火災(zāi)現(xiàn)場殘留物分析在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用

摘要：火災(zāi)現(xiàn)場殘留物分析作為火災(zāi)調(diào)查的關(guān)鍵技術(shù)手段之一，對確定火災(zāi)原因和火災(zāi)預(yù)防具有重要指導(dǎo)意義。通過對火災(zāi)現(xiàn)場殘留物的科學(xué)分類、規(guī)范采樣和系統(tǒng)分析，可為火災(zāi)調(diào)查工作提供可靠的物證依據(jù)。基于顯微、光譜、色譜、熱分析等多種分析方法，結(jié)合實際火災(zāi)案例，探討了殘留物分析技術(shù)在火源確定、火勢蔓延路徑分析和起火原因判定中的應(yīng)用，以期為提高火災(zāi)調(diào)查工作的科學(xué)性和準(zhǔn)確性提供參考。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)調(diào)查；殘留物分析；采樣技術(shù)；火災(zāi)原因

中圖分類號：X928.7" " " 文獻標(biāo)識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2025）07-0121-03

0 引言

火災(zāi)是一種常見的災(zāi)害，對人民生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。在火災(zāi)調(diào)查中，確定火災(zāi)起因和燃燒過程是非常關(guān)鍵的一步，火災(zāi)現(xiàn)場殘留物作為火災(zāi)發(fā)生過程的直接證據(jù)，其分析結(jié)果對火災(zāi)原因的準(zhǔn)確判定具有決定性作用。隨著分析技術(shù)的不斷進步，殘留物分析方法日益完善，為火災(zāi)事故調(diào)查提供了更加科學(xué)可靠的技術(shù)支持。深入研究火災(zāi)現(xiàn)場殘留物分析方法及其實際應(yīng)用，對提高火災(zāi)調(diào)查效率和準(zhǔn)確性具有重要的現(xiàn)實意義。

1 火災(zāi)現(xiàn)場殘留物的分類與采樣

1.1" 殘留物分類

1.1.1" 燃燒痕跡分類

火災(zāi)現(xiàn)場的燃燒痕跡反映了火災(zāi)發(fā)展過程中的溫度分布和燃燒情況，是確定火源位置和火勢發(fā)展路徑的重要依據(jù)[1]。在建筑構(gòu)件表面，高溫燃燒會形成獨特的“V”字形或“U”字形炭化痕跡，這種痕跡的開口方向通常指向火源位置。建筑物承重構(gòu)件的炭化深度隨燃燒時間和溫度的變化而改變，通過測量不同位置的炭化深度，可以判斷火災(zāi)的燃燒強度和持續(xù)時間。對于金屬構(gòu)件，高溫作用會導(dǎo)致變色、變形甚至熔化，不同金屬材料的熔點不同，通過觀察金屬構(gòu)件的受損程度，可以推斷局部最高溫度。

1.1.2" 碳化物分類

火災(zāi)現(xiàn)場的碳化物和可燃物殘留是火災(zāi)調(diào)查中重要的物證之一。木質(zhì)材料在燃燒過程中會形成具有特征性的炭化層，炭化層的厚度與燃燒時間和溫度呈正相關(guān)[2]。通過測量木材的炭化速率（一般為0.5～0.8mm/min），可以推算火災(zāi)持續(xù)時間。不同種類的木材，因其密度、含水率和組織結(jié)構(gòu)的差異，呈現(xiàn)出不同的炭化特征。塑料類可燃物在燃燒過程中會發(fā)生熔融、流淌和碳化，其殘留物的形態(tài)和分布可以反映燃燒時的溫度條件和火勢蔓延方向。

1.1.3" 未燃物分類

未完全燃燒的可燃物殘留對火災(zāi)調(diào)查具有特殊價值，這類物證往往保留著較為完整的物理特征和化學(xué)性質(zhì)。織物類可燃物在燃燒過程中表現(xiàn)出不同的碳化程度和熔融狀態(tài)，不同纖維在高溫下會形成獨特的變化特征，這些特征可以幫助判斷局部溫度分布。可燃液體燃燒后在承燒物表面會留下燒灼痕跡，通過分析痕跡的形態(tài)和分布能夠判斷是否使用助燃劑。結(jié)合未燃物所處位置和周邊環(huán)境分析，可以推斷起火時的物質(zhì)狀態(tài)和環(huán)境條件，為確定火災(zāi)原因提供重要依據(jù)。

1.2" 殘留物采樣技術(shù)

1.2.1" 采樣前準(zhǔn)備

火災(zāi)現(xiàn)場殘留物的采樣工作是獲取可靠物證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求嚴(yán)格遵守規(guī)范流程，確保采樣的科學(xué)性和代表性。采樣前必須進行現(xiàn)場踏勘，全面掌握火場情況，確定采樣區(qū)域和采樣點位置[3]。現(xiàn)場勘驗應(yīng)遵循“整體優(yōu)先、局部深入”的原則，從火災(zāi)現(xiàn)場的整體布局和受損情況入手。根據(jù)燃燒痕跡的分布特征和受損程度，將火災(zāi)現(xiàn)場劃分為重點區(qū)域、可疑區(qū)域和一般區(qū)域。

1.2.2" 采樣方法

采樣方法的選擇直接影響物證的質(zhì)量，必須根據(jù)殘留物的性質(zhì)采用適當(dāng)?shù)牟蓸蛹夹g(shù)。對于可疑液體殘留物，采用專用吸附棉、活性炭或硅藻土等吸附材料進行采集，采樣時要注意避免交叉污染。固體殘留物的采樣要根據(jù)物證特點選擇合適的采樣工具，如鑷子、鏟子或取樣鉆等，確保樣品的完整性。對于易揮發(fā)性物質(zhì)，要使用密封性能良好的取樣容器，并及時送檢。采樣過程中，要詳細(xì)記錄樣品的外觀特征、采樣位置、時間和環(huán)境條件，采用相應(yīng)的包裝材料和保存方法。

1.2.3" 樣品管理

科學(xué)的樣品管理對于確保物證的法律效力和分析結(jié)果的可靠性至關(guān)重要。采樣過程中必須填寫規(guī)范的采樣記錄單，詳細(xì)記錄采樣環(huán)境、采樣方法和樣品特征等信息[4]。每個樣品都要標(biāo)注唯一的編號，建立完整的物證鏈，確保樣品的可追溯性。采樣完成后，要按照規(guī)定保管和運輸樣品，注意溫度、濕度等環(huán)境條件的控制。對于特殊樣品，要采取低溫保存、避光保存等保護措施，建立完整的管理檔案。

2 殘留物分析方法

2.1" 顯微分析法

顯微分析技術(shù)在火災(zāi)殘留物分析中發(fā)揮著不可替代的作用，可直觀觀察殘留物的微觀形貌特征。通過偏光顯微鏡可以觀察材料的晶體結(jié)構(gòu)變化，確定材料在高溫下的相變特征。掃描電子顯微鏡（SEM）具有超高分辨率和景深優(yōu)勢，能清晰呈現(xiàn)殘留物表面的微觀形貌，如裂紋擴展、孔洞分布和熔融特征等。通過能譜分析（EDS）可同時獲得樣品的元素組成信息，判斷材料的成分變化。對于可疑縱火物證，顯微分析可揭示燃燒過程中形成的特征性微觀結(jié)構(gòu)，如金屬導(dǎo)線表面的氧化層形貌、塑料熔融后的結(jié)晶特征等。透射電子顯微鏡（TEM）可用于分析納米尺度的結(jié)構(gòu)變化，為火災(zāi)溫度和燃燒過程的判定提供微觀證據(jù)。

2.2" 光譜分析法

光譜分析方法利用物質(zhì)與電磁波的相互作用來鑒定殘留物的化學(xué)組成。紅外光譜分析（IR）可以識別有機物的官能團，通過對比樣品的特征吸收峰，確定可疑助燃劑的類型。傅里葉變換紅外光譜（FTIR）具有更高的靈敏度和分辨率，可檢測微量殘留物。拉曼光譜分析對分子結(jié)構(gòu)變化特別敏感，能夠區(qū)分不同碳化程度的殘留物。X射線衍射分析（XRD）可用于確定無機物的晶體結(jié)構(gòu)，判斷材料在高溫下的相變過程。熒光光譜分析則適用于含有熒光基團的物質(zhì)檢測，如石油類物質(zhì)的鑒定。原子吸收光譜（AAS）和電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）可用于金屬元素的定性定量分析，確定殘留物中的特征元素組成。

2.3" 色譜分析法

色譜分析技術(shù)是分析火災(zāi)殘留物中有機物的主要手段[5]。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）具有極高的分離度和選擇性，能夠準(zhǔn)確鑒定復(fù)雜混合物中的各種組分。通過對比化合物的保留時間和質(zhì)譜圖，可以識別各類可燃液體殘留物，如汽油、柴油等油類物質(zhì)。高效液相色譜（HPLC）適用于熱不穩(wěn)定或沸點較高化合物的分析，可檢測殘留物中的極性有機物。離子色譜（IC）則可用于無機離子的分析，揭示材料的分解產(chǎn)物。薄層色譜（TLC）作為快速篩查方法，可用于可疑助燃劑的初步鑒別。毛細(xì)管電泳（CE）技術(shù)在帶電物質(zhì)的分離分析中具有獨特優(yōu)勢，可補充其他色譜分析方法的不足。

2.4" 熱分析法

熱分析技術(shù)通過研究物質(zhì)在溫度變化過程中的物理化學(xué)性質(zhì)變化，來分析火災(zāi)殘留物的特征。差示掃描量熱法（DSC）可測定材料的熔點、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和分解溫度，評估材料在火災(zāi)中經(jīng)歷的最高溫度。熱重分析（TGA）通過測量樣品在升溫過程中的質(zhì)量變化，確定材料的熱穩(wěn)定性和分解特征。差示熱分析（DTA）能夠檢測材料在加熱過程中的吸熱和放熱現(xiàn)象，揭示相變和化學(xué)反應(yīng)過程。熱機械分析（TMA）可研究材料在受熱時的尺寸變化，反映材料的熱膨脹和軟化特性。同步熱分析（STA）將TGA與DSC或DTA結(jié)合，可同時獲得多種熱分析數(shù)據(jù)，全面評價殘留物的熱行為特征。

3 殘留物分析在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用

3.1" 火源確定

火源確定是火災(zāi)調(diào)查中的核心環(huán)節(jié)，需要通過殘留物分析準(zhǔn)確鎖定火源位置[6]。基于燃燒痕跡分布規(guī)律，通過對建筑物表面炭化痕跡的形態(tài)分析，可判斷火焰擴展方向。“V”字形燃燒痕跡的頂點往往指向火源位置，結(jié)合多處“V”字形痕跡的交匯點，能夠確定火源區(qū)域。通過分析建筑構(gòu)件的炭化深度分布，確定最大燃燒強度區(qū)域。對金屬構(gòu)件的熔化、變形特征進行分析，結(jié)合不同金屬的熔點，可推斷局部最高溫度分布。在可疑火源點周邊，采集碳化物和可燃物殘留樣品進行實驗室分析，通過顯微分析、光譜分析等手段，確定起火物質(zhì)的性質(zhì)和燃燒特征。對可疑助燃劑殘留進行氣相色譜-質(zhì)譜分析，可判斷是否存在縱火行為。

3.2" 火勢蔓延路徑分析

火勢蔓延路徑分析是還原火災(zāi)發(fā)展過程的重要手段。通過對火災(zāi)現(xiàn)場燃燒痕跡的系統(tǒng)分析，結(jié)合建筑物的結(jié)構(gòu)特點和可燃物分布情況，可以準(zhǔn)確描繪火勢蔓延軌跡。燃燒痕跡的顏色深淺變化反映了燃燒強度的差異，較深的炭化區(qū)域通常是火勢停留時間較長的部位。建筑物表面的燒蝕痕跡和熱輻射痕跡形成規(guī)律，能夠指示火焰?zhèn)鞑シ较颉Ｍㄟ^分析不同位置殘留物的燃燒程度，可以判斷火勢蔓延的時間順序。

3.3" 起火原因判定

起火原因判定需要綜合分析火災(zāi)現(xiàn)場殘留物的各種特征[7]。電氣火災(zāi)中，通過對導(dǎo)線和電氣設(shè)備殘留物進行分析，可發(fā)現(xiàn)短路、過載等故障特征。銅導(dǎo)線表面的氧化銅珠和微觀形貌變化是判斷電氣火災(zāi)的重要依據(jù)。化學(xué)性火災(zāi)中，殘留物的元素組成和化合物結(jié)構(gòu)分析可揭示起火物質(zhì)的性質(zhì)。明火引燃類火災(zāi)通常會在起火點周邊留下特征性的燃燒痕跡。通過熱分析方法確定材料的燃燒特性，結(jié)合環(huán)境條件分析，可判斷起火的具體機理。對可疑人為火災(zāi)，需要通過殘留物分析排除其他起火原因，并尋找人為縱火的物證。起火原因的判定必須建立在科學(xué)的殘留物分析基礎(chǔ)上，確保結(jié)論的準(zhǔn)確性和可靠性。

4 寧波市某物流公司“1·5”火災(zāi)事故案例分析

寧波市某物流公司“1·5”火災(zāi)事故發(fā)生于2022年1月5日22時55分，位于慈溪市龍山鎮(zhèn)，造成2人死亡，直接經(jīng)濟損失約450萬元[8]。火災(zāi)調(diào)查組通過現(xiàn)場勘驗和物證提取，對火場進行了系統(tǒng)分析。通過對燃燒痕跡的分布規(guī)律和蔓延特征分析，準(zhǔn)確確定起火位置位于物流公司活動板房二層?xùn)|北側(cè)第一間房內(nèi)南側(cè)高位電氣線路處。從該處提取的電氣線路殘留物經(jīng)實驗室分析，發(fā)現(xiàn)線路絕緣層存在嚴(yán)重的熱損傷特征，導(dǎo)線表面形成了典型的電氣火災(zāi)特征性氧化銅珠，這些殘留物分析結(jié)果有力證實了電氣故障是火災(zāi)事故的直接原因。對現(xiàn)場殘留物的全面分析顯示，活動板房內(nèi)大量可燃物的存在為火勢快速蔓延提供了條件，從殘留物的燃燒程度和分布特征判斷，起火后火勢沿可燃物快速蔓延，并相繼引燃了周邊堆放的貨物，最終導(dǎo)致火災(zāi)失控。基于殘留物分析結(jié)果和調(diào)查情況，事故調(diào)查組認(rèn)定該起火災(zāi)為一般生產(chǎn)安全責(zé)任事故，起火單位因未落實安全風(fēng)險分級管控制度、違規(guī)設(shè)置“三合一”場所、電氣線路敷設(shè)不規(guī)范等原因，被認(rèn)定為履行消防安全主體責(zé)任不到位。

5 結(jié)束語

在開展火災(zāi)調(diào)查工作中，殘留物分析技術(shù)展現(xiàn)出其獨特且關(guān)鍵的價值。持續(xù)完善分析技術(shù)的精確度與科學(xué)水平，同時，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的檢測程序，必將大幅度提升火災(zāi)調(diào)查的實效性與準(zhǔn)確度。伴隨著分析手段的不斷革新，殘留物檢測將為火災(zāi)事故防控與查因提供更為堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，進而更好地保障社會公共安全與穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

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[8]寧波市應(yīng)急管理局.寧波市廣亞物流有限公司“1·5”一般火災(zāi)事故調(diào)查報告[EB/OL].http：//yjglj.ningbo.gov.cn/art/2022/4/8/art_1229076356_58951410.html