Исследование зольного остатка методом флуоресцентной спектроскопии при отработке версии о поджоге

БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

УДК 343.98.062

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОЛЬНОГО ОСТАТКА МЕТОДОМ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ПРИ ОТРАБОТКЕ ВЕРСИИ О ПОДЖОГЕ

М.В. Гапоненко, Л.В. Долгушина, А.А. Мельник

В статье приводятся результаты исследований зольного остатка методом флуоресцентной спектроскопии, а именно: проанализировано влияние на спектры флуоресценции зольного остатка различных напольных покрытий, используемых при отделке жилых квартир, горючих материалов, горевших на поверхностях образцов, с применением инициатора горения. При исследовании установлено, что метод флуоресцентной спектроскопии, в условиях наличия на поверхности образца фрагментов пенополиуретана, не позволяет точно определить следы интенсификатора горения (керосина) по причине наложения на его спектр спектров различных веществ, входящих в состав используемого горючего материала.

Ключевые слова: флуоресценция, флуоресцентная спектроскопия, акселеранты, инициаторы поджога, горючие материалы, зольный остаток.

На сегодняшний день существует достаточно широкий перечень методов исследования, применяемых в пожарно-технической экспертизе для анализа вещественных доказательств различной природы. В делах о пожарах, где есть вероятность возникновения горения в результате его искусственного инициирования с применением интенсификаторов горения, в качестве объекта-носителя может выступать зольный остаток.

Определить наличие следов акселерантов на месте пожара позволяют органолептические и полевые методы исследования [1,3,4], после чего производится отбор проб и их диагностика на базе Испытательной пожарной лаборатории (ИПЛ).

Флуоресцентная спектроскопия является одним из эффективных методов анализа зольного остатка и позволяет обнаружить следы выгоревших легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

В [2] мы уже рассматривали сущность данного метода анализа и его достоинства. Также в [2] нами были приведены результаты исследования зольных остатков некоторых видов напольных покрытий, подверженных термическому

воздействию без использования инициаторов горения и с применением осветительного керосина и одеколона «Шипр».

Далее мы решили посмотреть, как влияет наличие горючих материалов, имитирующих вещную обстановку квартиры, на состав зольного

остатка, отобранного с полученных образцов.

В работе также использовался спектрофлуориметр «Флуорат-02-Панорама»

(рабочий диапазон длин волн 270 - 440 нм).

Объектами пожара были выбраны модели пола из деревянного настила, деревянного настила, покрытого ламинированной доской, а также деревянного настила пола, покрытого резиновым линолеумом. В каждую модель были добавлены горючие материалы, имитирующие элементы мягкой мебели (диван). В качестве интенсификатора горения - осветительный керосин марки ТС-1, изготовитель -ОАО «Омский НПЗ», г. Омск.

Согласно требованиям для проведения флуоресцентного исследования полученных зольных остатков в работе использовался растворитель н-гексан «особо чистый» (ОСЧ), выпускаемый НПК «Криохром» в г. Санкт-Петербурге.

В работе [2] были получены спектры флуоресценции образцов зольного остатка моделей полов, подвергшихся термическому воздействию с применением осветительного керосина. На спектрах (рис. 1) видно, что в областях: для (а) 270-290 нм, для (б) 270-300 нм и для (в) 300-340 нм имеются полосы, характерные для моноароматических углеводородов. Кроме того, важно отметить, что в спектре флуоресценции рис. 1в наблюдается батохромный сдвиг полосы данной полосы.

Рис. 1. Спектры флуоресценции зольного остатка образцов пола из: а) деревянного настила; б) резинового ленолеума; в) ламинированной доски, подвергшихся термическому воздействию с применением инициатора горения

Рис. 2. Спектр флуоресценции не горевшего осветительного керосина марки ТС-1, изготовитель ОАО «Омский НПЗ», г. Омск

Спектр флуоресценции исходного не горевшего керосина представлен на рис. 2, из которого видно, что керосин имеет полосу флуоресценции в области 280-300 нм, которая характерна для моноароматических углеводородов, и, в области 315-345 нм, полосу, характерную для бициклических ароматических углеводородов, таким образом, осветительный керосин относится к

имеет два области

в

и максимум в ароматических

светлым нефтепродуктам, т.к. интенсивных максимума

моноароматических углеводородов области бициклических

углеводородов [2].

В ходе исследования нами были получены спектры флуоресценции зольных остатков образцов видов пола с горевшими на поверхности горючими материалами, такими как пенополиуретан и ткань, имитирующими конструкцию дивана (рис. 3). При получении данных проб интенсификатор горения не применялся.

На полученном спектре зольного остатка соснового настила и пенополиуретана (рис. 3а) область флуоресценции в диапазоне длин волн 340370 нм предполагает нахождение в исследуемом образце поликолов и полиизоанатов (продуктов нефтяной природы), являющихся производными пенополиуретана.

Спектр линолеума (рис. 3б) отражает зону флуоресценции в диапазоне 340-370 нм, что предполагает нахождение в пробе продолжительно продуктов тяжелых фракций нефти, входящих в состав подложки линолеума, а также производных пенополиуретана.

На спектре зольного остатка выгоревших ламинированной доски и горючих материалов (рис. 3в) зона флуоресценции находится в диапазоне 320360 нм, что также предполагает нахождение производных пенополиуретана.

Рис. 3. Спектры флуоресценции зольного остатка

образцов пола из: а) деревянного настила; б) резинового ленолеума; в) ламинированной доски, подвергшихся термическому воздействию без использования инициатора горения

Далее нами были получены спектры флуоресценции зольных остатков образцов, подверженных термическому воздействию с применением инициатора горения (рис.4).

На спектре зольного остатка рис. 4а видно, что область наибольшей флуоресценции находится в диапазоне длины волны 330 -370 нм, что скорей всего предполагает нахождение в исследуемом образце поликолов и полиизоанатов (продуктов нефтяной природы), которые являются производными пенополиуретана, тогда как полоса, характерная для моноароматических

углеводородов, не определяется.

На рис. 4б наблюдается несколько зон флуоресценции: первая зона в диапазоне волн от 300 до 330 нм, вторая зона - от 340 до 370 нм -может свидетельствовать о наличии в пробе смесевых растворителей. Третья зона флуоресценции наблюдается в диапазоне от 390 до 410 нм, что скорей всего предполагает нахождение в исследуемом образце продолжительно поликолов и полиизоанатов (продуктов нефтяной природы),

являющихся производными пенополиуретана. Следы моноароматических углеводородов также не определяются.

В спектре рис. 4в также наблюдается несколько зон флуоресценции: 300-330 нм, 340-370 нм, 370-390 нм. Вторая область, так же как и в случае с образцом ламинированной доски, может свидетельствовать о наличии в пробе смесевых растворителей, а третья предполагает нахождение в исследуемом образце продолжительно тяжелых фракций нефти, входящих в состав подложки линолеума или нахождение в исследуемом образце поликолов и полиизоанатов (продуктов нефтяной природы), являющихся производными

пенополиуретана.

280 300 320 340 360 380 400 420 440

O.Ol  .............—_—_

230 300 320 310 360 330 100 120 МО

Рис. 4. Спектры флуоресценции зольного остатка

образцов пола из: а) деревянного настила; б) резинового ленолеума; в) ламинированной доски, с горевшими на поверхности образца горючими материалами (пенополиуретан и ткань), имитирующими конструкцию дивана, подвергшихся

термическому воздействию с применением инициатора горения

Таким образом, проведя анализы экстрактов зольного остатка полученного после горения образцов пола с имитирующими вещную обстановку квартиры горючими материалами в виде пенополиуретана и ткани с применением инициатора горения методом флуоресцентной спектроскопии, можно сказать, что полученные спектры флуоресценции экстрактов зольного остатка отличаются от спектров зольных остатков, отобранных после горения образцов пола.

Библиография

1. Шарапов С.В., Захматов В.Д., Калач А.В. и др. Экспертное исследование и ликвидация последствий пожаров нефтепродуктов. Монография // СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2017. - 166 с.

2. Галишев М.А., Бельшина Ю.Н., Дементьев Ф.А. и др. Пожарно-техническая экспертиза: учебное пособие / под общей ред. О.М. Латышева. -СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2013. - 108 с.

3. Гапоненко М.В. Использование метода флуоресцентной спектроскопии при анализе зольного остатка в целях пожарно-технической экспертизы / М.В. Гапоненко, Р.Ф. Ворошилов, Л.В. Долгушина // Сибирский пожарно-спасательный вестник. - 2018. -№1. - C. 17-22. - Режим доступа: http://vestnik. sibpsa. ru/wp-

content/uploads/2018/v8/N8_17-22.pdf, свободный. -Загл. с экрана. — Яз. рус., англ.

4. Чешко И.Д. Техническое обеспечение расследования поджогов, совершенных с применением инициаторов горения: учебно-методическое пособие / И.Д. Чешко. - М.: ВНИИПО, 2002. - 130 с.

5. Чешко И.Д., Плотников В.Г. Анализ экспертных версий возникновения пожара: в 2-х книгах. Кн. 2. - Санкт-Петербург: СПбФ ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2012. - 364 с.

По результатам проведенного исследования можно констатировать, что в анализируемых образцах обнаружены продукты нефтяной природы, свойственные для производных пенополиуретана, а определение области, характерной для моноароматических углеводородов, затрудняется по причине наложения на спектр моноароматических углеводородов спектров различных смесевых растворителей и тяжелых фракций продуктов нефтепереработки.

References

1. SHarapov S.V., Zahmatov V.D., Kalach A.V. i dr. EHkspertnoe issledovanie i likvidaciya posledstvij pozharov nefteproduktov. Monografiya // SPb.: Sankt-Peterburgskij universitet GPS MCHS Rossii, 2017. -166 s.

2. Galishev M.A., Bel'shina YU.N., Dement'ev F.A. i dr. Pozharno-tekhnicheskaya ehkspertiza: uchebnoe posobie / pod obshchej red. O.M. Latysheva. - SPb.: Sankt-Peterburgskij universitet GPS MCHS Rossii, 2013. - 108 s.

3. Gaponenko M.V. Ispol'zovanie metoda fluorescentnoj spektroskopii pri analize zol'nogo ostatka v celyah pozharno-tekhnicheskoj ehkspertizy / M.V. Gaponenko, R.F. Voroshilov, L.V. Dolgushina // Sibirskij pozharno-spasatel'nyj vestnik. - 2018. - №1. -C. 17 - 22. - Rezhim dostupa: http://vestnik.sibpsa.ru/wp-

content/uploads/2018/v8/N8_17-22.pdf, svobodnyj. -Zagl. s ehkrana. — YAz. rus., angl.

4. CHeshko I.D. Tekhnicheskoe obespechenie rassledovaniya podzhogov, sovershennyh s primeneniem iniciatorov goreniya: uchebno-metodicheskoe posobie / I.D. CHeshko. -M.: VNIIPO, 2002. - 130 s.

5. CHeshko I.D., Plotnikov V.G. Analiz ehkspertnyh versij vozniknoveniya pozhara: v 2-h knigah. Kn. 2. -Sankt-Peterburg: SPbF FGBU VNIIPO MCHS Rossii, 2012. - 364 s.

INVESTIGATION OF THE ASH RESIDUE USING THE FLUORESCENCE SPECTROSCOPY METHOD IN THE DEVELOPMENT OF THE VERSION ON ARSON

The results of investigations of the ash residue by the method offluorescence spectroscopy are presented in the article, namely, the influence of various floor coverings used in the finishing of residential apartments, combustible materials burned on the surfaces of samples, on the fluorescence spectra of the ash residue with the combustion initiator is analyzed. It was established that the method of fluorescence spectroscopy, in the presence of fragments of polyurethane foam on the surface of the sample, does not make it possible to accurately determine the traces of the combustion intensifier (kerosene) due to the superposition on its spectrum of spectra of various substances that make up the combustible material used.

Key words: fluorescence, fluorescence spectroscopy, accelerants, initiators of arson, combustible materials, ash residue.

Гапоненко Мария Викторовна,

ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Россия, г. Железногорск, + 79831690469,

e-mail: mariiagaponenko@gmail.com, Gaponenko M. V.,

FSBEE НЕ Siberian Fire and Rescue Academy EMERCOM of Russia, Russia, Zheleznogorsk.

Долгушина Любовь Викторовна,

кандидат химических наук, доцент,

ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Россия, г. Железногорск, + 79135077937;

e-mail: ldolgushina@gmail. com Dolgushina L. V.,

candidate of chemical sciences, associate professor,

FSBEE НЕ Siberian Fire and Rescue Academy EMERCOM of Russia,

Russia, Zheleznogorsk.

Мельник Антон Анатольевич,

кандидат технических наук, доцент,

заместитель начальника по научной работе - начальник научно-технического центра, ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Россия, г. Железногорск, + 79339993301; e-mail: melnik@sibpsa.ru,

Melnik A.A.,

candidate of technical sciences, associate professor, deputy head of scientific work - head of the scientific and technical center, FSBEE НЕ Siberian Fire and Rescue Academy EMERCOM of Russia, Russia, Zheleznogorsk.

© Гапоненко М.В., Долгушина Л.В., Мельник А.А., 2018