铝合金表面不同遗留时间手印显现实验设计

王明超

(铁道警察学院 教务处, 河南 郑州 450053)

实验教学是支撑应用型人才培养的重要手段,在学生创新能力培养的过程中发挥着重要作用[1-7]。“潜在手印的显现”是公安院校刑事技术专业学生的必修实验内容,学生掌握手印显现的技术方法后,能够在刑事案件现场勘查过程中选择合适的方法对犯罪现场各类客体上遗留的潜在手印进行显现。同时,该实验也适用于侦查学专业和其他公安类学生的学习,具有较强的广泛性[8-11]。

现有的潜在手印显现的实验内容较为单一,并且过分依赖于课程理论讲授内容,验证性实验比例过高,综合性、设计性实验比例偏少,学生在实验过程中被动接收,过分注重手印显现的结果,对影响手印显现效果的因素分析较少。这种实验模式不利于学生创新意识的培养,不利于学生分析问题、解决问题能力的锻炼,也不利于实验教学整体质量的提升[12-15]。为了充分发挥学生在实验教学中的主体地位,激发学生投入手印显现实验的主动性,提高学生分析实验现象和探索改善实验效果方法的能力,迫切需要在“刑事技术”“痕迹物证检验”“手印检验”等公安技术专业课程的实验教学过程中,创新潜在手印显现方法的实验设计,研发综合性、设计性的实验项目,丰富手印显现的实验教学内容,改革实验教学方法,以培养更多的创新型、技能型刑事技术人才。

1 实验原理

手纹具有触物留痕的特性,人的手掌接触物品后必然会留下手印,而多数手印是难以用肉眼发现的,需要借助物理或化学的染色方法进行增强处理后方可显现。其中,承痕客体的物面性质和手印遗留中介物质是影响显现方法选择的两大关键因素,玻璃、金属、塑料等非渗透性客体是日常生活中的常见客体类型,手印中介物质主要有人体自身分泌的汗液成分以及油脂成分,这些物质仅分布在手印纹线部位,并且是微量的,但仍旧可以吸附指纹粉末、小微粒悬浮液里的粉末等颗粒,或者可以与502胶发生化学反应,使纹线产生与背景材料不同的颜色,从而显出手印。

2 实验方案设计与优化

2.1 手印承痕客体及显现方法的选择

本实验设计充分考虑了实验结果的现实指导意义,选择使用铝合金材料作为手印的承痕客体,因为铝合金在日常生活中广泛应用于门、窗等重要部位,也是最容易留下手印的客体。

打破传统实验项目对单一显现方法的考察,选择金粉刷显、银粉刷显、磁性粉刷显、502胶熏显以及502胶熏显→罗丹明6G染色5种方法进行综合使用和比较研究,探讨不同条件下手印显现方法的适用性。

2.2 实验仪器与试剂

实验仪器主要有：电子天平(奥豪斯),多波段光源(北京龙昊公司),502胶熏显柜(无锡帆鹰警用产品有限公司),尼康D7100数码相机,微距镜头,滤光镜,普通指纹刷、磁性指纹刷。

试剂：金粉、银粉、黑色磁性粉(北京芬格尔安科技有限公司),502胶(北京化工厂),罗丹明6G,无水乙醇。

罗丹明6G溶液的配制：0.5 g罗丹明6G溶于500 mL无水乙醇,充分搅拌均匀后保存于棕色瓶中备用。

2.3 手印样本的制作

手印样本制作时,充分考虑了手印承痕体的普遍性、手印遗留时间的多样性,以及手印遗留主体的不确定性,以保证实验结果的适用意义。随机挑选10名志愿者(8名男性、2名女性)在铝合金上按捺自然样本手印,手印的中介物质成分主要是油脂和汗液成分,手印遗留时间设计为1、7、15 d,每个遗留时间段的手印分别收集100枚,显出的手印样本在夏季室温条件下保存。

2.4 潜在手印的显现

(1) 金粉、银粉刷显手印。采用蘸粉刷显法显现处理手印。用毛刷蘸取适量的金粉或银粉,将刷头置于样本上空适宜距离,轻轻弹击刷柄末端,使得适量粉末均匀铺洒在承痕客体表面；另取干净的毛刷,用毛刷尖头延着手印纹线流向刷去多余粉末,在自然光下观察手印,并用相机拍照固定。

(2) 磁性粉刷显手印。用磁性刷吸取适量的黑色磁性粉末,将刷头置于样本上空一定距离后,轻轻回拉磁性刷手柄,同时不断观察洒落在客体上的磁性粉末,待到粉末均匀散布后停止回拉磁性刷手柄；随后使用磁性刷延着手印纹线刷显手印；在自然光或光照条件下对手印进行观察,并用拍照固定。

(3) 502胶熏显手印。将待显客体放入502胶熏显柜中,根据温湿度条件加入适量的蒸馏水和502胶水,加湿10 min、熏显20 min后在暗室条件下打侧光观察手印显现效果,并拍照保存。

(4) 502胶熏显→罗丹明6G染色。用胶头滴管吸取适量罗丹明6G溶液,均匀滴在502胶熏显的手印上,晾干后用清水将样本表面多余的罗丹明物质冲洗干净,再用无水乙醇冲洗；将处理后的样本置于多波段光源515波段蓝绿光照射下,使用橙黄色滤镜观察手印。

2.5 显出手印的质量评价

目前,国内外关于手印的显现效果的质量评价主要依靠研究人员的主观判断决定,即通过观察每一枚显现后手印的纹型、细节特征,从总体上把握纹线和背景的反差,并根据显出手印的纹线面积及清晰程度赋予显出手印不同的分值作为衡量显现方法优劣的标准。本文将显出手印按照质量分为3分、2分、1分和0分,共4个档次：3分表示纹线非常清晰、连贯,特征点能全部清晰显出；2分表示纹线可见,但不够连贯、清晰,有部分可以鉴别的特征点；1分表示部分纹线隐约可见,很难找到特征点；0分表示显现后看不见纹线,观察不到细节特征。本文所涉及的评分内容都参照本标准实行。各分值标样如图1所示。每组实验进行完毕后,按照图1的标准对每一枚经显现处理的手印分别评分,并计算出每组实验的平均得分。

3 结果与讨论

3.1 遗留时间为1 d的手印显现结果

遗留时间为1 d的手印,在3个考察时间段内的手印中介物质挥发最少,5种显现方法的反应灵敏度较高,所显现出的平均分均在2分以上,手印显现的整体质量较好(见图2)。

图1 手印得分参考标准图像(以502胶→罗丹明6G染色效果为例)

图2 铝合金客体表面遗留1 d时间手印显现结果(手印评分3分)

金粉、银粉、磁性粉和502胶熏显法显出手印在自然光条件下进行观察,502胶熏显→罗丹明6G染色显出的手印在多波段光源515 nm波段蓝绿光照射下,使用橙黄色滤镜观察。其中,金粉刷显、磁性粉刷显与502胶熏显→罗丹明6G染色处理后的手印与背景反差较强,银粉(银灰色)与背景反差虽然不及前3种方法强,但不影响对显现效果的观察,502胶熏显的手印纹线呈乳白色,与铝合金颜色色差较小,观察效果不好。这种直观的观察效果的差异反映出了各显现方法的不同显现能力(见表1),直接影响了手印的评分,也影响了对每种方法显现能力的评估。

表1 5种显现方法显出遗留时间1 d不同分值手印的数据分布及平均分(20枚手印)

从表1的手印显出数量及分值分布状态来看：502胶熏显→罗丹明6G染色的显现效果最佳。实验过程中也发现,502胶的显现灵敏度尽管较高,但由于与手印遗留物质成分反应生成的白色化合物与铝合金的背景反差不明显,需要在暗室环境下打侧光观察拍照才能达到理想的观察效果,或者后续使用罗丹明6G增强处理后,在光致发光条件下观察显现效果也会有较大程度的改善。这4种方法尽管平均分略有波动,但手印显出率均达到100%,且质量好的手印(3分和2分)显出率均能达到90%,充分说明了这3种方法在处理短时间内遗留手印的显现能力相当。磁性粉的显现质量最差,手印显出率95%,但质量好的手印显出率仅为75%,这主要是由于使用磁性刷和磁性粉时,容易使铝合金的客体表面部分产生磁化,影响显现效果。

3.2 遗留时间7 d的手印显现结果

相比遗留时间1 d的手印,遗留时间7 d的手印中介物质含量下降,各显现方法的反应目的物减少、反应灵敏度下降,部分显现方法显出质量好的手印数量降低,手印的显出率也有下降(见表2)。

表2 5种显现方法显出遗留时间7天不同分值手印的数据分布及平均分(20枚手印)

从表2的手印显出数量及分值分布状态来看：502胶熏显→罗丹明6G染色的显现效果最佳,平均分为2.55；502胶熏平均分2.4；这两种方法手印显出率均保持在100%,且质量好的手印显出率为90%,平均分上的波动主要是由于3分手印和2分手印的数量差异导致。银粉刷显出的手印显出率为95%；金粉刷显出手印显出率100%。尽管手印显出率略有不同,但银粉和金粉熏显的综合平均分均为2.15,且质量好的手印显出率均为80%,说明这两种方法在处理遗留时间7 d的手印时,显现能力相当。磁性粉的质量最差,手印显出率85%,质量好的手印显出率为65%。

对比表1,502胶以及502胶熏显→罗丹明6G染色方法的手印显出率和质量好的手印显出率都未发生变化,主要波动体现在3分手印和2分手印的数量上,但这不影响手印显现的整体质量,说明502胶熏显及罗丹明6G后处理的显现技术受手印中介物质挥发的影响较小；其余3种粉末方法则受中介物质挥发的影响较大,不仅手印显出率下降,质量好的手印显出数量也有所减少。

3.3 遗留时间15 d的手印显现结果

相比遗留时间1 d和7 d的手印,遗留时间15 d的手印中介物质含量减少明显,各显现方法的反应目的物最少、反应灵敏度降至最低,除502胶熏显→罗丹明6G染色外,其余各显现方法显出质量好的手印数量均有减少,且手印的显出率也都有下降的趋势(见表3)。

表3 5种显现方法显出遗留时间15 d不同分值手印的数据分布及平均分(20枚手印)

从表3的手印显出数量及分值分布状态来看：502胶熏显→罗丹明6G染色的显现效果最佳,平均分为2.4,显出质量好的手印数量最多,且手印显出率为100%。502胶熏显手印显出率为85%,质量好的手印显出率为75%；相比而言,3种粉末刷显方法受到中介物质减少的影响更为明显,手印显出率和质量好的手印显出数量降低幅度较大,其中银粉刷显的手印显出率为70%,质量好的手印显出率为55%,平均得分1.45；金粉刷显手印显出率65%,质量好的手印显出率为40%,平均得分1.3；磁性粉的质量最差,手印显出率65%,质量好的手印显出率仅为40%。

对比表1和表2,502胶熏显与502胶熏显→罗丹明6G染色方法显出手印的综合平均分始终维持在2分以上,说明其显现能力在本实验考察的15 d时间内较为稳定,受手印遗留时间影响度较低,尤其是502胶熏显→罗丹明6G染色方法,在502胶熏显基础上进行二次染色处理,起到了较好的增强效果,15 d内的手印显出率始终维持在100%,说明了该方法受手印遗留时间影响度极低。但相比而言,金粉、银粉和磁性粉三种粉末显现的方法对手印中介物质的依赖程度过高,当手印遗留时间为15 d时,尽管也能显出部分手印,但几率较低,且显现质量难以保证。

4 结论

尽管所选用的方法从显现原理上都适用于显现铝合金客体表面的潜在手印,但受到手印遗留时间的影响,各种显现方法对手印中介物质的依赖程度不同,致使不同遗留时间的手印经不同方法处理后表现出不同的显现效果(见图3)。

图3 5种显现方法显现不同遗留时间手印的质量平均分

从手印遗留时间看,随着手印遗留时间的延长,手印中介物质成分逐渐挥发、减少,各显现方法的灵敏度下降,致使显出手印的数量和显现质量都略有下降；从显现方法来看,不同的显现方法处理相同遗留时间的手印时,表现出不同的显现能力；同一种显现方法处理遗留时间不同的手印时,显现能力也不同。所以,在处理不同遗留时间的手印时,建议选择使用显现质量高(对应平均分高)的方法。从图3柱状图分布状态来看,对于遗留时间1 d以内的手印,首选502胶→罗丹明6G染色进行显现,其次推荐使用银粉刷显、502胶熏显和金粉刷显3种方法,不建议使用磁性粉进行刷显；对于遗留时间7 d和15 d的手印,建议使用502胶熏显→罗丹明6G染色进行显现,不建议选用502胶熏显和粉末法进行显现。

5 结语

手印显现技术在刑侦工作中应用较为广泛,且种类繁多,如何选择使用高效、便捷的手印显现方法处理不同客体物面上的潜在手印,需要建立在对手印遗留具体条件的综合分析基础上。本文以常见的遗留时间为切入点,采用对比研究的方法,对典型的金属材料(铝合金)表面的潜在手印显现方法的适用性进行了探索,这种综合性实验设计模式增强了传统手印显现实验的创新性和趣味性,优化、整合了原来分散、独立的实验项目,提高了公安院校刑事技术专业及其他公安类专业学生分析问题、解决问题的能力,拓展了科学思维的意识,改善了实验教学的质量。同时,这种实验设计思路可以拓展至其他手印承痕客体表面各种类型的潜在手印的显现,例如纸张、塑料、玻璃等常见的手印遗留客体类型,对多种显现方法、多个实验样本、多种手印遗留时间进行考察,可以准确地分析出某类客体上潜在手印的显现方法的显现能力、显现灵敏度和适用性,对刑事技术实战工作也有指导意义。