助燃剂提取技术在火灾调查工作中的应用探讨

杨峻岭

(吉林省消防救援总队，吉林 长春 130031)

火灾是影响社会发展及威胁人民生命和财产安全的主要灾害之一。查清火灾事故的原因，寻找火灾发生的规律，采取有效预防措施，减少火灾发生，将火灾造成的损失降到最低，意义重大。在引起火灾的众多因素中，纵火虽然只占总起数的 2%左右，但社会危害性非常大，其造成的死亡人数、经济损失均在火灾起数中占比较大。助燃剂是认定纵火案件的典型证据，助燃剂在火灾现场中的特点是数量不大，燃烧后残余量少，物质形态变化大，现场提取困难，因此，应用先进化学分析技术提取火灾现场的助燃剂，对火灾事故调查工作十分重要。

一、助燃剂提取技术的应用

在火场鉴定的过程中，需要从火场中的固态、液态残留物中提取助燃剂，再利用仪器对其进行鉴定和分析。为了确保火灾调查结果的准确性，需要不断提高火灾现场残留物提取技术水平。通常应用活性炭吸附法、固相微萃取法、薄层色谱法、自动热脱附法、微波萃取法、吸附/解析技术、化学衍生化法、溶剂萃取法等8种助燃剂提取方法，对火灾残留物进行处理，进而排除杂质对鉴定结果的影响，能使鉴定结果具有较高的准确性。

(一)活性炭吸附法

活性炭吸附技术主要根据助燃剂的沸点来设置温度，并依据温度标准对火场残留物中符合相关条件的成分进行吸附，进而消除一些杂质对鉴定结果的影响。在实际操作过程中，活性炭吸附法可以根据助燃剂的烷烃、烯烃及芳香烃的参数，选用不同种类的活性炭，以充分发挥活性炭吸附法的作用。值得注意的是，为了加快活性炭的吸附速度和加快助燃剂成分在火场残留物样品中的挥发速度，可以对火场残留物样品进行加热处理。相较于其他助燃剂提取技术，活性炭吸附技术具有操作简单、灵敏度高和可靠强等特点，既不改变被提取物质的物理性质，也不改变其化学性质，具有对仪器鉴定的干扰小、溶剂使用量小、对仪器的污染小等优点，因此被广泛地应用于火场样品(包括炭化物、泥土、地面瓷砖、木地板、低洼处的水、汽油等)的提取。

(二)固相微萃取法

加拿大的Pawliszyn等人在1990年提出了固相微萃取技术。该技术可以实现对样品的取样、分离、提纯及富集，属于样品前处理技术，主要包括吸附与解吸两部分。吸附指的是把萃取头放在加热的含有火场残留物的容器中一段时间，促使火灾残留物样品在纤维涂层中扩散，之后萃取浓缩。解吸指的是把浓缩的火场待测物质放入鉴定仪器中进行分析，把萃取纤维插在样品口处，此时萃取头上存在的有机物将被加热解吸，之后随着载气进入仪器中，再对其进行分析。固相微萃取法具有操作过程简单、分析过程快速、样品及溶剂使用量较少、样品体积小、萃取率高等优点，并且能够实现自动化控制，极大地提高分析效率及检测结果的准确性。在不断的实践中，固相微萃取法已经成为应用率较高的样品前处理方法，不仅在助燃剂提取中被广泛应用，在环境学、药学等其他领域也得到了快速发展。

查阅相关资料可知，张成功等人在助燃剂研究中通过分析实验装置、萃取时间及温度等参数，进一步确定了不同助燃剂对检测结果灵敏度的影响，例如应用汽油、柴油等不同助燃剂检测的结果就不同[1]。王伟等人应用固相微萃取法从火灾现场尸体的血液中提取出痕量的助燃剂，成功帮助法医更加准确地判断遇难者的死亡原因[2]。

(三)薄层色谱法

薄层色谱法是将火灾现场残留物进行预处理后得到液体样品，采用定性分析法对原组分及烧后组分进行分析，进而鉴定出发生火灾的具体原因。此方法具有操作过程简单、检验效率高、检测结果灵敏度高等优点。在实际应用过程中，为了更好地区分汽油、柴油等燃烧的遗留物，可以利用特定的实验试剂对实验样品进行物质着色，进而提高检测结果的准确性。

(四)自动热脱附法

相较于其他提取方法，自动热脱附法可以利用自动热脱附系统使火场提取物样品自动完成挥发性有机物的富集、解吸等过程，再利用GC-MS系统对其解吸结果物质进行分析。利用自动热脱附法分析的样品具有吸附灵敏度高的特点，并且此种方法可以保证检材对应一致，从而避免交叉污染问题发生，操作过程简单，可实现样盘自动运行。刁中文等人进行了一项实验，即在塑料袋中放置检材及Tenax-TA吸附管，并将其封口放置于室温中，吸附2天后再置于ATD系统中进行脱附，最后利用GC-MS系统分析其结果。实验结果表明，此种方法能够帮助消防员更加准确地判断火灾发生的原因[3]。邢若葵等人利用SPME没有在火场残留物中检测出汽油成分[4]，但应用自动热脱附法进行前处理后，成功检测出汽油成分。值得注意的是，当分析C原子数>25的烃类时，不能用此方法。

(五) 微波萃取法

微波萃取法是指利用微波能溶出火场残留物样品中的待测组鉴定方法，此方法主要应用于提取固体及半固体试样的有机物分析。微波萃取法具有萃取效率高、重现性好等优点。刘婷林等人在使用MAE提取火场残留物后，再利用紫外分光光度分析仪，采用超声波萃取、搅拌萃取以及微波萃取提取方法，比较样品溶出率。实验结果显示，微波萃取法的样品溶出率最高，效果最好。因此，微波萃取法以其操作便捷、实验高效、节能等优点被广泛应用于化学实验分析领域。

(六)吸附/解析技术

针对提取汽油残留物，常应用吸附/解析技术。此技术主要采用加热和负压抽取的方法，把火场残留物中的汽油残留物组分吸附富集于吸附管中，并利用加热的方式解析吸附管中富集出的汽油残留物，将其置于检测器中进行检测。李文海等人采用吸附/解析技术对火灾残留物中的助燃剂进行了富集、浓缩，极大地提高了残留物的检测效率。江勇等人发现，利用吸附管动态吸附火场残留物样品中的可挥发有机物后，再采用热脱附法将挥发有机物送至气相色谱中进一步检测，不仅可以检测出火场残留物中的汽油等轻组分碳氢化合物，还能检测出柴油、煤油等重组分碳氢化合物。分析和鉴定火场残留物易受热解产物干扰，造成鉴定图像混乱的问题，而应用吸附/解吸技术则可以有效地避免此类问题发生，极大地提高鉴定结果的可信度。

(七)化学衍生化法

化学衍生化法指的是应用化学原理将火场残留物中的化合物转化成类似化学结构的物质。此方法主要应用酯化、硅烷化、烷基化等化学衍生化法改变化合物的特性，从而更好地适用于不同的分析过程，但是，实际操作过程会受自然及客观环境等因素影响，导致某些官能团出现氧化或还原等现象，造成检测鉴定结果出现误差。虽然现阶段醇的衍生化法受客观条件制约，还未广泛应用于鉴定火灾现场残留物的鉴定中，但依然可以借鉴醇的衍生化法在其他领域应用的操作原理，不断完善火灾现场助燃剂鉴定方法。

(八)溶剂萃取法

当火灾现场出现燃烧时间较长、助燃剂残留物燃烧充分且浓度较低等情况时，需要应用溶剂萃取法来提取火场助燃剂残留物。该方法主要应用相似相溶原理。相似相溶指的是溶质在互不相溶的液体中，其溶解度也不同，因此溶剂萃取法主要应用于分离及提纯液态混合物。应用溶剂萃取法可以萃取较低挥发性物质及水溶性物质，并且具有操作过程简便、所需实验仪器简单、萃取选择性高、分离及提纯效果好等优点。溶剂萃取法在20世纪便得到快速发展。但是，在实际操作过程中，提取助燃剂残留物时容易将其他干扰物提取出来，导致检验结果存在一定误差。受此条件制约，溶剂萃取法不适用于提取轻组分的碳氧化合物。另外，利用溶剂萃取法时，在萃取的过程中会使残留物样品存留在溶剂中，影响后续仪器分析的准确性。因此，该方法存在破坏残留物样品的缺点，当上述助燃剂残留物提取法无法鉴定分析火灾原因时可应用此法。

二、结语

本文主要探讨了8种化学分析物质的提取方法，并详细阐述了各种提取方法针对不同助燃剂、不同燃烧阶段的具体应用途径。在火灾现场勘察过程中，合理地选择提取方法、有效地提取检材，能够快速、准确地分析助燃剂的种类，为认定火灾事故原因、打击犯罪提供重要依据。随着化学分析技术不断发展，火灾现场助燃剂的提取方法也将不断完善，进而有效提升火灾事故原因鉴定的准确性。