應該不少人都很喜歡看 CSI 犯罪現場,我也不例外。
其中我對於 CSI : Miami 與 CSI : Las Vegas 還特別喜歡...........
不過看 CSI 跟我的工作之間卻是有很微妙的關係............
我從事化學分析相關行業,從藥品檢驗到環境檢驗。在化學分析領域打混了十二年以上,看 CSI 的時候,卻讓我感到有種莫名的恐懼。
非從事或接觸過分析化學的一般民眾,會不會被 CSI 誤導呢?
CSI 為了節目效果,往往都把分析繁瑣的流程全部精簡掉,我們很常看到的畫面是幹員拿著檢體放入了一個離心管或是小瓶子放進儀器,下一個畫面或是廣告回來後,何瑞修走進來,幹員就劈哩啪啦的講了這是什麼成份,用在那......
(老何千篇一律的表情,據說他在其他影集裡面也是這樣的表情,其實我很想看老何大笑)
這時我相信一定一堆人「哇!!!好神」
事實上,在犯罪鑑定這部份,對於特定的項目來說,如毒品,因為檢驗次數隻頻繁,各犯罪鑑定實驗室,早就有一套完整且有公信力的檢驗方式,因此對於特定犯罪檢體來說,是有可能達到像 CSI 這麼神乎其技的部份。
美國法院曾經流傳過這樣的八卦,是否為真,可能要找一下新聞。內容大概就是法官問了鑑識科幹員,為什麼鑑定要這麼久,CSI 一下就搞定了.....
因此我看過一篇 CSI 帶來的犯罪鑑定的影響與後遺症的探討..........
CSI真實現場-從檢察官、刑警到教育人員,都感受到熱門鑑識科學影集的衝擊
講那麼多,拉回到台灣最近發生的事情,這篇不討論責任歸屬問題,單純探討『2014.07.31 高雄發生嚴重的氣爆事件......』很多新聞都會講的一件事
『三個小時,消防局一點作為都沒有,這麼多時間怎麼會不知道洩漏的是什麼東西?』
在新聞中大家可以看到消防人員與鑑識小組拿著一台掌上型的機器,然後有一根管子,那個攜帶式偵檢器,那個稱為『PID氣體探測器』,他的分析方式就不多加敘述,網路上有相當完整的解說。
可以測定芳香烴族、醛酮類、不飽和烴等等化合物種類。
但是攜帶式偵檢器,他測量的是「可測量化合物的濃度總和」並非單一化合物。這類偵檢器不同機型會針對特定族群有特定的感度調整,如芳香烴或是不飽和烴之類的。
不清楚消防單位或是化災處理小組他們是否買得到單一化合物偵檢的設備,對於新聞報導中舉出的「現場丙稀濃度.....」我們也只能將其解讀為,因為目前這個是最主要的逸散成份,因此將側得濃度直接指向該化合物。
再者攜帶式偵檢器的濃度計算,大多都採用單一比對,有的是採用混合標準品比對,有的採用單一化合物比對。也就是「show as 」的概念去計算。一般來說針對一般有機化合物,最常採用的就是甲苯,也就是「Show as toluene」。以 NIEA 環境檢驗公告方法,也有「Show as Methane (甲烷)」的標準方法。因此這是一個很常用的快速計算的手法。
作法就是讓這台機器在乾淨的環境,然後讓他吸入指定的標準氣體(例如,toluene 100ppm),儀器的反應值(假設感應電流量為 100pA),將這台儀器拿到環境中,他偵測到 300pA,他就會告訴你現場有機化合物濃度為 300ppm ( 300pA / 100pA *100ppm) 。可以讓現場人員快速得知一個環境中的有機污染物大概的總和濃度。
少許的攜帶式偵檢器會採用檢量線回歸,大多就是三個濃度,然後儀器內建軟體會自行繪製檢量線 y=ax+b ,但是一樣還是 show as toluene 這類的概念,所以雖然濃度會比單點比對來的精準,但是還是會有一些落差。
上面這是總量分析,也就是所有的化合物總量,除非偵檢器有「專一性」否則很難斷定是那一種化學物質污染。
要專一性,那麼至少就要啟動進階的分析儀器,在氣爆隔天應該有映像在新聞中記者拍攝到,環保局人員拿出了一個不鏽鋼的筒子,採集現場的空氣,要帶回去實驗室分析。那就是進行更進一步的分析。
該不鏽鋼的器皿,本身筒內壁會塗抹一層抗反應的塗料,避免樣品在裡面被吸附或進行反應,而清洗流程也有一定程序(可參閱 NIEA A715),最後將筒子內氣體抽光,負壓約 -30 inHg ,關閉瓶口到現場,靠近污染源,打開瓶口吸入週邊空氣至內外壓力平衡,帶回實驗室。
Mobile01 : 消防局用的是什麼偵測器, 為什麼丙稀測不出來?
這邊有提到 GCFID (氣相層析火焰離子偵測器) 與 GCMS (氣相層析質譜儀),儀器原理也就不多做說明,網路上皆可找尋得到。
題外話:文章有人提到 GCMSMS ,空氣樣品幾乎沒有使用串連質譜(MSMS)分析,所以沒有母離子與子離子的問題,而且輕質量的樣品都分子量都夠小了,還在二次撞擊,是打算撞什麼東西呀?更別提 FID 接質譜,FID 都燒光光了,串質譜是打算看一堆 CO2 嗎?
這兩個儀器都需要有標準品才可以精準定量,在美國 EPA TO14/TO15 的方法中,也有 show as toluene 的計算方式,因為我們無法取得各式各樣的化合物標準品,有的甚至已經在國際上列為禁制生產的化合物(如,四氯化碳,僅只有幾家工廠可生產,而且生產數量被限制,使用也被限制)。因此在面對緊急狀況時 show as Toluene 就是個很好的定量依據。定量能夠採用該化合物製備檢量線(Calibration curve) 最好。
定性的部份兩台儀器都有先天致命傷。
GCFID,沒有標準品的狀況下,沒辦法定性。有標準品時,真實樣品中如果有同樣的滯留時間的其他化合物,以FID的來說沒辦法加以分別,只能靠改變層析條件(更換層析管柱、更改溫度變化梯度、更改載流氣體流速)來加以排除,但是都有一定的限制。
GCMS,雖然可用標準資料庫(限定 EI Source , 70eV)可以比對,但是又牽涉到儀器設定參數中質量掃描範圍是否有包含到這個化合物的分子量與斷片分子量。
以這次的主角「丙烯」來說,分子量 42.08。就是個很大的問題。一般分析,除非有必要在質譜法不會看 44 以下的分子量,因為干擾太多,
水 H2O=18,二氧化碳 CO2 = 44 ,氮氣 N2 = 28, 氧氣 O2 = 32 ,所以為了避免麻煩,所以大多都會從 45 開始掃描至儀器最大值(早期 800~900,因溴化阻燃劑的關係,各廠牌都提升到 1050 ~1100)
下圖為一張「丙烯 (Propylene , CH2CHCH3,CAS : 115-07-1) 的 NIST 資料庫中質譜圖。
因此如果沒有針對此狀況特別開放掃描到 18 以上開始掃描的話,丙烯依舊有可能無法判讀出有無狀況
當實驗室平時沒有針對這些化合物做方法建立與評估時,只能靠分析人員的經驗去調整方法,如果沒有相關分析輕質量氣體的經驗,先以直接實驗室既有方法分析,很容易分析錯誤。因此需要更多的時間進行方法的找尋。
丙烯一開始即為氣體,所以溫度分離已經無法使用,僅只能靠層析管柱的極性稍微將其與其他干擾物拉開或分離。所以到了層析圖,其實會看到一大駝東西。
即使使用了GCMS的技術,只抽離了 41 、40、38、39 來定性、定量,也需要一段時間來找尋穩定的分析狀況與條件。
上面講的都是「已經知道是丙烯」的狀況下,若是事發當天呢??什麼都不知道,要檢測人員如何判定該怎麼做呢?更別說現場消防人員了......
三小時真的不長........對於實驗室人員來說,測試幾次條件就不見了,甚至還找不到到底是什麼東西。
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