怎样分别木屑的种类
木材及木制品与人类的生活有着密切的联系,它们以各种形式伴随在人类的工作、生活中。在盗窃、凶杀、强奸、破坏森林树木、毁坏果树等各种刑事案件及交通肇事案件现场上,往往会有微量的木屑残渣遗留在犯罪嫌疑人和被害人的遗留物及作案工具上。 此时木屑残渣的种类鉴别及木屑检材与比对样品异同的鉴定结论可以为快速、准确地推断案件的第一现场、尸源、犯罪嫌疑人的职业特征等提供依据,从而为缩小侦察范围、侦破案件提供有价值的线索。
近年来,国内外法庭科学工作者在木屑种类鉴别方法方面进行了一些研究,建立了一些分析方法,主要有显微镜法、气相色谱法、气-质联用法、傅立叶变换红外光谱法等。
1。显微镜法
木材分为针叶木...全部
木材及木制品与人类的生活有着密切的联系,它们以各种形式伴随在人类的工作、生活中。在盗窃、凶杀、强奸、破坏森林树木、毁坏果树等各种刑事案件及交通肇事案件现场上,往往会有微量的木屑残渣遗留在犯罪嫌疑人和被害人的遗留物及作案工具上。
此时木屑残渣的种类鉴别及木屑检材与比对样品异同的鉴定结论可以为快速、准确地推断案件的第一现场、尸源、犯罪嫌疑人的职业特征等提供依据,从而为缩小侦察范围、侦破案件提供有价值的线索。
近年来,国内外法庭科学工作者在木屑种类鉴别方法方面进行了一些研究,建立了一些分析方法,主要有显微镜法、气相色谱法、气-质联用法、傅立叶变换红外光谱法等。
1。显微镜法
木材分为针叶木和阔叶木两大类,借助于生物显微镜和扫描电子显微镜观察木屑本身的细胞形态、组织结构特征等,可以确定木屑的种属类别。
导管是阔叶木构造中独具的特征,针叶木没有导管只有管胞。
导管分子的形状、穿孔的类别和侧壁纹孔的多少也是鉴别阔叶木的重要特征[1]。2002年,郭明辉等研究了不同土质对人工林落叶松纤维形态的影响[2],实验中以不同土质(暗棕壤和白浆土)的人工林落叶松木材为样品,测定了木材的纤维形态特征;2003年张兴正也对两种不同起源(人工林和天然林)酸枣木材纤维形态进行比较了分析[3]。
这些实验研究结果分别表明:树种相同,生长土质不同的木屑,大多数纤维形态指标存在显著的差异;相同树种的天然林与人工林木屑纤维的长度和长宽比也不相同。
扫描电子显微镜与生物显微镜相比,具有放大倍率高,高分辨率的特点,借助于扫描电子显微镜观察木材的交叉场纹孔、具缘纹孔的形态以及管胞壁具缘孔形状、排列方式等的不同,可以对木屑的种属进一步进行鉴别。
有文献报导应用扫描电子显微镜对常见针叶木的显微结构进行了研究[4],观察了常见针叶木的交叉场纹孔、具缘纹孔塞的形态以及管胞壁具缘孔形状及排列方式,并注意比较了不同种属的针叶木木屑的交叉场纹孔的排列、分布、纹孔口长轴取向等的异同,研究结果表明,这些细微特征也是鉴别木屑种类的依据之一。
牛青山等人应用扫描电子显微镜分析了沈阳地区常见绿化树(杨树、柳树、刺槐树、丁香、春桃树、枫树、柏树、银杏树等)木质部的导管和管胞的显微形态特征[5],研究结果表明,不同树种其导管的显微形态不同;导管纹孔孔径的大小、排列方式、孔间距等均存在差异,据此可以对木屑进行种类的鉴别。
虽然利用显微镜法通过对木屑显微形态的观察可以对木屑进行种类的鉴别,但在一些案件中,由于木屑残渣的量非常小,往往会给木屑的形态检验带来了一定的难度。
2。气相色谱法
纤维素、半纤维素、木质素等有机高分子化合物是构成木材细胞壁和胞间层的化学成分,这些组分的相对含量常常因为木屑种类的不同而不同。
应用裂解气相色谱法对木屑进行分析,依据裂解色谱图中峰数、峰位和峰形的差异,可以进行种类的鉴别[6]。2002年,Jose' lRi'o等人采用裂解气相色谱法对不同地区及不同生长条件下桉树中的木质素进行了分析[7],发现可以根据桉树中木质素所占比例的不同将不同地区及不同生长条件下的桉树区分出来。
2004年,M。F。Nonier和N。Vivas等人采用裂解气相色谱法对四种不同产地的橡树中的纤维素、半纤维素、木质素及其提取物(多聚糖)进行了分析,结果表明采用裂解气相色谱法能将四种不同产地的橡树区分开来[8]。
邵建章等人采用裂解气相色谱法对四种不同种类木材(白松木、红松木、白杨木、桦木)原样及分别浸渍汽油和柴油的木材燃烧残留物进行了分析研究[9],结果表明,无论是不同种类的木材,还是含有不同助燃剂的同种木材,其燃烧残留物的裂解气相色谱图都存在明显的差异,通过对火灾现场木屑燃烧残留物的裂解气相色谱图的分析,可以鉴别木屑的种类及木屑上是否浸渍过助燃剂汽油或柴油,从而为火灾原因调查中纵火案件的侦破和诉讼提供科学的依据和证据。
上述文献所报导的方法,有的仅对个别树种进行了比较鉴别,有的仅对个别树种的组成成分进行了分析。
3。气-质联用法
国内外关于采用气-质联用法和裂解-气-质联用法分析木材组成的有一些文献报导。
如M。P。Fernandez等建立了一种快速测定木材中提取物的GC-MS方法[10],并用此方法对白杨树木材浸提物中的70种组分进行了分析,通过保留时间及与标准质谱图进行比较,对其中的44种组分的化学组成进行了鉴定,另外26个色谱峰的归属,通过保留时间和质谱特征也进行了归类。
同时还将此分析结果与用衍生化试剂进行衍生化后产物的分析结果进行了比较,结果表明,当用GC-MS法分析木屑中的浸提物时,可以不必进行衍生化处理。因此该分析方法简便、快速。
周佳璐,丛培盛等人采用气-质联用技术对不同种类的木材和同种类不同产地的木材进行分析[11],结果发现:不同种类木材的总离子流图差别非常明显,相关系数非常小;而同类木材总离子流图基本相同,相关系数较高,并且都含有相同的特征峰。
4。傅立叶变换红外光谱法
红外光谱法是化合物鉴定和分子结构分析的强有力手段[12]。虽然对于组成和结构极为复杂的木材而言,其红外光谱远较小分子有机化合物甚至合成高分子化合物复杂,在木材的高质量谱图采集、谱图解析等方面仍存在困难。
但近年来陆续有文献报导采用傅立叶变换红外光谱法对木材的组成进行的研究[13]。K。 K。 PANDEY利用FTIR分析了软木和硬木的化学组成[14],发现软木与硬木中纤维素与木质素的比值不同。
软木的红外光谱图中,1505~1600cm-1吸收峰较强,而硬木的红外光谱图中,位于1740cm-1处对应于木质素的羰基的吸收峰较强。X。Colom和F。
Carrillo研究了西班牙北部30种木材中纤维素和木质素的红外光谱[15],实验结果表明,有五种木质素的谱带和三种纤维素的谱带可用以区别木材的种类,而通过比较木质素和纤维素吸收峰位和强度的差异可以区别软木和硬木
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