董 穎,韋 嬌,黃和楷,舒翠霞,汪 荀,王愛華
(1.公安部物證鑒定中心,北京市現(xiàn)場物證檢驗工程技術研究中心,北京 100038;
2.海南省公安廳物證鑒定中心,???570311;3.蘇州市公安局物證鑒定所,江蘇 蘇州 215131;4.西藏自治區(qū)公安廳物證鑒定中心,拉薩850000)
對于農(nóng)藥的定義和包含范圍,不同時期、不同國家和地區(qū)都會有所差異。一般認為,農(nóng)藥是指用來防治危害農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)的有害生物(害蟲、害螨、線蟲、病原菌、雜草及鼠類)和調(diào)節(jié)植物生長的化學藥品。有數(shù)據(jù)表明,農(nóng)藥使用量的80%~90%最終都會進入到土壤中[1-3]。大量而持續(xù)使用農(nóng)藥,不斷在土壤中積累,便會使土壤造成污染[4]。 土壤農(nóng)藥污染的嚴重性和持久性,固然給環(huán)境科學工作者帶來了巨大困擾[5-6],但我們這里更多的是要關注土壤中長期存在的大量農(nóng)藥成分能怎樣在法庭科學領域得到更好的應用,能為我們公安機關偵查破案,為我們刻畫嫌疑人提供什么幫助。
當前對檢材物證開展深入分析,全面挖掘其所蘊含的信息,充分發(fā)揮物證刻畫的技術導偵作用,已成為全世界法庭科學發(fā)展的重要趨勢。土壤中農(nóng)藥成分典型特征刻畫技術是指對土壤中農(nóng)藥的種類、含量、變化規(guī)律等典型特性,進行深刻而細致描述的方法和手段。從定義可以看出,對農(nóng)藥典型特征的刻畫重點涉及三個方面:一是農(nóng)藥典型特征的表述;二是土壤中農(nóng)藥典型特征的檢測技術;三是農(nóng)藥典型特征的管理。
開展土壤中農(nóng)藥成分典型特征刻畫研究工作具有重要意義:一是法庭辦案的需要。土壤是法庭科學中的常見的物證,科學分析土壤中農(nóng)藥分布規(guī)律,可以為案件的偵查和訴訟提供技術支撐,為土壤檢材的選取提供科學依據(jù)。二是實現(xiàn)對土壤中農(nóng)藥典型特征的動態(tài)監(jiān)控。土壤中農(nóng)藥不僅受到地質(zhì)特點的影響,同時還受到人類活動的影響,通過對不同地域、不同用途土壤中農(nóng)藥的特征的刻畫,實現(xiàn)土壤質(zhì)量的動態(tài)管理,也可為土壤污染犯罪的判定提供技術依據(jù)。
由于地球表面20 cm以內(nèi)的土壤均為耕作層土壤,此層土壤受耕作、灌溉等影響最強烈,選取樣本具有代表性。在我國某地圣女果種殖基地,分別提取不同區(qū)域壟邊表層(10 cm以內(nèi))和下層(距表層10 cm以下)土壤樣本各10份。經(jīng)調(diào)研得知該圣女果種殖基地長期使用滅蠅胺、百菌清等多種農(nóng)藥,使用頻次為每三天噴灑一次,本次樣本采集時間為噴灑后第二天。
將土壤樣品干燥,研磨均勻后,準確稱取15.0 g置于50 mL塑料離心管中,加入5 mL水、30 mL乙腈,振蕩15 min后,再加入2 g氯化鈉,振蕩15 min,高速離心后靜置,將上清液過濾濃縮揮干,100 μL定容,供GC/MS檢測分析。
2.3.1 儀器、試劑與材料
7890A-5975C氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國安捷倫公司),配電子轟擊源(EI源),HP5色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。
超純水,乙腈(色譜純,美國Fisher),氯化鈉(分析純,國藥集團),滅蠅胺(對照品,國藥集團),馬拉硫磷(對照品,國藥集團),百菌清(對照品,國藥集團),精甲霜靈(對照品,國藥集團)。
2.3.2 儀器條件
進樣口溫度 280 ℃,傳輸線 280 ℃;柱始溫:70 ℃停留 1 min,以 20 ℃ /min 程序升溫至 270 ℃ 保持15 min;氦氣流速 1.0 mL/min;分流進樣,分流比10:1。EI 源:離子源溫度為230 ℃;四極桿溫度為150 ℃。
20個土壤樣本中均檢出四種農(nóng)藥成分:滅蠅胺、百菌清、精甲霜靈和馬拉硫磷,譜圖見圖1;表層土壤中滅蠅胺和馬拉硫磷的平均含量分別為0.190 mg/kg和0.620 mg/kg,下層土壤中滅蠅胺和馬拉硫磷的平均含量分別為0.041 mg/kg和0.260 mg/kg。
圖1 圣女果種殖基地土壤GC-MS分析譜圖Fig.1 GC-MS chromatogram of the soil planting cherry-tcmato
3.2.1 定性結(jié)果
從20份樣本定性檢驗情況看,所取表層土壤和下層土壤的定性檢驗結(jié)果一致,均檢出滅蠅胺、百菌清、精甲霜靈和馬拉硫磷等4種農(nóng)藥成分,該4種農(nóng)藥在耕作層土壤中均有分布,農(nóng)藥成分穩(wěn)定。
3.2.2 定量結(jié)果
分別計算表層和下層各10個樣本土壤中滅蠅胺和馬拉硫磷的平均含量,表層土壤中平均含量分別為0.190 mg/kg和0.620 mg/kg,下層土壤中平均含量分別為0.041 mg/kg和0.260 mg/kg。從數(shù)據(jù)可以看出,從表層到底層這兩種農(nóng)藥的含量是衰減的,所以進行刻畫技術研究實驗應取表層(10 cm以內(nèi))土壤為佳。
開展土壤中農(nóng)藥成分典型特征刻畫研究工作,主要解決兩方面困難:一是土壤成分的復雜性。土壤是由巖石風化而成的礦物質(zhì)、動植物、微生物殘體腐解產(chǎn)生的有機質(zhì)、土壤生物,以及水分、空氣、腐殖質(zhì)等組成,成分非常復雜,不同地域土壤成分迥異,再加上農(nóng)藥有無機化合物農(nóng)藥、有機合成農(nóng)藥、植物性農(nóng)藥、生物農(nóng)藥等多個品種,不同地域農(nóng)藥的使用也不盡相同,導致土壤中農(nóng)藥的成分具有唯一的特征性。二是農(nóng)藥成分的動態(tài)性。隨時間變化土壤中農(nóng)藥會發(fā)生降解、揮發(fā)、擴散[7-9]等,農(nóng)藥成分和含量都會變化。同時,隨著土壤使用用途變化,土壤中農(nóng)藥成分也會發(fā)生變化[10]。
上述兩方面困難,給研究帶來的難點主要有四個: 一是農(nóng)藥種類繁多,許多農(nóng)藥能與土壤中的物質(zhì)發(fā)生耦合,提取土壤中的農(nóng)藥比生物樣品更加困難;二是整個研究工作量非常大,包括檢測方法的建立、取樣前處理檢驗,還有后續(xù)數(shù)據(jù)處理匯總等;三是研究目標的動態(tài)變化特征性強,因此要使檢測結(jié)果能很好的支撐法庭科學應用,還需要定期對數(shù)據(jù)進行復核和更新;四是取樣點選擇有難度,如何選取能代表某地域某種應用的土壤還要深入研究。
土壤中農(nóng)藥成分典型特征刻畫技術在物證刻畫分析領域具有重要的意義,在法庭科學領域具有廣闊的應用前景,可用于推斷地域、推斷用途、推斷時間和特征比對等。
4.2.1 推斷地域
土壤中檢出的農(nóng)藥成分具有地方特色或區(qū)域代表性,例如土壤中檢出的農(nóng)藥多見于江蘇地區(qū)或新疆地區(qū),由此可推斷案發(fā)地點或嫌疑人行動軌跡。
4.2.2 推斷用途
土壤中檢出的農(nóng)藥成分能反映出土壤的用途特征,例如土壤中檢出的農(nóng)藥多見于某些水果施用或水稻田施用,由此可推斷更具體的案發(fā)地點或嫌疑人行動軌跡。
4.2.3 推斷時間
土壤中檢出的農(nóng)藥成分能反映出時間特征,根據(jù)檢出農(nóng)藥的種類和含量結(jié)合農(nóng)藥在土壤中的半衰期數(shù)據(jù),由此可推斷案發(fā)時間等更多實用信息。
4.2.4 特征比對
土壤中農(nóng)藥的種類和含量數(shù)據(jù)可以作為土壤樣本比對時的一個重要特征。農(nóng)藥屬于外來人為引入的成分,具有顯著特征,可為案件的偵查和訴訟提供技術支撐。