土壤中农药成分典型特征刻画技术在法庭科学中的应用

2018-08-28黄和楷舒翠霞王爱华

刑事技术 2018年4期

董颖，韦娇，黄和楷，舒翠霞，汪荀，王爱华

（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）

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[1-3]。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 µL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 μm)。

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[7-9]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。