Деятельность по производству экспертизы материалов, веществ и изделий (СЭМВИ) из них развивалась в рамках класса криминалистических экспертиз, включая в себя разные виды.
В процессе развития их место в судебной экспертизе переросло рамки вида, и в настоящее время СЭМВИ представляет собой самостоятельный класс судебных экспертиз, объединяющий ряд значимых родов и видов экспертных исследований.
Предмет экспертизы
Предмет СЭМВИ составляет установление фактических данных (фактов, обстоятельств) на основе специальных знаний в области СЭМВИ.
Объекты экспертизы
Объектами СЭМВИ в общем случае являются материальные носители криминалистически значимой информации: массы (объемы) материалов, веществ, предметы (простые и состоящие из совокупности узлов, деталей), комплекты предметов, субстанциональные и морфологические свойства которых позволяют решать задачи экспертизы данного класса.
Изделия являются объектами многих других родов судебных экспертиз, однако в рамках данного класса они изучаются с точки зрения их состава и структуры.
Классификация объектов СЭМВИ проводится по следующим основаниям:
1. физической слитности (пространственной разделенности) — простые, составные, сложные,
2. агрегатному состоянию — твердые, жидкие, газообразные,
3. количеству материальной субстанции — мегаобъект, макрообъект, микрообъект.
Деление на роды экспертиз произошло по объектам исследования. Среди них экспертизы:
1. лакокрасочных материалов и покрытий,
2. нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов (ГСМ),
3. волокон, волокнистых материалов и изделий из них,
4. стекла, керамики (фарфора, фаянса) и изделий из них,
5. металлов, сплавов и изделий из них,
6. полимерных материалов (пластмасс, резин) и изделий из них,
7. наркотических средств, психотропных веществ, их аналогов и прекурсоров, лекарственных средств, сильнодействующих и ядовитых веществ,
8. спиртосодержащих жидкостей,
9. парфюмерно-косметических изделий.
Очевидно, что представленные роды не охватывают весь круг возможных объектов данного класса экспертиз, и их перечень будет пополняться по мере потребностей экспертной и следственной практики.
Например, в последнее время частым объектом экспертного исследования являются «химические ловушки» и «криминалистические идентификаторы» — специальные вещества, используемые на практике для раскрытия дел о хищениях и взятках.
Следует отметить, что ряд объектов экспертиз других классов и родов, являющихся материалами и веществами (материалы письма, взрывчатые вещества, почва и др.), можно рассматривать и как объекты СЭМВИ, поскольку именно исследование субстанциональных свойств этих объектов является определяющим при решении задач экспертизы, а для их исследования используются методы СЭМВИ.
Экспертное исследование объектов СЭМВИ направлено на решение идентификационных и диагностических задач
Идентификационные задачи
Идентификационные задачи в СЭМВИ — это задачи установления индивидуально-конкретного тождества или приближения к нему на уровне рода или группы. Наиболее типичным видом таких задач в СЭМВИ является идентификация целого по части (частям).
Идентификационные задачи облекаются в форму вопросов о конкретном объекте, принадлежности сравниваемых объектов к одному роду, виду, группе, общности источника происхождения разных объектов, о принадлежности единому целому, единой массе, изготовлении разных объектов одним лицом.
Установление индивидуального тождества для объектов СЭМВИ возможно, как правило, только при комплексном (трасологическом и материаловедческом) исследовании.
Результатом идентификационных исследований объектов СЭМВИ является чаще всего установление общей родовой (групповой) принадлежности сравниваемых объектов.
Установление индивидуально-конкретного тождества объектов возможно для материалов и изделий кустарного производства, конкретный объем которых определен. Такие объекты в отличие от изделий массового производства имеют индивидуализирующие признаки, позволяющие устанавливать тождество с отделившейся от них частью.
Диагностические задачи
Диагностические задачи СЭМВИ — это задачи по обнаружению на предмете-носителе микрообъектов определенной природы, установлению свойств и состояний объекта, существенных для выявления фактических обстоятельств расследуемого события (места, времени и способа изготовления объекта), по установлению наличия определенных свойств материалов, веществ и изделий и способности проявления их в конкретных условиях, а также причин и времени их изменения.
Типичными для СЭМВИ являются классификационно-диагностические задачи по установлению принадлежности объекта к определенному множеству (классу, роду, виду, группе), принятому в той или иной области науки, техники, отрасли промышленного производства, товаро и материаловедении, а также общепринятому в быту и используемому в теории и практике СЭМВИ (например, отнесение жидкости к классу спиртосодержащих и др.).
Решение идентификационных задач проводится путем сравнительного исследования совокупности выявленных в процессе диагностики признаков объектов экспертизы. В основе диагностического исследования лежит сравнение по аналогии.
Специфичным для диагностических исследований является и то, что оно может проводиться и без сравнительного материала в виде свободных и экспериментальных образцов, относящихся к проверяемому объекту. Сравнение в этом случае осуществляется с эталонами и моделями.
Идентификационные и диагностические исследования материалов, веществ и изделий производятся также с целью решения экспертной задачи установления факта контактного взаимодействия, т.е. соприкосновения индивидуально определенных объектов по следам их взаимодействия. Решение этой задачи реализуется в большинстве случаев в рамках комплексной экспертизы.
Перед экспертом задача ставится в форме постановления следователя или определения суда. Нередко при назначении экспертизы формулируются неопределенные или неточные вопросы о сходстве или одинаковости объекта. Исследуемые объекты могут быть сходными по ряду признаков, однако не тождественны. Вывод о сходстве объектов не имеет значения в расследовании и доказывании.
Методы исследования
Специфика объектов СЭМВИ, прежде всего информативность их состава и внутренней структуры, определяет совокупность методов исследования.
Методы СЭМВИ, используемые в экспертизах всех родов данного класса, — это (помимо всеобщего и общих методов) частные (инструментальные) методы исследования: микроскопические, спектроскопические, хроматографические и рентгеновские методы анализа материалов и веществ.
Эффективность используемого для решения экспертной задачи метода определяется, прежде всего, возможностью с наименьшими, трудовыми и материальными, затратами решить с помощью этого метода экспертную задачу.
Кроме того, при выборе метода исследования учитывается сохранность вещественного доказательства, время проведения исследования, количество материала, необходимого для исследования. Поскольку исследование объектов СЭМВИ проводится, как правило, совокупностью методов, важным является определение последовательности проведения исследований.
В первую очередь используются методы неразрушающего действия, которые позволяют выявить информацию, связанную с внешним воздействием окружающей среды, и собственную морфологию объектов (микроскопические методы, методы отражательной спектроскопии, люминесцентный анализ и др.).
Затем используют неразрушающие аналитические методы исследования внутренней структуры и состава (молекулярный спектральный анализ, рентгеновские методы структурного и спектрального анализа). В последнюю очередь используют методы, разрушающие объект (элементный спектральный анализ — эмиссионный и атомно-адсорбционный, хроматографические методы — газожидкостной (ГЖХ) и тонкослойной (ТСХ) хроматографии).
Микроскопические методы
Микроскопические методы универсальны и используются для исследования различных микрообъектов для выявления морфологических особенностей.
Оптическая (световая) микроскопия в отраженном, проходящем и поляризованном свете широко используется при исследовании объектов СЭМВИ.
Так, при исследовании лакокрасочных материалов и покрытий установление слоев в покрытии, их последовательности и толщины, наличия включений, загрязнений, взаимного проникновения слоев, образования различного рода воздушных пор, пузырей, раковин и других дефектов технологического характера позволяет в некоторых случаях по результатам микроскопического исследования решать вопрос о тождестве объектов.
Исследование волокнистых материалов микроскопическими методами проводится для определения природы, цвета, характера поверхности волокон, выявления посторонних микроналожений волокон.
Эти исследования позволяют решать задачи определения родовой принадлежности окрашенных текстильных волокон, а при исследовании тонких срезов химических и природных волокон — установления их родовой (групповой) принадлежности.
Люминесцентная микроскопия используется для наблюдения люминесценции некоторых веществ в видимой области спектра при ее возбуждении ультрафиолетовым излучением.
Используется для обнаружения следов ГСМ и нефтепродуктов на предметах-носителях при исследовании стекол, химических ловушек и идентификационных меток и любых люминесцирующих микрочастиц.
Электронная микроскопия — метод изучения структуры поверхности микрообъектов с помощью потока электронов, позволяющий исследовать объекты при увеличении порядка 2 x 105 и обладающий высокой разрешающей способностью. В экспертной практике используются метод просвечивающей электронной микроскопии и метод растровой электронной микроскопии.
Просвечивающая электронная микроскопия позволяет выявлять внутреннюю структуру и морфологию поверхности различных объектов. На предварительном этапе исследования готовятся ультратонкие срезы или реплики (отпечатки поверхностей на пленках).
При исследовании волокон метод используется для выявления особенности их поверхности и внутренней структуры, красителей неорганической природы (установления формы, размеров частиц красителя и характера их распределения), наличия различных отделочных материалов, эксплуатационных признаков — с целью установления общей родовой (групповой) принадлежности.
Метод позволяет также выявлять особенности технологии изготовления (термической обработки) ряда изделий из стекла.
Растровая электронная микроскопия основана на сканировании объекта исследования тонким электронным пучком (зондом) диаметром до 50 А. Благодаря высокой разрешающей способности позволяет получать ценную информацию о морфологических особенностях поверхности твердых объектов без их предварительной подготовки.
Используется для установления общей родовой (групповой) принадлежности волокон (по выявлению особенностей морфологии их поверхности, наличию частиц отделочных препаратов, следов механического, температурного и эксплуатационного воздействия) и лакокрасочных покрытий (по изучению морфологии верхней и нижней поверхностей для выявления технологических и эксплуатационных признаков), а также для выявления микротрасологических признаков при исследовании частиц из металлов и сплавов.
Методы спектроскопии
Методы спектроскопии используют для установления элементного и молекулярного состава и структуры вещества.
Атомный эмиссионный спектральный анализ (ЭСА) имеет несколько видов, используемых при производстве экспертиз: ЭСА в дуге и искре переменного тока, в дуге и искре постоянного тока, лазерный микроспектральный анализ, с использованием горячего полого катода.
Методы ЭСА применяются в целях установления:
1. вида (черный, цветной, драгоценный) и рода (соответствие марке черного, цветного металла и сплава) металла; общей групповой принадлежности сравниваемых объектов — по одинаковому качественному элементному составу и количественному содержанию элементов компонентного состава, легирующих элементов и примесей,
2. природы объектов неорганического происхождения, минеральной составляющей стекла, керамики, лакокрасочных материалов (ЛКМ) и покрытий (ЛКП), ГСМ и нефтепродуктов, строительных материалов,
3. конкретной родовой (например, отнесение осколков стекла к фарному или оконному), а в ряде случаев и общей групповой принадлежности сравниваемых объектов либо источника происхождения (например, конопля по месту произрастания),
4. факта контактного взаимодействия объектов судебной экспертизы с драгоценными металлами.
Наиболее перспективен для исследования материалов и веществ лазерный микроспектральный анализ, минимально повреждающий объект, при использовании которого не требуется подготовки проб, а для анализа необходимы предельно малые размеры (до 20 мкм) и количества (до 1 мкг) объекта.
Метод используется для анализа состава микровключений в различного рода объектах, а также для послойного анализа (без разделения слоев) многослойных ЛКП.
Атомно-адсорбционная спектроскопия — метод, основанный на исследовании спектров поглощения атомами элементов.
Применяется для установления качественного и количественного элементного состава вещества. В СЭМВИ применяется для исследования ЛКП, металлов, ГСМ, спиртосодержащих жидкостей, стекла и других объектов.
Цели СЭМВИ:
- дифференциации, установления источника происхождения и факта фальсификации жидких объектов (ГСМ и нефтепродукты, вода, соки, спиртосодержащие жидкости) по их микроэлементному составу;
- установления вида (цветной, черный, драгоценный), рода (соответствие марке черного, цветного металла и сплава) металла (после растворения),
- установления общей групповой принадлежности, источника происхождения и факта контактного взаимодействия (например, драгоценных металлов с чашками весов) твердых объектов (после растворения),
- установления общей групповой принадлежности сравниваемых микроволокон прямым анализом наличия хрома, меди, никеля и кобальта в содержащих металл красителях.
Хроматографические методы применяются для анализа газообразных, жидких и твердых (чаще всего органических) веществ различных классов с молекулярной массой до 106.
Использование хроматографических методов позволяет разделять многокомпонентную смесь, идентифицировать компоненты и определять ее количественный состав. По агрегатному состоянию подвижной фазы хроматографию делят на газовую, жидкостную, а по технике выполнения — на колоночную, капиллярную и плоскостную (бумажную, тонкослойную).
Газовая хроматография (ГХ) — один из наиболее развитых и распространенных методов качественного и количественного анализа сложных органических веществ. Различают следующие методы газовой хроматографии: газожидкостную и газоадсорбционную.
Подвижной фазой в обоих методах служит газ, а в качестве неподвижной фазы в первом методе используется жидкость, нанесенная на специальный инертный носитель, во втором — активное твердое тело.
Газожидкостная хроматография (ГЖХ) с использованием насыпных и капиллярных колонок — наиболее распространенный в судебной экспертизе хроматографический метод. Он используется при исследовании многих объектов СЭМВИ (ГСМ и нефтепродуктов, спиртосодержащих жидкостей, наркотических веществ и др.) как для качественной идентификации составляющих их компонентов, так и для определения их количественного содержания.
Метод ГЖХ используется при решении следующих задач:
1. обнаружение следов и установление родовой принадлежности (вида, марки) нефтепродуктов по углеводородному составу нефтепродуктов на основе легких фракций нефти (бензины) и среднедистиллятных фракций нефти,
2. установление марки бензинов по составу ароматических углеводородов нефтепродуктов, полученных на основе легких фракций (бензинов),
3. установление родовой (групповой) принадлежности спиртосодержащих жидкостей по определению наличия и концентрации этилового спирта, содержания высших спиртов и органических кислот,
4. обнаружение следов технических жидкостей и растворителей, установление родовой (вид, название) и групповой принадлежности исследуемых жидкостей,
5. установление природы, общей родовой, групповой принадлежности, единого источника происхождения, технологии изготовления наркотических веществ кустарного производства: по составу каннабиноидов — для наркотических веществ из конопли, по составу алкалоидов опия — для наркотических веществ из мака снотворного, по активным органическим компонентам – героина,
6. установление природы лекарственных средств по содержанию активных компонентов.
Газоадсорбционная хроматография на неорганических (цеолиты, сажи) и органических (полимерные сорбенты: порапаки, хромосорбы, полисорбы и др.) сорбентах используется в СЭМВИ для установления:
1. марки измененных легкой фракции дистиллятов нефти по определению алкилбензолов,
2. родовой и групповой принадлежности, технологии изготовления спиртов и спиртосодержащих жидкостей по их качественному и количественному содержанию,
3. компонентного состава неорганических газовых смесей.
В связи со специфичностью ввода образцов в хроматографическую колонку выделяют метод пиролитической газовой хроматографии, в основе которого лежит разложение исходного вещества органической природы (полимеры, резины, ЛКП, красители, волокна, фармацевтические препараты и др.) с последующим газохроматографическим анализом продуктов разложения.
Используется для обнаружения объектов СЭМВИ органической природы, присутствующих в следовых количествах, и установления общей родовой и групповой принадлежности (в совокупности с другими методами).
Жидкостная хроматография (ЖХ) — метод разделения и анализа сложных смесей веществ. Здесь подвижной фазой служит жидкость, и метод применим для более широкого круга веществ, чем ГХ, поскольку большинство веществ не обладает летучестью, многие из них неустойчивы при высоких температурах и разлагаются при переведении в газообразное состояние.
В классической ЖХ в стеклянную колонку длиной 1-2 м, заполненную сорбентом (размер частиц более 100 мкм), вводят анализируемую пробу и пропускают элюент. Скорость прохождения элюента под действием силы тяжести мала, и продолжительность анализа поэтому значительна. Классический вариант до сих пор используют в лабораторной практике, поскольку он не требует специального дорогостоящего оборудования.
В последнее время основное значение приобрел метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием поверхностно- и объемно-пористых сорбентов с размером частиц 5-10 мкм, нагнетательных насосов и высокочувствительных детекторов, обладающих высокой эффективностью и скоростью разделения и анализа.
Его использование позволяет без разрушения выделять и анализировать объекты из сложных смесей. В настоящее время этот метод используется главным образом при исследовании наркотиков и лекарственных средств, слезоточивых веществ газовых баллончиков.
При исследовании ГСМ и нефтепродуктов метод ВЭЖХ позволяет устанавливать групповой химический состав нефтепродуктов (соотношение углеводородов разных классов: парафиновых, нафтеновых и ароматических) и индивидуального состава каждой фракции углеводородов, что в ряде случаев помогает установить групповую принадлежность нефтепродуктов (конкретную марку).
Вариантом распределительной жидкостной хроматографии является плоскостная хроматография, в которой в качестве сорбента используют или бумагу, или тонкий слой (0,1-0,5 мм) сорбента — порошкообразного материала (окиси алюминия, целлюлозы, ионообменных смол, силикагеля и др.).
Метод хроматографии в тонком слое (ТСХ) отличается простотой методики и используемой аппаратуры, экспрессностью анализа. Используется в целях предварительного разделения с последующим применением инструментальных методов для идентификации разделенных компонентов и как самостоятельный метод анализа органических веществ.
ТСХ широко применяется в СЭМВИ для анализа красителей волокон, ГСМ и нефтепродуктов, различных красителей, криминалистических идентификационных препаратов, наркотических, сильнодействующих и ядовитых веществ в целях установления структурно-группового состава объектов при решении следующих задач:
1. обнаружение и установление родовой принадлежности ГСМ и нефтепродуктов,
2. установление родовой принадлежности ЛKM и ЛКП по составу органических пигментов, входящих в их состав,
3. определение общей родовой, а в отдельных случаях и групповой принадлежности окрашенных волокнистых материалов и установление характера крашения (индивидуальное, смесевое) по составу красителей,
4. обнаружение и установление общей родовой (групповой) принадлежности наркотических, сильнодействующих и ядовитых веществ путем определения наличия и полуколичественной оценки содержания активных органических компонентов наркотических веществ, получаемых из конопли, мака снотворного, синтетических наркотических веществ кустарного производства, лекарственных средств,
5. установление родовой принадлежности (марки) и групповой принадлежности (отнесение к определенной партии) при наличии специфических примесей таких объектов, как типографские и штемпельные краски и чернила.
Молекулярный спектральный анализ в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра нашел широкое применение в СЭМВИ. Данный анализ используется для качественного и количественного анализа органических и неорганических соединений при установлении родовой, групповой принадлежности объектов (как непосредственно по спектрам поглощения, так и в растворе по специфическим реакциям на определенные группы, а в твердом состоянии — по спектрам отражения).
Недеструктивный характер, экспрессность и высокая чувствительность позволяют использовать его на первом этапе исследования малых количеств объектов СЭМВИ.
В экспертизе ГСМ и нефтепродуктов по ультрафиолетовым спектрам дифференцируют смазочные масла, моторное топливо (установление вида марки топлива).
Метод молекулярной спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях спектра используется для сравнительного исследования окрашенных стекол, красителей волокон, вин, химических ловушек и идентификационных меток, губных помад, наркотиков кустарного производства, табака (экстракты алкалоидов) и др.
Молекулярный спектральный анализ в инфракрасной области используется при исследовании объектов СЭМВИ для определения:
1. вида химических волокон,
2. типа связующего компонента и дифференциации ЛКП по относительному количественному содержанию компонентов (связующего, пигмента, наполнителя),
3. примесей и типа присадок для дифференциации нефтепродуктов и ГСМ,
4. вида растительных масел,
5. вида полимерных материалов,
6. содержания диацетилморфина для установления принадлежности исследуемого вещества к наркотикам (героину) и дифференциации образцов героина по количественному содержанию диацетилморфина,
7. структуры веществ, используемых в качестве химических ловушек и идентификационных меток.
Люминесцентный спектральный анализ — это высокочувствительный метод, посредством которого исследуются практически все объекты СЭМВИ с целью установления:
1. родовой и групповой принадлежности ГСМ,
2. групповой принадлежности пигментов ЛКП,
3. групповой принадлежности волокон и их красителей,
4. групповой принадлежности химических ловушек и идентификационных меток,
5. исследования лекарственных средств.
Масс-спектральный анализ
Нашел широкое применение при исследовании индивидуальных соединений, количественном анализе простых смесей, исследовании примесей веществ в металлах и сплавах. Масс-спектрометрию можно применять для анализа всех веществ, которые переводятся в парообразное состояние.
Используется для обнаружения и определения:
1. общей родовой (групповой) принадлежности наркотических веществ кустарного изготовления из растения конопли (по содержанию основных органических компонентов — каннабиноидов) и из растений снотворного мака (по содержанию основных алкалоидов опия) наркотических лекарственных средств,
2. природы и общей родовой (групповой) принадлежности синтетического наркотического вещества — героина (по определению диацетилморфина в смесях с другими веществами),
3. природы микроколичеств лекарственных средств снотворного действия,
4. марки красителя и общей групповой принадлежности окрашенных волокон.
Хромато-масс-спектрометрия представляет собой соединение хроматографического и масс-спектрометрического анализа. В СЭМВИ может быть как основным, так и вспомогательным методом исследования.
Используется для идентификации индивидуальных веществ в смесях для обнаружения следов наркотических, сильнодействующих, ядовитых веществ и лекарственных средств и др.
Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) используется в практике СЭМВИ для анализа резин, стекла, строительных материалов, драгоценных и полудрагоценных камней искусственного или естественного происхождения.
Среди рентгеновских методов в СЭМВИ используются методы рентгеноспектрального и рентгеноструктурного (рентгенофазового) анализа.
Метод рентгеноспектрального анализа (РСА) является очень чувствительным и точным методом элементного анализа и осуществляется в двух разновидностях: по первичному спектру — локальный рентгеноспектральный анализ и по рентгенофлюоресцентному спектру.
Метод РСА позволяет одновременно определять все элементы от натрия до урана. Малый диаметр зонда (около 1 мкм) дает возможность определять элементный состав вещества в объеме нескольких кубических микрон, т.е. состав практически пылевидных частиц. РСА используется при экспертном исследовании ЛКП и ЛКМ, металлов, сплавов, криминалистических идентификаторов, лекарственных средств и др.
Метод рентгенофазового анализа (РФА) — является методом исследования структуры вещества, основанным на дифракции рентгеновских лучей от кристаллических веществ, специфичной и информативной для химических соединений.
Используется для дифференциации металлов и сплавов (по маркам, сортам сплавов), пигментов и наполнителей ЛКМ (включая модификации одного и того же пигмента), химических волокон, наркотических веществ и лекарственных средств, полимеров, драгоценных (полудрагоценных) и технических камней, строительных материалов.