(duì)單一。缺少系統(tǒng)的檢驗(yàn)方法導(dǎo)致泥土證據(jù)的不確定性增加，從而降低了證據(jù)的證明力。表5對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)分析方法的實(shí)驗(yàn)研究和案例進(jìn)行了列舉，為實(shí)際案例分析中技術(shù)方法的選擇提供參考。表格顯示，進(jìn)行泥土物證系統(tǒng)檢驗(yàn)一般聯(lián)合采用三種以上檢驗(yàn)方法，分別對(duì)不同方面的特征進(jìn)行分析。其中顏色檢驗(yàn)、粒度分布檢驗(yàn)以及元素分析是最為普遍的三種分析手段。

5.2 建立泥土物證數(shù)據(jù)庫(kù)

法庭科學(xué)領(lǐng)域?qū)δ嗤磷C據(jù)溯源占據(jù)重要的研究地位。近幾年來(lái)，建立法庭科學(xué)泥土數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)研究不斷增多。2008年，Lark等[70]將“情報(bào)學(xué)”理念，引入泥土物證溯源問(wèn)題的解決，通過(guò)對(duì)未知泥土樣品與數(shù)據(jù)庫(kù)中的樣品進(jìn)行比對(duì)分析，并利用似然率方程計(jì)算匹配度，從而成功對(duì)未知樣品的來(lái)源進(jìn)行范圍評(píng)估。這一研究為法庭科學(xué)泥土物證的發(fā)展方向提供了思路。2009年，Pye等[71]則通過(guò)對(duì)英格蘭和威爾士（1999—2007年）法庭科學(xué)案件調(diào)查中的1 896種泥土物證進(jìn)行常量元素和微量分析建立了數(shù)據(jù)庫(kù)，并提議對(duì)樣品量擴(kuò)增不斷擴(kuò)大數(shù)據(jù)庫(kù)范圍。 隨后，Scheunemann 等[72]、Olga 等[73]及 Shirota等[74]結(jié)合元素分析方法、礦物學(xué)分析方法等相關(guān)技術(shù)，建立不同類(lèi)型的法庭科學(xué)泥土物證數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的建立可以為泥土證據(jù)解釋提供依據(jù)，相關(guān)的研究正在不斷增多，代表了泥土物證的重要研究趨勢(shì)，反應(yīng)了泥土物證發(fā)展的迫切需求。

表5 系統(tǒng)分析方法泥土物證檢驗(yàn)

5.3 泥土物證混合、轉(zhuǎn)移和保留的探究

法庭科學(xué)中的泥土物證分析與地質(zhì)學(xué)中的泥土分析的重要區(qū)別在于，前者往往受到人為因素作用，泥土的成分可能發(fā)生轉(zhuǎn)變、被污染、添加或者衰減，因此僅對(duì)泥土樣品進(jìn)行機(jī)械比對(duì)不能滿足法庭科學(xué)案件對(duì)泥土物證的檢驗(yàn)需求。目前，國(guó)外學(xué)者對(duì)于泥土物證混合、轉(zhuǎn)移和保留模型研究較多。泥土物證經(jīng)常以附著物的形式附著衣物、鞋子、輪胎等客體表面，對(duì)泥土物證進(jìn)行分析時(shí)，需要分析人員充分了解泥土物證轉(zhuǎn)移和保留機(jī)制，從而能夠有效解釋證據(jù)并為出具科學(xué)性證據(jù)評(píng)價(jià)報(bào)告提供數(shù)據(jù)支撐。

Bull等[75]對(duì)轉(zhuǎn)移到鞋子上的泥土顆粒進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)泥土轉(zhuǎn)移到鞋子的過(guò)程具有選擇性，泥土轉(zhuǎn)移的形式與泥土的濕度和類(lèi)型有關(guān)。泥土中沙礫成分（100～325 μm）的含量越高，轉(zhuǎn)移后細(xì)沙粒比重越大。 隨后，Dudley 等[76]、Chazottes等[77]對(duì)泥土轉(zhuǎn)移到鞋子上進(jìn)行了更加全面的研究，分析泥土轉(zhuǎn)移到鞋子前后的顏色、PH值、顆粒度以及糖化物含量的變化。結(jié)果顯示顏色和PH值沒(méi)有明顯變化，而泥土顆粒度中粗粒度部分含量由于轉(zhuǎn)移作用有所減少，而糖化物含量有顯著變化。Morgan等[78]、Stoney等[79]更加全面的模擬了泥土轉(zhuǎn)移到鞋子前后的過(guò)程，對(duì)泥土轉(zhuǎn)移的順序以及轉(zhuǎn)移后的保留時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果顯示對(duì)于案例分析中泥土轉(zhuǎn)移后受到后續(xù)活動(dòng)的影響程度以及轉(zhuǎn)移后的衰減速度具有指導(dǎo)意義。

泥土物證在轉(zhuǎn)移、混合和保留的過(guò)程中，某些外觀特征、物理以及化學(xué)成分特性可能會(huì)存在顯著或者細(xì)微的變化，也可能因?yàn)橥饨缥廴径鵀闄z驗(yàn)工作帶來(lái)不確定性。如果在實(shí)際鑒定工作中檢驗(yàn)人員不能意識(shí)到這些變化，而僅僅依據(jù)比對(duì)結(jié)果單一判斷，存在較大的錯(cuò)誤判斷的風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

泥土物證在法庭科學(xué)領(lǐng)域的檢驗(yàn)分析技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，能夠?yàn)閷?shí)際案例分析提供技術(shù)支撐。但是，泥土物證的證據(jù)價(jià)值在法庭科學(xué)領(lǐng)域并沒(méi)有得到充分的發(fā)揮。我國(guó)法庭科學(xué)領(lǐng)域的泥土物證仍處于“邊緣”地帶，沒(méi)有引起法庭科學(xué)家足夠重視。究其原因，泥土物證的研究存在與實(shí)際案例分析脫節(jié)的現(xiàn)象，有些分析技術(shù)盡管存在較高的靈敏度，但是并不能有針對(duì)性的解答來(lái)自“法庭”的疑慮。這一問(wèn)題將指引法庭科學(xué)家重新思考泥土物證的未來(lái)發(fā)展方向，更加系統(tǒng)的分析方法，更加注重轉(zhuǎn)移過(guò)程性，通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)形成系統(tǒng)的證據(jù)解釋體系將成為未來(lái)研究的重點(diǎn)。

致謝

我們十分感謝瑞士洛桑大學(xué)犯罪科學(xué)學(xué)院以及中國(guó)政法大學(xué)證據(jù)科學(xué)研究院對(duì)于本項(xiàng)目的支持。感謝洛桑大學(xué)微量物證研究方向Geneviève Massonnet教授提出與王元鳳教授合作開(kāi)展《泥土物證轉(zhuǎn)移到鞋子上的研究》的計(jì)劃，并為碩士研究生于穎超提供學(xué)術(shù)交流機(jī)會(huì)。本研究屬于課題前期研究?jī)?nèi)容的一部分。再次感謝Massonnet教授以及其微量物證團(tuán)隊(duì)全體成員（Denis Werner博士，André R.Marolf博士， Céline Burnier博士等）給予的幫助。

[1][美]雷蒙德·默里.源自地球的證據(jù)：法庭地質(zhì)學(xué)與犯罪偵查[M].王元鳳，金振奎，譯.北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2013：34-35.

[2]Itamiya H，Sugita R.Forensic Examination of Soil Evidence in Japan （NRIPS）[C].The 122nd Annual Meeting of the Geological Society of Jepan.Nagano,2015.

[3]Croft DJ，Pye K.Colour theory and the Evaluation of an Instrumental Method of Measurement Using Geological Samples for Forensic Applications[J].Geological Society London Special Publications， 2004， 232（1）:49-62.

[4]Dudley RJ.The use of Colour in the Discrimination Between soils[J].Journal of the Forensic Science Society，1975， 15（3）:209-218.

[5]Thornton JI.Visual Color Comparisons in Forensic Science[J].Forensic Science Review， 1997， 9（1）:37.

[6]Murray RC，Tedrow JC.Forensic Geology[J].Prentice Hall，New Jersey，1992.

[7]Dudley R J.Smalldon K W.The Evaluation of Methods for Soil Analysis Under Simulated Scenes of Crime Conditions[J].Forensic Science International， 1978，12（1）:49-60.

[8]Sugita R，Marumo Y.Validity of Color Examination for Forensic Soil Identification[J].Forensic Science International， 1996， 83（83）:201-210.

[9]Guedes A，Ribeiro H，Valentim B，et al.Quantitative Colour Analysis of Beach and Dune Sediments for Foren-sic Applications:a Portuguese Example[J].Forensic Science International， 2009， 190（1-3）:42-51.

[10]Kirk PL，Russel R.Microdetermination of Specific Gravity in Forensic Chemistry[J].Journal of Criminal Law&Criminology， 1941，32（1）:118-120.

[11]Goin LJ，Kirk PL.Application of Microchemical Techniques;Identity of Soil Samples[J].Journal of Criminal Law&Criminology Including the American Journal of Police Science， 1947，38（3）:267.

[12]Nickolls LC.Identification of Stains of Nonbiologicalorigin[J].Methods of Forensic Science， 1962，（1）：27.

[13]Dudley RJ.The use of Density Gradient Columns in the Forensic Comparison of Soils[J].Medicine Science&the Law， 1979， 19（1）:39.

[14]Frenkel OJ.Three Studies on the Forensic Comparison of Soil Samples[D].Paper Read at 1968 Meeting of the American Academy of Forensic Sciences， Chicago， 1968.

[15]Conner JW，Kind S，Overman M.Science Against Crime[J].English Journal， 1973，62（2）:305.

[16]Chaperlin K，Howarth PS.Soil Comparison by the Density Gradient Method—A review and Evaluation[J].Forensic Science International， 1983，23（2）:161-177.

[17]Petraco N，Kubic T.A Density Gradient Technique for use in Forensic Soil Analysis.[J].Journal of Forensic Sciences， 2000，45（4）:872-873.

[18]Nickolls LC.The Scientific Investigation of Crime[M].Butter Worths.London，1956:44-45.

[19]Walls HJ.Forensic Science[M].Sweetand Maxwell Ltd，London，1968:24.

[20]Robertson J， Thomas CJ， Caddy B， et al.Particle Size Analysis of Soils—A comparison of Dry and Wet Sieving Techniques[J].Forensic Science International， 1984，24（3）:209-217.

[21]Dudley RJ.The Particle Size Analysis of Soils andIts use in Forensic Science—the Determination of Particle Size Distributions within the Silt and Sand Fractions[J].Journal of the Forensic Science Society， 1976， 16（3）:219-229.

[22]Wanogho S，Gettinby G， Caddy B.Particle Size Distribution Analysis of Soils Using Laser Diffraction[J].Forensic Science International， 1987， 33（2）:117-128.

[23]Sugita R，Marumo Y.Screening of Soil Evidence by a Combination of SimpleTechniques:Validity of Particle Size Distribution[J].Forensic Science International， 2001，122（2-3）:155.

[24]Pye K，Blott SJ.Particle Size Analysis of Sediments，Soils and Related Particulate Materials for Forensic Purposes Using Laser Granulometry[J].Forensic Science International，2004， 144（1）:19-27.

[25]Morgan RM，Bull P A.The Use of Grain Size Distribution Analysis of Sediments and Soils in Forensic Enquiry[J].Science&Justice Journal of the Forensic Science Society，2007，47（3）:125-135.

[26]Ritsuko S.Study on Particle sze Distribution of Soil Samples for Forensic Discrimination by Image Analytical Method（NRIPS）[C].The 122nd Annual Meeting of the Geological Society of Japan Nagano,2015.

[27]Farr.An Investigation on Laboratory and Field Methods of Determining the pH of Soil Suspensions[J].Journal of the Science of Food&Agriculture， 1972， 23（9）:1089-1097.

[28]Dudley RJ.A Simple Method for Determining the pH of Small Soil Samples and its use in Forensic science[J].Journal-Forensic Science Society， 1976， 16（1）:21.

[29]Hiraoka Y.A Possible Approach to Soil Discrimination Using X-rayFluorescence Analysis[J].Journal of Forensic Sciences， 1994， 39（6）:1381-1392.

[30]郭洪玲，王琥.泥土物證的XRF分析制樣技術(shù)[J].刑事技術(shù)，2010，（3）:45-46.

[31]郭洪玲，權(quán)養(yǎng)科，陶克明.法庭科學(xué)中泥土物證XRF檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析研判[J].中國(guó)司法鑒定，2013，（3）:24-28.

[32]Pye K， Blott SJ， Wray DS.Elemental Analysis of Soil Samples for Forensic Purposes by Inductively Coupled Plasma Spectrometry-precision Considerations[J].Forensic Science International， 2006， 160（2-3）:178.

[33]Pye K， Blott SJ， Croft DJ， et al.Discrimination Between Sediment and Soil Samples for Forensic Purposes Using Elemental Data:An Investigation of Particle Size Effects[J].ForensicScienceInternational， 2007，167（1）:30-42.

[34]Arroyo L，Trejos T，Hosick T，et al.Analysis of Soils and Sediments by Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry （LA-ICP-MS）:An Innovative tool for Environmental Forensics[J].Environmental Forensics， 2010，11（4）:315-327.

[35]Jantzi SC，Almirall JR.Characterization and Forensic Analysis of Soil Samples Using Laser-induced Breakdown Spectroscopy （LIBS）[J].Analytical&Bioanalytical Chemistry，2011， 400（10）:3341-51.

[36]Jantzi SC.Elemental Analysis and Forensic Comparison of Soils by Laser-induced Breakdown Spectroscopy （LIBS）and Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry （LA-ICP-MS）[D].2013.

[37]Pye K，Croft D.Forensic Analysis of Soil and Sediment Traces by Scanning Electron Microscopy and Energy-dispersive X-ray Analysis:An Experimental Investigation[J].Forensic Science International， 2007，165（1）:52-63.

[38]Cengiz S， Cengiz KA， Cakir I， et al.SEM-EDS Analysis and Discrimination of Forensic soil[J].Forensic Science International， 2004，141（1）:33-37.

[39]Woods B，Paul K，Lennard C，et al.Soil Examination for a Forensic Trace Evidence Laboratory-Part 2:Elemental Analysis[J].Forensic Science International， 2014，245:195.

[40]Dudley RJ.A Colorimetric Method for the Determination of Soil Saccharide Content and its Application in Forensic Science[J].Medicine Science&the Law， 1976，16（4）:226-231.

[41]Dudley RJ，Smalldon KW.The Evaluation of Methods for Soil Analysis Under Simulated Scenes of Crime Conditions[J].Forensic Science International， 1978，12（1）:49-60.

[42]Thornton JI，Crim D.Forensic Soil Characterization[M].Forensic Science Progress.SpringerBerlin Heidelberg，1986：1-35.

[43]Cox RJ， Peterson HL， Young J， et al.The Forensic Analysis of Soil Organic by FTIR[J].Forensic Science International， 2000， 108（2）:107-116.

[44]Bryant VM，Jones JG，Mildenhall DC.Forensic Palynology in the United States of America[J].Palynology， 1990，14（1）:193-208.

[45]Mildenhall DC，F(xiàn)orensic Palynology in New Zealand[J].Review of Palaeobotany&Palynology， 1990， 64（1）:227-234.

[46]戈文東，楊雪瑩，徐小玉，等.孢粉學(xué)在法庭科學(xué)上的應(yīng)用[J].河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，31（11）:1399-1401.

[47]趙永峰，楊瑞琴.孢粉在刑事偵查中的運(yùn)用[J].中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2008， 14（1）:10-13.

[48]江勇，石福臣.司法孢粉在刑事偵察中的應(yīng)用[J].中國(guó)司法鑒定， 2005，（2）:19-20.

[49]Erdtman G，1969.Handbook of Palynology[M].An Introduction to the Study of Pollen Grains and Spores.Hafner，New York，1969:486.

[50]Mildenhall DC.Deer Velvet and Palynology:An Example of the use of Forensic Palynology in New Zealand[J].Tuatara.1988，30（1）：1-11.

[51]Mildenhall DC.An Example of the use of Forensic Palynology in Assessing an Alibi[J].Journal of Forensic Sciences， 2004， 49（2）:312-316.

[52]Mildenhall DC.Hypericum Pollen Determines the Presence of Burglars at the Scene of a Crime:An Example of Forensic Palynology[J].Forensic Science International， 2006，163（3）:231-235.

[53]Horrocks M，Coulson SA，Walsh KAJ.Forensic Palynology:Variation in the Pollen Content of Soil Surface Samples[J].Journal of Forensic sciences， 1998，43（2）:320-323.

[54]Horrocks M，Coulson SA，Walsh K AJ.Forensic Palynology:Variation in the Pollen Content of Soil on Shoes and in Shoeprints in Soil[J].Journal of Forensic Sciences，1999， 44（1）:119-122.

[55]Horrocks M.Sub-sampling and Preparing Forensic Samples for Pollen Analysis[J].Journal of Forensic Sciences，2004， 49（5）:1024-1027.

[56]Stoney DA，Bowen AM，Stoney PL.Inferential Source Attribution from Dust:Review and Analysis[J].Forensic Science Review， 2013， 25（2）:107-142.

[57]Stoney DA，Stoney PL.Illustration and Analysis of a Coordinated Approach to an Effective Forensic Trace Evidence capability[J].Forensic Science International， 2015，（253）:14.

[58]Dudley RJ.The use of Cathodoluminescence in the Identification of Soil Minerals[J].European Journal of Soil Science， 1976， 27（4）:487-494.

[60]Ruffell A，Wiltshire P.Conjunctive use of Quantitative and Qualitative X-ray Diffraction Analysis of Soils and Rocks for Forensic Analysis[J].Forensic Science International， 2004， 145（1）:13-23.

[61]Willms M，Drake R，Leftwich K，et al.X-Ray Diffraction Comparison of Windsor Area Soil Mineralogy for Forensic Investigations[J].Journal of Emerging Forensic Science Reaserch，2017，1（2）:65-71.

[62]Pirrie D，Power MR，Rollinson GK，et al.Automated SEM-EDS（QEMSCAN○R）Mineral Analysis in Forensic Soil Investigations:Testing Instrumental Reproducibility，Criminal and Environmental Soil Forensics[M].Springer Netherlands，2009:411-430.

[63]Bull PA，Morgan RM.Sediment fingerprints[J].Science and Justice， 2006，（46）:107–124.

[64]黎乾，權(quán)養(yǎng)科.泥土物證檢驗(yàn)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].刑事技術(shù)，2010，（06）:25-28.

[65]王萍，劉玲利，郭洪玲，等.泥土物證的理化綜合檢驗(yàn)分析[J].刑事技術(shù)，2016， 41（6）:454-458.

[66]Junger EP，Assessing the Unique Characteristics of Close-Proximity Soil Samples:Just How Useful Is Soil Evidence?[J].Journal of Forensic Sciences，1996，41（01）:27-34.

[67]Croft DJ， Pye K， “Multi-technique Comparison od Source and Primary Transfer Soil Samples:an Experimental Investigation”[J].Science&Justice，2004，（1）:21-28.

[68]Fitzpatrick RW，Raven MD，F(xiàn)orrester ST.A Systematic Approach to Soil Forensics:Criminal Case Studies Involving Transference from Crime Scene to Forensic Evidence.Criminal&Environmental Soil Forensics[M].Springer Netherlands，2009:105-127.

[69]Woods B，Lennard C，Kirkbride KP，et al.Soil Examination for a Forensic Trace Evidence Laboratory–Part 3:A Proposed Protocol for the Effective Triage and Management of Soil Examinations[J].Forensic Science International， 2016，（262）：46.

[70]Lark RM，B ABGR.Can we Predict the Provenance of a Soil Sample for Forensic Purposes by Reference to a Spatial Database?[J].European Journal of Soil Science，2008， 59（5）:1000–1006.

[71]Pye K，Blott SJ.Development of a Searchable Major and Trace Element Database for use in Forensic Soil Comparisons[J].Science&Justice Journal of the Forensic Science Society， 2009， 49（3）:170.

[72]Scheunemann J， Hanna H， Jones J， et al.Forensic Soil Analysis:Creation of A Forensic Soil Database for Law Enforcement[C].Geological Society of America Meeting，2010.

[73]Olga G，Alexandra S，Ekaterina N，et al.The Database in the aid of Forensic Soil Science[J].6th ENFSI APST Working Group Meeting， 2017，（4）:5-7.

[74]Shirota Y，Hirao M，Abe Y，et al.Construction of a Forensic Soil Database of the Hokkaido Region in Japan by Synchrotron Radiation X-ray Analysis[J].Bunseki Kagaku，2017，66（8）:607-612.

[75]Bull PA，Morgan RM，Dunkerley S，et al.'SEM-EDS Analysis and Discrimination of Forensic Soil'by Cengiz et al.A Comment[J].Forensic Science International， 2005，155（2-3）:222-224.

[76]Dudley RJ，Smalldon KW.The Evaluation of Methods for Soil Analysis Under Simulated Scenes of Crime Conditions[J].Forensic Science International， 1978，（12）：49-60.

[77]Chazottes V，Brocard C，Peyrot B.Particle Size Analysis of Soils Under Simulated Scene of Crime Conditions:the Interest of Multivariate Analyses[J].Forensic Science International， 2004，（140）:159-166.

[78]Morgan RM，F(xiàn)reudiger-Bonzon J，Nichols KH，et al.The ForensicAnalysis of Sediments Recovered from Footwear[A].In Ritz K， Dawdson L.， Milled D. （Eds）， The Forensic Analysis of Sediments Recovered from Footwear[C].New York:Springer，2009:253-269.

[79]Stoney DA，Bowen AM，Stoney PL.Loss and Replacement of Small Particles on the Contact Surfaces of Footwear During Successive Exposures[J].Forensic Science International， 2016，（269）：78.