火灾调查中痕迹的运用

张晓光

摘要：随着火灾的复杂性逐渐增加，火灾痕迹在调查中的作用越来越重要。因此，对火灾调查中痕迹的应用进行了全面深入的探讨。通过明确火灾痕迹的基本概念，为后续的分析打下坚实基础。并结合视觉、物理、化学和生物方法，详细介绍了痕迹的检测与分析技术。还深入探索了痕迹在火灾调查中的实际应用，如确定火源点、分析火灾发展历程和确定火因等。同时，针对痕迹分析中所面临的挑战，如复杂火场环境、样本污染与混合等问题，提出了相应的解决方案。

关键词：火灾调查；痕迹分析；火源点；火势发展；现代化技术

中图分类号：D631.6      文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2024）02-0116-05

火灾是现代社会中的一大公共安全问题，对生命财产会造成重大威胁。火灾后的调查工作是确定火源、火因及责任归属的关键步骤。在火灾调查工作中，根据火灾痕迹调查火灾发生的位置和原因，对消防人员做好火灾调查是非常重要的。在进行火灾调查时，要尽量找到火灾过程中物件的使用痕迹，提高火灾调查的速度和准确度。然而，随着火灾的复杂性增加，传统的火灾调查方法逐渐暴露出其局限性，这使得火灾调查中的痕迹分析在技术和方法上呈现出新的挑战和机遇。为此，本文将对火灾调查中痕迹的运用进行深入研究，期望为相关领域的研究者和实践者提供有价值的参考。

1 火灾痕迹的基本概念

1.1  定义与分类

火灾痕迹是指在火灾现场或与火灾事件直接相关的地方，由于火势的蔓延和燃烧作用所留下的物理、化学或生物性质的改变，其为火灾调查者提供了解火灾起因、火源位置及火势扩展的关键线索。从性质上分类，火灾痕迹可分为物理痕迹和化学痕迹。物理痕迹通常指的是由火焰、热量和烟雾在物体上留下的可见变化，如焦黑、熔化或开裂；而化学痕迹则涉及火灾过程中产生的化学物质或物体在高温下的化学反应，如烧焦的气味、有毒气体的残留或特定物质的燃烧产物。正确识别和分析这些痕迹，对于确立火灾原因、推断火势蔓延路径及评估火灾损失具有重要意义。

1.2  痕迹与火源点的关系

火源点是火灾起始点，是火势发展的起始位置。在火灾调查中，正确确定火源点是最基础的一步，而火灾痕迹与火源点之间的关系是非常紧密的。火源点周围的痕迹往往是最初的、最直接的，而且这些痕迹通常是最严重的。火势由火源点蔓延，随着时间和空间的推移，火灾痕迹在形态、性质和分布上会有所变化。通过对痕迹的深入分析，可以推断出火势的传播路径、速度和强度。例如，痕迹的深度、颜色和形狀可以显示火灾的燃烧温度和时间；烧焦、熔化和其他物理变形痕迹则可显示火势的方向和强度[1]。此外，物体表面的烧伤模式、烟痕的分布以及其他物体的相对位置也都可以为火源点的确定提供关键线索。总之，火灾痕迹是火灾现场最宝贵的信息来源，它们与火源点之间的关系是火灾调查的基石，为确定火灾原因提供了关键依据。

1.3  痕迹与火势发展的关系

火势的发展是一个动态过程，涉及火焰、热量和烟雾在空间和时间上的扩散。火灾痕迹则为这一过程提供了静态的、可视的证据。从火源点开始，火势的蔓延会在物体上留下明显的烧痕、熔化、裂纹和其他变形痕迹。这些痕迹不仅反映了火势的强度和方向，还可以显示火焰的温度、燃烧时间和物质的反应性。例如，深度不同的烧痕可能暗示火焰在该位置停留的时间；而特定物质的烧蚀和熔化痕迹则可能揭示火势在某一阶段的温度。同时，烟雾在空间中的分布和沉积特点也为火势的传播方式提供了线索，如上升、蔓延或绕过障碍物的轨迹。此外，痕迹之间的相对位置和形态也为分析火势的扩展和退缩提供了参考[2]。总的来说，火灾痕迹是记录火势发展历程的重要标志，为火灾调查人员揭示了火势变化的细节，帮助重现火灾场景，从而更准确地推断火灾的起因和进程。

2 痕迹的检测与分析技术

2.1  视觉与物理方法

2.1.1  光学显微镜检测

光学显微镜在火灾痕迹检测中不可或缺，它为痕迹的微观分析提供了必要的放大能力。当火灾调查人员需要对烧痕、残留物或其他微小痕迹进行仔细观察时，光学显微镜能够提供清晰的、高倍率的图像，帮助他们更加准确地识别和分类这些痕迹。该设备使用透镜组合放大样本，允许调查人员观察到微观细节，如纤维的结构、燃料残渣的形态或材料的微观变形。

对于火灾场景中的物证，例如织物、线缆或其他燃烧物，光学显微镜不仅可以揭示其外观上的烧伤程度，还可以分析其内部结构变化。这在判定火势的强度和温度，以及物质燃烧的顺序时尤其重要[3]。此外，光学显微镜还可以与其他设备结合使用，例如光谱分析仪，为痕迹提供更多的化学和物理信息。

此外，通过对比火灾现场的样本与已知的、未经燃烧的参考材料，光学显微镜有助于确定燃烧材料的种类和来源。这对于火灾调查中的物证鉴定和起火原因的推断至关重要。例如，疑似火灾加速剂的残留物可以在显微镜下进行分析，以确定其性质和可能的来源。

2.1.2  红外热成像

红外热成像技术在火灾调查中日益受到重视，因为它可以揭示不可见的热分布和变化。这种技术通过检测红外辐射即热辐射，为调查人员提供火灾场景的热图像。这些热图像可以显示出火场中各个区域的温度差异，从而帮助确定火源点、火势的传播路径以及火灾中受损程度的不同区域。

红外热成像技术的优势在于其非接触性和实时性。调查人员无需进入火场或与物体接触即可迅速获取其温度信息。这一点在火灾现场尤为重要，因为火场可能存在不稳定结构或有毒气体，红外热成像技术能够确保调查人员的安全。此外，通过红外热成像，调查人员可以识别出火场中的隐藏热源或燃烧残留物，这些信息有时是肉眼难以察觉的[4]。

此技术对于确定火灾原因也起到关键作用。例如，如果一处火源点的温度显著高于周围区域，这可能意味着在该处使用了火灾加速剂。另外，红外热成像还可以显示出热量如何从火源点传播，揭示火灾的发展历程和模式。

除了火源点的确定，红外热成像技术还可以用于评估建筑结构的完整性、检测火灾后的隐蔽火点或评估火灾后的冷却工作是否完成。在实际火灾调查中，与传统的视觉检查相结合，红外热成像为调查人员提供了更为全面和深入的火场分析手段，从而提高了火灾原因鉴定的准确性和可靠性。

2.2  化学方法

2.2.1  气相色谱-质谱（GC-MS）

气相色谱-质谱（GC-MS）是火灾调查中最重要的化学分析技术之一，为调查人员提供了对火场样本中微量和主要化学成分的定性和定量分析。GC-MS结合了气相色谱的分离能力和质谱的识别能力，能够高效地鉴定火灾场景中的多种化学物质，特别是可疑的火灾加速剂和燃料残留物。

在火灾调查中，样本通常包含多种化学物质的混合物，其中可能包括不同的塑料、橡胶、纺织品和建筑材料的燃烧产物。通过GC-MS，可以将这些复杂的混合物分离为单一的化学成分，并准确地确定其化学结构。此外，当调查人员怀疑有人故意使用火灾加速剂时，GC-MS可以鉴定出这些加速剂的存在，如汽油、酒精或其他易燃液体。

GC-MS的操作流程开始于样本的提取和制备，然后将样本引入气相色谱仪中，使其在柱中分离。随后，分离出的化合物进入质谱仪，经过电离并生成离子，然后按照质量到电荷比进行排序和检测。结果通常呈现为质谱图，显示了样本中各种化合物的相对丰度。对于已知的物质，可以与标准数据库进行比对，从而确定其化学结构和名称。

气相色谱-质谱技术的精确性和灵敏度使其在火灾调查中成为不可或缺的工具。不仅可以提供关于火源、火势和燃料的信息，而且在法庭上，GC-MS所提供的数据经常被视为关键证据，用于证明或反驳纵火的指控。

2.2.2  高效液相色谱（HPLC）

高效液相色谱（HPLC）是现代化学分析中的核心技术，特别在火灾痕迹分析领域，它为调查人员提供了对火场样本中有机和无机物质的详细信息。HPLC的核心功能在于它可以分离复杂样本中的各种成分，并允许对每个单独的成分进行定性和定量分析。相对于气相色谱，HPLC更适用于不易挥发或热不稳定的化合物，这在火灾场景中特别重要，因为许多重要的痕迹物质可能不适合用GC-MS分析。

HPLC的工作原理是基于不同化合物在移动相（通常是液体）和固定相之间的相对亲和力。当样本被注入系统时，它会经过一个填充有特定固定相的柱子。不同的化合物会以不同的速度穿过这个柱子，从而实现分离。然后，這些化合物会被一个探测器检测，常用的探测器有紫外、荧光和折射率探测器。

在火灾调查中，HPLC可以用于检测火灾场景样本中的特定化学物质，如火灾加速剂的残留物、塑化剂和其他潜在的有毒物质[5]。此外，HPLC可以用于分析火灾烟雾中的有害物质，这对于确定火灾的毒性和火灾伤害的原因尤为关键。

HPLC不仅具有较高的分离效率和分析速度，而且其灵敏度和准确性也被广泛认可。但值得注意的是，为了获得准确的结果，样本的前处理、正确的色谱柱选择以及优化的操作条件都是至关重要的。总的来说，HPLC已经成为火灾痕迹分析的常用工具，为火灾调查提供了关键的化学信息。

2.3  生物方法：DNA分析与指纹鉴定

在火灾调查中，尽管主要的关注点是物理和化学证据，但生物方法特别是DNA分析与指纹鉴定，也发挥着不可忽视的作用。DNA分析在火灾场景中主要用于鉴定火灾受害者身份，尤其是在火势剧烈到致使遗体难以直接识别的情况下。现代技术使得从高温环境中提取和分析DNA成为可能，尽管DNA可能在高温下受到损害，但仍然有足够的片段可以用于身份鉴定。常用的方法包括多态性短串联重复（STR）分析和线粒体DNA分析，这些方法提供了足够的特异性，可以在大多数情况下确认身份。

指纹鉴定在火灾调查中则有双重价值。指纹可以帮助确定火场上的死者或受害者身份。即使是在高温的火灾现场，如果环境条件允许，仍然可以从某些物体表面上提取到指纹。此外，指纹还可以为调查人员提供关于火场上可能的嫌疑人或证人的线索[6]。如果在火灾现场发现了不应该存在的人的指纹，这可能是一个关键的证据，指向特定的嫌疑人或事件。

3 痕迹的运用

3.1  确定火源点

在火灾调查中，痕迹的运用对于确定火源点至关重要。火源点是火势开始的初始位置，由此火势逐渐扩展到其他区域。通过仔细观察和分析火灾现场的痕迹，调查人员可以找出与火势扩展模式一致的燃烧模式、深度和方向。例如，火灾在其初期燃烧会留下明显的痕迹，如燃烧深度较浅，颜色较深且局限在某一区域。随着火势蔓延，这些痕迹会变得更加明显，表现为更深的燃烧痕迹和更宽的蔓延区域。另外，与火势的温度和强度有关的因素，如熔化或变形的金属物体、破碎的玻璃或塑料，都可能为确定火源点提供线索。辅助工具如红外热成像摄像机，也可以揭示那些肉眼难以察觉的温度差异，帮助确定火势最初开始的地方。通过整合这些痕迹和工具，调查人员可以准确确定火源点，为进一步分析火因提供关键信息。

3.2  分析火灾发展历程

火灾痕迹不仅揭示了火源点的位置，还为我们提供了关于火势如何发展和蔓延的宝贵信息。观察火灾现场的燃烧模式、颜色、深度和方向，可以反映火灾在其持续时间内的行为。例如，向上蔓延的痕迹和天花板上的燃烧模式可能暗示火灾是由下而上蔓延的。突然出现的痕迹或破损区域可能表示有燃料爆炸或快速的火势蔓延。此外，不同材料的燃烧性能也影响火灾的发展历程，例如木材、塑料和纺织品会留下不同的痕迹。通过对这些痕迹的综合分析，调查人员能够重建火灾的时间线，明确火势是如何从一个区域传播到另一个区域的，以及影响其蔓延的关键因素[7]。此外，现场其他证据，如关闭的门窗或启动的喷水灭火系统，也可能影响火势的发展。

3.3  确定火灾起因

确定火灾起因是火灾调查的核心部分，而火灾现场的痕迹为这一过程提供了关键信息。通过对火灾痕迹的仔细分析，调查人员能够追踪火势蔓延的路径，从而找到最初的火源点。火源点周围的痕迹往往较为集中，且有明显的烧灼、熔化或变色迹象。这些痕迹与物品的燃烧特性、燃烧时间以及其他环境因素相结合，可以揭示火灾的初起原因。例如，电线的燃烧痕迹或插座附近的焦痕可能指示电源问题；而存储化学品或易燃物质的区域的特定痕迹可能揭示化学反应或物质泄漏为火灾起因。此外，其他证据如报警系统日志、监控录像或目击者证言也能为确定火灾起因提供额外的线索。

3.4  物证与目击者陈述的对比分析

在火灾调查中，物证与目击者陈述往往是互补的两大信息源。物证，特别是火灾现场的痕迹，为调查人员提供了直接、可观察的事实依据。它们揭示了火势的蔓延路径、火源点的位置以及可能的起火原因。相反，目击者的陈述为调查人员提供了事发当时的情境背景，如火势的初起状况、可能的外部干扰或引发火灾的非常规活动。然而，目击者陈述可能受到各种因素的影响，如记忆偏差、心理压力或其他主观因素[8]。因此，对物证与目击者陈述进行对比分析显得尤为重要。这不仅有助于验证目击者陈述的可靠性，还可以从中找出可能被忽视的关键信息。例如，如果目击者描述的火势蔓延路径与物证中的痕迹相符，那么这一陈述可能更为可信。但如果存在明显的矛盾或差异，调查人员可能需要进一步验证或重新评估相关证据。

4 痕迹分析中的挑战与解决方案

4.1  复杂火场环境下的痕迹保护与采集

火场环境的复杂性对痕迹的保护与采集带来了显著的挑战。火灾产生的热量、烟雾、水和其他消防用材料可以改变、损坏甚至完全摧毁原始的物理和化学痕迹，这使得火场痕迹的正确识别和保护变得尤为关键。更进一步，火灾现场经常存在不稳定的结构、化学残留物和其他潜在的安全隐患，這为调查人员带来了额外的风险。因此，火场痕迹的保护与采集需要迅速而系统地进行，以减少痕迹丢失的风险并确保调查人员的安全。

对于火场痕迹的保护，尽快稳定现场是首要任务。这包括但不限于防止未烧尽的火源重新燃烧、限制未授权人员进入现场以及评估并加固可能的不稳定结构。同时，调查人员应使用合适的设备，如呼吸器和防护服，以保护自己免受有害化学物质和火灾残渣的伤害。

对于痕迹的采集，考虑到火场的复杂性，采用多学科的方法和技术进行分析是关键。例如，使用高清摄像机和无人机从多个角度捕捉火场的全景图像，这可以帮助调查人员从宏观角度理解火势的蔓延路径[9]。另外，使用特定的化学分析工具，如气相色谱和质谱仪，可以帮助确定火场上的特定化学痕迹，进一步揭示火灾的起因。

4.2  样本污染与混合问题

在火灾调查中，样本污染与混合是一大难题，它可能导致痕迹分析的结果失真或误导，从而影响火灾原因的准确判断。由于火灾发生时的复杂环境，包括热量、水、化学物质的释放以及消防介入的干扰，火场样本很容易受到外部因素的影响。例如，消防用水可能使化学痕迹稀释，而现场的破坏可能导致不同来源的物质混合。

为避免或减少样本污染和混合，调查人员需要采取一系列预防措施。在火灾现场，必须迅速、有序地进行样本采集，确保每个样本的采集位置、时间和环境条件都被准确记录下来，以便后续分析时能够区分不同来源的痕迹。此外，采用适当的包装和储存方法也是至关重要的，以避免样本在运输和存储过程中受到污染或退化。

同时，利用先进的分析技术可以对复杂或混合的样本进行更深入的研究。例如，质谱技术可以分析样本中的微量成分，从而确定混合物中各个组分的来源[10]。

4.3  高效与准确的痕迹分析技术的研发

在火灾调查中，痕迹分析的高效性和准确性是实现火源追踪和火因分析的关键。随着技术的发展，痕迹分析技术也日益进步，但同时面临着更高的要求和挑战。痕迹样本可能涉及多种物质，如化学残留、燃烧产物、爆炸后的物质碎片等，这要求分析技术既要有足够的灵敏度来检测微量成分，又要有强大的分辨率来鉴别和区分不同的成分。

近年来，多维数据采集、深度学习算法的应用和高分辨质谱技术等先进技术在火灾痕迹分析中得到了广泛应用。例如，时间飞行质谱（TOF-MS）能够快速获取样品的全质谱信息，为复杂样本的分析提供了强大的技术支持。而联用技术，如GC-MS与LC-MS的联用，可以实现对样本中的挥发性和非挥发性成分的全面分析。

为应对分析中的种种挑战，研发团队不断探索新的采样、前处理和分析方法。例如，微萃取技术可以提高样本处理的效率，减少污染风险；而机器学习算法在数据处理中的应用，有助于从大量的分析数据中挖掘出有价值的信息，提高分析的准确性和效率。

5 结束语

火灾调查的核心在于痕迹的深入分（下转第122页）（上接第119页）析，为我们揭示火势的发展、火源的起点和火灾的原因，进而为法律提供坚实的支撑。随着科技进步，当下已经拥有一系列先进的痕迹检测与分析技术，从化学、物理到生物方法，这些技术不仅提高了分析的准确性，还增强了其深度和广度。但技术的迅速发展并未使火灾调查的挑战完全消失。复杂的火场环境、容易受污染的样本，以及技术的不断更新，都要求调查者不仅拥有专业技能，还需要敏锐的观察力和强大的逻辑思维。

参考文献

[1]杨晓勇.火灾痕迹在火灾事故调查中的运用[J].今日消防，2023，8（2）：103-105.

[2]魏嘉.火灾痕迹在火灾事故调查中的应用研究[J].消防界（电子版），2022，8（17）：47-49.

[3]王家媛.火灾调查中痕迹的运用[J].消防界（电子版），2021，7（19）：54-55.

[4]李振杰.分析火灾调查中的火灾痕迹[J].消防界（电子版），2022，8（1）：40-41.

[5]刘斌.试析火灾痕迹在火灾事故调查中的应用[J].今日消防，2021，6（7）：113-115.

[6]李卫平.火灾调查中痕迹的运用分析[J].今日消防，2021，6（2）：123-124.

[7]沈宝昌.基于火灾调查中痕迹采用的有关思考[J].消防界（电子版），2021，7（7）：86+88.

[8]李海江.火灾调查中痕迹的运用分析[J].消防界（电子版），2021，7（10）：61+63.

[9]王明国.火灾调查中痕迹的运用研究[J].消防界（电子版），2022，8（4）：47-48.

[10]李博.火灾调查中痕迹的运用分析[J].今日消防，2022，7（3）：106-108.