Обнаружение следов продуктов горения осветительных ракет

Обнаружение следов продуктов горения осветительных ракет при установлении причины пожара

Обнаружение следов продуктов горения осветительных ракет при установлении причины пожара

В настоящее время проблема разработки и усовершенствования методик, позволяющих обнаруживать на месте пожара остатки пиротехнических составов при установлении причины возгорания, является весьма актуальной. Вызвано это массовой популяризацией фейерверков и другой пиротехники. При этом нарушения правил ее эксплуатации приводят к тому, что они все чаще и чаще являются причиной пожаров.[1] Кроме того, не исключается возможность применения различной пиротехники в качестве средства поджога.[2]

Наиболее приемлемыми лабораторными методами исследования, применимыми при поиске следов пиротехнических составов, являются методы определения элементного состава пробы. Поскольку в пиротехнические составы входит широкий спектр различных элементов и на месте пожара остаются лишь следовые количества компонентов пиротехники, то к применяемым для их поиска методам предъявляются следующие требования: высокая чувствительность, широкий диапазон определяемых элементов, кроме того, желательно, чтобы он был неразрушающим на случай повторных исследований. Всем этим требованиям соответствует метод рентгенофлуоресцентной спектроскопии.[3]

О присутствии следов пиротехнического состава в анализируемой пробе можно судить по увеличению содержания в ней элементов, входящих в состав его основных компонентов. Многие компоненты пиротехнических составов содержат элементы, входящие в различные материалы в качестве основных или в составе различных добавок. Это в первую очередь такие элементы, как хлор, азот, железо, титан и медь. Однако в составе пиротехники могут содержаться и элементы, не характерные для большинства возможных объектов-носителей, такие как стронций, барий, сурьма и ртуть.

Заявка на пожарную экспертизу

В данной работе при поиске следов продуктов горения осветительных ракет использовали прибор рентгенофлуоресцентного анализа последнего поколения спектрометр «Спектроскан» MAKC-GV. Диапазон измеряемых данным прибором элементов — от Na до U, при этом он может анализировать пробы, находящиеся в жидком и твердом состоянии. При поиске следов пиротехнического состава анализ проводился в режиме качественного анализа. Используемые при анализе параметры измерения приведены в табл. 1.

obnaruzheniye-sledov-produktov-goreniya-osvetitelnykh-raket-1

Далее было проведено подробное исследование элементного состава различных материалов, которые могут выступать в качестве объектов- носителей. Круг таких материалов чрезвычайно широк. В данной работе мы ограничились набором традиционных отделочных материалов. Анализ проводился по 10 пробам, которые представляли собой фрагменты выбранных материалов, по форме совпадающие с кюветой прибора. Дополнительного измельчения не проводилось. В случае многослойных материалов анализировали лицевую поверхность. Полученные результаты РФА представлены в табл. 3.

Как видно из таблицы, все изучаемые материалы характеризуются содержанием таких элементов, как кальций, железо, медь, многие содержат хлор. Некоторые содержат цинк, серу, никель, барий и стронций.

Наибольшим количеством кальция характеризуется фрагмент навесного потолка, что естественно, поскольку его основной материал — гипс. Также значительное количество кальция содержится во фрагменте мебели, ковролине и настенных панелях. Этот элемент входит в состав многих наполнителей, красителей и стабилизаторов и других добавок, вводимых в композиционные материалы, поэтому его присутствие в пробах не удивительно. Это же относится к железу и меди, которые, судя по интенсивности линий этих элементов на спектрах, содержатся во всех изученных объектах-носителях примерно в одинаковом количестве.

obnaruzheniye-sledov-produktov-goreniya-osvetitelnykh-raket-2

Почти во всех изученных материалах на спектрах РФА фиксируются линии цинка. Цинк может содержаться в составе синергистов антипиренов, красителей и других добавок, а также попадать в материал в процессе переработки с элементов оборудования.

По содержанию в образце хлора среди других материалов заметно отличается линолеум, относящийся к поливинилхлоридным пластикам.

Следует отметить содержание в образце мебельного поролона незначительного количества олова. Как известно из литературы,[4] присутствие в поролоне данного элемента является следствием загрязнения остатками катализаторов в процессе синтеза полиуретана, которые представляют собой оловоорганические соединения.

Другие элементы, обнаруженные в изученных материалах, могут входить в состав добавок или находиться в них вследствие загрязнения в процессе переработки и эксплуатации.

Далее были проведены эксперименты по поджиганию выбранных материалов с помощью осветительной ракеты. Эксперимент проводился в металлической камере, подключенной к вытяжной вентиляции. Многие материалы легко загорались под действием данного пиротехнического изделия. Поэтому для прекращения горения образцы приходилось заливать водой.

Образующийся в ходе горения очаг в основном представлял собой круг, на поверхности которого находился спекшийся комок продуктов горения. Пробы для анализа отбирались вырезанием необходимого фрагмента материала в зоне термического поражения на незначительном удалении от очага. Для достоверности результатов проводилось 10 параллельных экспериментов.

После горения с осветительной ракетой элементный состав образцов значительно изменился.

На спектрах древесного материала наблюдалось значительное снижение интенсивности линий кальция. Вероятно, данный элемент содержался в основном в составе лакового покрытия. После термического воздействия покрытие значительно пострадало и отошло от подложки, вследствие этого в пробу его компоненты практически не попали.

Во всех пробах по сравнению с исходными материалами произошло увеличение содержания меди, железа и цинка, что может быть связано как с наличием продуктов горения пиротехники, так и с концентрированием данных элементов в связи с выгоранием органической части материала.

При сравнении состава продуктов горения осветительной ракеты и рассматриваемых объектов-носителей (см. табл. 2, 3) основное внимание было уделено содержанию в пробах хлора, бария и стронция. Полученные результаты представлены в табл. 4.

obnaruzheniye-sledov-produktov-goreniya-osvetitelnykh-raket-4

Сравнивая данные, представленные в табл. 3 и 4, можно сказать, что на образцах материалов, горевших под действием осветительной ракеты, наблюдается увеличение содержания хлора, о чем можно судить по интенсивности его линий на спектрах. Поскольку при термическом воздействии на материал хлорсодержащие группы распадаются одними из первых, то подобное увеличение содержания данного элемента в пробах можно объяснить только привнесением в состав продуктов горения осветительной ракеты. Исключением среди рассмотренных материалов является линолеум. Для него вклад остаточного хлора продуктов горения пиротехники в общее количество незаметен вследствие изначально большого содержания данного элемента в материале (см. табл. 4).

С большой частотой на спектрах проб материалов, горевших под действием осветительной ракеты, появляются линии бария. Исключением являются обивочная ткань, ковролин и стеновые панели.

Что касается стронция, то данный элемент фиксировался на спектрах гораздо реже, несмотря на его преобладание в продуктах горения осветительной ракеты. Можно предположить, что он практически весь содержится в спекшемся комке продуктов горения пиротехнического состава и не разлетается из очага. Возможно, в пробах, на спектрах которых фиксировался стронций, находились фрагменты агломерата продуктов горения, чем и объясняется значительная интенсивность линий стронция на их спектрах, несмотря на низкую частоту обнаружения данного элемента.

Таким образом, полученные результаты показывают, что особенность поиска и обнаружения следов горения осветительных ракет связана со спецификой их действия. Непосредственная реакция между окислителем и горючим веществом в осветительной ракете происходит после вылета из гильзы, на месте ее падения следы пороха отсутствуют.

Поэтому для пиротехнических изделий такого типа, в отличие от стационарных фейерверков, характерно не только увеличение содержания хлора на объектах носителях, а появление на них следов металлов, отвечающих за придание ракете определенного цвета. В данном случае о присутствии следов горения красной осветительной ракеты свидетельствует наличие в пробах стронция. Однако сложность обнаружения этого элемента связана с его нахождением только в спекшемся комке продуктов горения ракеты, за пределами которого зафиксировать его практически невозможно.

Другим показательным элементом, связанным с горением осветительной ракеты, является барий. Он присутствует во многих пробах. Однако для того, чтобы судить о горении осветительного состава на поверхности объектов-носителей по содержанию на них бария, необходимо проводить значительное количество экспериментов.

Авторы:
В.Б. Воронова — старший преподаватель Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России.
Ю.Н. Бельшина — старший научный сотрудник Учебно-научного комплекса инженерно-технических экспертиз Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России, канд. техн. наук.


  1. http://mchs.gov.ru 18.03.2006
  2. Чешко И.Д., Галишев М.А., Шарапов С.В., Кривых Н.Н. Техническое обеспечение расследования поджогов, совершѐнных с применением инициаторов горения: Учебно-методич. пособие. СПб.: СПб ИГПС МЧС России, 2002.
  3. Лосев Н.Ф. Рентгеноспектральный анализ. Новосибирск: Наука, 1991.
  4. Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Л.: Химия, 1977.
Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter, и мы всё исправим!