朱曉晗，姜紅

（中國人民公安大學偵查與刑事科學技術(shù)學院，北京100086）

X射線熒光光譜法是根據(jù)原子特定的電子層間躍遷能量來確定元素種類，用測定的譜線強度與標準譜線相比較，以確定元素質(zhì)量分數(shù)，用于分析樣品中的無機元素。能量色散X射線熒光光譜儀是用較高能量的射線束或粒子流激發(fā)樣品，產(chǎn)生多個元素的特征X射線，用能量探測器直接分辨試樣中的元素特征譜線，從而對樣品進行定性和定量分析。

檢驗無機元素及含量的方法主要有原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜、掃描電鏡能譜、激光誘導擊穿光譜等，相較于其他檢驗方法，X射線熒光光譜法具備分析速度快，檢材用量少，靈敏無損，且可以分析固粉液等多種形態(tài)的物質(zhì)粉末顆粒等優(yōu)點[1-3]，在法庭科學中得到了廣泛運用。

1 XRF在微量物證檢驗方面的應(yīng)用

在法庭科學中常用的方法有紅外光譜法[4]、X射線熒光光譜法（XRF）、拉曼光譜法[5]等，其中X射線熒光光譜技術(shù)常用來檢測塑料、橡膠、紙張、金屬、油漆、射擊殘留物、爆炸殘留物、泥土等微量物證，根據(jù)元素含量及含量比進行區(qū)分檢驗，并結(jié)合化學計量學進行光譜數(shù)據(jù)的多維分析和數(shù)據(jù)模型的建立，成效顯著。

1.1 XRF在塑料檢驗中的應(yīng)用

利用XRF對爆炸裝置塑料碎片、塑料鞋套、車燈燈罩、塑料拖鞋、塑料打包帶、藥品鋁塑片、電纜塑料護套、塑料袋、塑料飲料瓶等樣品進行了檢驗。劉亞昌等[6]利用手持式X射線熒光光譜儀對自制爆炸裝置中51個常見塑料部件樣品進行元素成分測定，建立了適用于自制爆炸裝置關(guān)鍵組件爆炸后殘留塑料碎片臨場快速檢驗的方法。朱曉晗等[7]利用XRF建立了一種一次性塑料鞋套的快速無損檢驗方法。王凌云等[8]使用元素配比的不同實現(xiàn)了對車燈燈罩碎片的區(qū)分檢驗。姜紅等[9]對31個不同品牌的塑料拖鞋樣品利用X射線熒光光譜法（XRF）檢驗，選用 Plastic-FP方法，根據(jù)塑料拖鞋樣品中是否含有特征元素Cl、Ba、Pb和Cd以及Ca/Fe比值的不同，可以對塑料拖鞋樣本進行區(qū)分。馬梟等[10]利用紅外光譜與XRF相結(jié)合的檢驗方法，將填料分析與元素含量分析相結(jié)合，達到對塑料打包帶(繩)的檢驗?zāi)康?。姜紅等[11]對47個不同廠家、不同藥品的鋁塑包裝片樣品進行XRF測定，優(yōu)選的實驗條件為以鉬(Rh)為陽極靶，電壓40 kV，電流60 mA，采集時間為60 s。陳倉等[12-14]利用傅里葉變換紅外光譜法和X-射線熒光能譜法對6個廠家生產(chǎn)的9個不同的電纜塑料護套進行檢驗，紅外光譜法定性分析得出樣本有機成分分別是氯化聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯，然后使用XRF測定無機成分，效果較好。

1.2 XRF在紙張檢驗中的應(yīng)用

利用XRF對無碳復寫紙、一次性紙杯、香煙水松紙、煙用內(nèi)襯紙樣品進行了檢驗。王丹等[15]利用便攜式X射線熒光光譜儀對收集到的45個不同品牌、不同類型的無碳復寫紙樣品進行檢驗，根據(jù)顯色層中各元素的含量比對無碳復寫紙樣品進行區(qū)分，效果明顯。陳壯等[16]利用X射線熒光光譜儀測定31個不同品牌和批次的一次性紙杯，使用控制變量法，同一變量，結(jié)合定性和半定量分析法、統(tǒng)計分析軟件，對一次性紙杯樣品進行聚類分析，通過建立檢驗一次性紙杯的分析方法，為案件的破獲提供了新的思路與方法。務(wù)瑞杰等[17]將拉曼光譜法與XRF相結(jié)合，考查了香煙品牌與填料、著色劑的種類和配比的相關(guān)性。郭鵬等[18]利用XRF對不同品牌、不同系列的煙用內(nèi)襯紙樣品中的常量和微量元素進行定性和半定量分析，區(qū)分效果明顯。

1.3 XRF在橡膠檢驗中的應(yīng)用

利用XRF對橡膠鞋底、橡膠手套樣本進行檢驗。姜紅等[19]建立一種簡便快速、靈敏準確、無損的檢驗橡膠鞋底物證的分析方法，為偵查破案提供線索，指明方向，為證實犯罪提供科學的依據(jù)。朱曉晗等[20]也利用XRF對不同品牌的橡膠手套進行了檢驗，結(jié)合聚類算法，實現(xiàn)了光譜分析與數(shù)據(jù)處理的結(jié)合。

1.4 XRF在泥土檢驗中的應(yīng)用

泥土中所含元素種類較多，常見的有氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂等，通過XRF檢驗元素種類和含量是鑒別泥土常見和有效的方法。泥土檢驗所涉及的“法庭地質(zhì)學”是將地質(zhì)科學知識和技術(shù)應(yīng)用于法庭科學的一種現(xiàn)代科學。郭洪玲等[21]通過對案件中常見的泥土物證的檢驗實現(xiàn)對犯罪人員的判斷以及推斷物證來源等目的，在合適的取樣和標準的前處理后采用能夠均勻反映泥土性質(zhì)的檢驗方法（XRF），此方法無需復雜前處理，且可同時分析常量、微量元素，能夠較全面反映泥土樣品的性質(zhì)。選用Al、Si、Ca、Fe、Rb、Sr、Zr等元素，不僅能夠?qū)δ嗤廖镒C進行有效區(qū)分，有地域指向性，而且受到的外界污染相對較小[21]。

2 結(jié)束語

X射線熒光光譜法可根據(jù)在優(yōu)選實驗條件下所測得的特征元素利用所需樣品量少、快速準確的優(yōu)點，實現(xiàn)對現(xiàn)場微量物證的有效檢驗，同時結(jié)合系統(tǒng)聚類、KMeans快速聚類、相關(guān)性分析實現(xiàn)聚類分組、Fisher判別分析、Byes判別分析等實現(xiàn)對數(shù)據(jù)模型的建立和對新數(shù)據(jù)分組的預測，得出判別函數(shù)方程式。在將來，X射線熒光光譜法可利用的領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣?，且其穿透性不強等缺點也會得到進一步改善，其在微量物證研究領(lǐng)域?qū)^續(xù)發(fā)揮重要作用。