Курсовая работа: Физические и физико-химические методы в криминалистической экспертизе материалов документов

«Физические и физико-химические методы в криминалистической экспертизе материалов документов»

Кемерово 2011

Документы нередко являются объектами экспертиз, проводимых при расследовании различных уголовных, гражданских дел, дел об административных правонарушениях, связанных с их подделкой. В таких случаях следственные органы и суд прибегают к технико-криминалистической экспертизе документов (ТКЭД).

Материалы документов могут быть самостоятельным объектом исследования, когда возникает необходимость определения или сравнения их состава, в том числе для установления общности происхождения. Потребность в исследовании материалов документов существует в случаях:

· идентификации орудий письма,

· установления принадлежности частей единому документу,

· времени его изготовления,

· относительной давности выполнения отдельных фрагментов,

· изменения содержания путем дописки.

Круг веществ и материалов, исследуемых в рамках технико-криминалистической экспертизы документов, достаточно обширен и разнообразен – это бумага, различного рода материалы письма, клеи и т.д. [1].

Для исследования материалов документов применяется совокупность химических, физико-химических и физических методов – оптическая и электронная микроскопия, хроматография (тонкослойная, бумажная, колоночная), капельный анализ, спектрофотометрия в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях, люминесцентный, эмиссионный спектральный и рентгеноструктурный анализ.

При исследовании всех материалов документов применяется метод оптической микроскопии.

При исследовании материалов, представляющих смеси органических соеднений, обычно применяют тонкослойную и бумажную хроматографию, капельный анализ, спектрофотометрию, люминесцентный анализ.

Исследование материалов, имеющих в своем составе неорганческие вещества, предполагает применение методов рентгенострукткрного анализа и эмиссионного спектрального анализа; спекторофотометрии в видимой области спектра, электронной микроскопии [2].

Микроскопические методы исследования документов позволяют изучать морфологию материалов документов, проводить исследование их строения, формы, размеров. Они подразделяются на оптическую и электронную микроскопию.

Оптическая микроскопия объединяет методы исследования в видимой и невидимой областях спектра.

Микроскопия в видимой области спектра основана на использовании различных вариантов освещения (в отраженном свете при вертикальном и косо – направленном освещении, в проходящем свете) и позволяет:

· проводить исследование вещества штрихов непосредственно на документах;

· исследовать структуру поверхности бумаги, композицию по волокну;

· изучать взаимодействие вещества штрихов с бумагой и веществами других штрихов;

· наблюдать ход качественных химических реакций;

· обнаруживать на поверхности документа частицы материалов штрихов уничтоженных знаков;

· проводить измерения знаков, следов пишущих или печатных приборов и аппаратов, используемых при изготовлении и заполнении документов.

Люминесцентная микроскопия применяется для наблюдения картины видимой люминесценции, возбужденной ультрафиолетовыми лучами, и позволяет:

· дифференцировать материалы документов;

· выявлять штрихи невидимых и слабовидимых записей;

· обнаруживать подчищенные знаки и следы травления.

Микроскопия в инфракрасных лучах позволяет исследовать слабовидимые и невидимые штрихи [3].

Электронная микроскопия не нашли широкого распространения в практике ТКЭД из-за сложности и высокой стоимости аппаратуры и необходимости специальной подготовки пользователей [4].

Хроматографические методы основаны на пространственном распределении компонентов смеси веществ между двумя фазами. Первая из них – неподвижная (сорбент), вторая – подвижная (растворитель).

Поскольку способность к адсорбции у разных компонентов смеси различна, при перемещении смеси вдоль сорбента произойдет разделение: компоненты, сорбируемые сильнее, будут перемещаться вдоль сорбента медленнее, чем компоненты, сорбируемые слабее. После разделения окрашенные компоненты могут быть обнаружены на хроматограмме в виде отдельных окрашенных зон, а бесцветные компоненты – по люминесценции в ультрафиолетовых лучах либо после обработки реагентами, образующими окрашенные соединения.

Для характеристики сорбционных свойств компонентов пользуются понятием коэффициента удерживания (R_f) как отношения расстояний, пройденных исследуемым компонентом (а) и подвижной фазой (b) от линии старта:

R_f = а/b

В ТКЭД применяется, в основном, тонкослойная хроматография для определения вида материалов письма, проклейки бумаги, органических добавок [5].

Капельный анализ является химическим методом исследования и основан на проведении специфических избирательных чувствительных реакций. Исследуемое вещество подвергается воздействию специального реактива, изменяющего окраску определенного химического соединения, иона. Реакция, как правило, проводится в углублении стеклянной пластинки в поле зрения оптического микроскопа.

При исследовании материалов документов метод применяется для:

· определения вида отдельных компонентов материалов письма;

· обнаружения ионов металлов в материалах документов (меди – в эмульсии фотобумаг, титана – в бумаге и материале стержней цветных карандашей) с целью их дифференциации;

· для обнаружения остатков и определения природы травящего вещества;

· для установления функциональных групп красителей, класса исследуемого красителя;

· для разделения близких по цвету материалов письма в штрихах при определении последовательности их нанесения и пр [3]

Электрофоретический метод анализа применяется в экспертной практике для исследования красителей в водорастворимых материалах письма и основани на передвижении ионов красителей под действием электрического тока высокого напряжения в растворе электролита, фиксированного бумагой. Достоинством метода является возможность работать со штрихами без существенных повреждений документа, а недостатком низкая информативность – не позволяет получить информацию о марке красителя [6].

Спектроскопия в УФ, ИК и видимой областях основана на способности молекул, групп атомов избирательно поглощать электромагнитное излучение, что позволяет исследовать состав различных бесцветных и окрашенных компонентов материалов документов.

Эмисионный спектральный анализ является одним из методов качественного и количественного элементного анализа минерального состава вещественных доказательств в криминалистике. Основан на определении содержания элемента по испусканию света его атомами. Каждый химический элемент имеет свой характерный спектр испускания.

Атомный абсорбционный спектральный анализ позволяет исследовать атомный состав вещества по спектрам поглощения, в отличие от эмисионного анализа, и применяется для установления качественного и количественного состава вещества [7].

Рентгеновский структурный анализ основан на взаимодействии рентгеновского излучения с веществами, имеющими упорядоченную структуру (наполнители бумаги, пигменты, красители и др.). Определяют межплоскостные расстояния в кристаллах и углы дифракции рентгеновских лучей на кристаллических решетках исследуемых объектов, которые являются их характеристическими признаками [4].

микроскопический документ криминалистический исследование

К основным задачам диагностического и идентификационного характера при криминалистическом исследовании бумаги относятся:

1. Установление класса, вида бумаги, ее марки, предприятия-изготовителя.

2. Определение принадлежности сравниваемых объектов к продукции одного выпуска (конкретной партии).

3. Установление принадлежности сравниваемых объектов к одному целому (пачке, рулону, тетради и.т.д.) [3].

Методика криминалистического исследования бумаги включает в себя определение структуры поверхности бумаги, толщины, массы одного м², плотности, состава по волокну, зольность и пр.

· Определение толщины бумаги

Толщину бумаги (W) в мм определяют с помощью индикаторного толщинометра. Затем рассчитывается среднеарифметический результат измерений (не менее 5) в различных точках листа.

· Определение массы одного м² бумаги

Массу бумаги, выраженную в граммах, определяют путем взвешивания на аналитических весах не менее трех образцов бумаги площадью 1 см² с последующим пересчетом полученных результатов на 1 м².

Расчет массы 1 м² бумаги в граммах производится по формуле:

(г/м²),

где - масса 1 м² бумаги;

- масса листов бумаги в мг;

– площадь листа в см²;

– количество листов.

· Определение плотности бумаги

Плотность бумаги определяется:

(г/cм³),

где – плотность бумаги в г/cм³;

- масса 1 м² бумаги;

– толщина бумаги в мм.

· Определение внутреннего строения бумаги

Внутреннее строение бумаги характеризуется ее просветом (облачностью – строением материала на просвет) и направленностью волокон.

Просвет бумаги характеризует степень однородности ее структуры; определяется степенью равномерности прохождения света через бумагу. Его оценивают визуально в проходящем свете при равномерном освещении.

Направление волокон бумаги можно определить по характеру надрыва бумаги в различных местах. Обычно надрыв, сделанный в продольной направлении, имеет ровную чистую линию, а в поперечном – волнистую.

Ориентация волокон в буммаге зависит от напрвления движения бумажного полотна на бумагоделательной машине и от скорости ее движения. Разная степень направленности волокон свидетельствует о том, что сравниваемые материалы изготавливались при различных скоростях машины, поэтому этот признак следует учитывать при исследовании бумаги.

· Определение структуры поверхности

Сорность – это наличие мельчайших частиц инородного материала, ухудшающих внешний вид и уменьшающих белизну бумаги. Сорность бумаги определяется подсчетом количества посторонних включений величиной от 0,25 – 2,5 мм, имеющихся на фоне листа площадью . Сорность указывается в перерасчете на 1м². пересчет производят по формуле:

где – сорность бумаги – число соринок на 1м²;

– количество соринок на листе бумаги площадью ;

– площадь листа бумаги в см². [3]

· Определение состава бумаги по волокну

Бумага имеет различный состав по волокну: одни сорта бумаги состоят из смеси тряпичных и целлюлозных волокон, другие – из 100% целлюлозы, третьи – из смеси целлюлозы и древесной массы.

Суть метода заключается в следующем: испытуемый материал смачивают, разволакивают круговыми движениями препаровальной иглы, осушивают промоканием фильтровальной бумагой, обрабатывают 3 – 4 каплями реактива «хлор-цинк-йод».

Вид волокнистых компонентов определяется по морфологическому строению и результатам микрохимических реакций – обработке волокон специальными реактивами (в частности, реактивом хлор-цинк-йод), окрашивающими волокна в зависимости от их состава в различные цвета.

Таблица 1. Окрашивание волокон бумаги реактивом «хлор-цинк-йод»

Метод окришивания реактивом хлор-цинк-йод является основным и регламентируется ГОСТ [1].

· Определение зольности

Для определения зольности исследуемый образец размером не менее 1010 мм высушивают в сушильном шкафу до постоянного значения массы, а затем озоляют в муфельной печи в течение 20 мин при температуре 800 ⁰С. Полученный остаток, состояший из минеральных веществ, снова взвешивается. Вычисляется зольность бумаги, выражающаяся в процентах:

где – зольность, %;

– масса пустого тигля до высушивания бумаги, г;

– масса тигля с воздушно-сухой бумагой, г;

– масса тигля без золы, после исследования, г;

– масса тигля с золой, г.

· Определение вида и степени проклейки

Почти все виды бумаги до некоторой степени проклеиваются.

При установлении вида проклеивающего вещества проводится исследование на крахмал, животный и казеиновый клей, парафин, синтетические смолы с использованием специфических реакций.

Определение степени проклейки бумаги основано на измерении времени прохождения воды через толщу бумаги, фиксируемого в момент изменения окраски помещенного на ее поверхность индикатора (9 частей сахарной пудры, 1 часть крахмала, 0,2 части красителя Основного фиолетового К), увлажненного прошедшей водой (методом сухого индикатора). Степень проклейки (с/мм) вычисляется по формуле:

,

где – время, с;

– толщина бумаги, мм [4].

Материлы письма представляют собой окрашенные многокомпонентные смеси. По назначению материалы письма принято подразделять на следующие группы:

· Материалы письма, предназначенные для использования в пишущих приборах (пасты для шариковых ручек, чернила канцелярские для авторучек, для фломастеров, тушь);

· Материалы письма, предназначенные для получения оттисков печатных форм (краски штемпельные, красители для лент знакопечатающих устройств, копировальной бумаги);

· Материалы письма, предназначенные для получения изображений электрофотогрфическим способом (электрофотографические тонеры) [5].

Исследование штрихов материалов письма начинают с определения цвета и морфологических признаков.

Существенное различие в цвете материалов письма при сравнении нескольких групп штрихов является достаточным основанием для вывода о том, что красящее вещество в этих штрихах различается по составу.

Выявление морфологических признаков проводится в ходе исследования методом световой микроскопии с использованием микроскопа типа МБС. При этом изучается: характер распределения красящего вещества в штрихах, формы его частиц, характер взаимодействия вещества с основой, распределение вещества по краям штрихов. Характер распределения вещества в штрихах зависит от:

· Свойств красящего вещества (например, его вязкости);

· Свойств основы документа (например, степени проклейки бумаги);

· Свойств поверхности технического средства (в случае пишущих приборов – пишущего узла), контактирующей с основой документа.

Далее изучается способность к копированию. В основе процесса копирования лежит перенос вещества в результате адсорбции, адгезии и диффузии на новый носитель, увлажненный растворителем. Копирование красящих веществ, растворимых в органических растворителях, производят на поливинилхлоридную (ПВХ) пленку, которая предварительно увлажняется в одном из следующих растворителей: диметилформамид (ДМФА), циклогексан, этиловый спирт, ацетон и т.д.

Дифференциацию материалов письма в штрихах по способности к копированию можно проводить по признакам, приведенным в табл. 2.

На основании микроскопических исследований и пробы на растворимость возможно определение рода материала письма (чернила, тушь, паста для шариковых ручек и т.д.).

Таблица 2. Способность материалов письма в штрихах к копированию

Поскольку большинство компонентов материалов письма являются органическими веществами, то для исследования компонентного состава применяются методики на основе хроматографических методов, в том числе тонкослойной хроматографии (ТСХ). В качестве «свидетелей» используют материалы письма с известным составом красителей либо известной марки, фирмы-изготовителя [4].

Для качественного анализа компонентов красящее вещество вымывают из штриха микрокаплей специально подобранного растворителя. Полученные экстракты переносят на стартовую линию хроматографической пластинки[5].

При оценке получаемых результатов пользуются справочными дынными об основных сочетаниях красителей, встречающихся в материалах письма. Микрофотографии штрихов, нанесенных различными материалами письма приведены на рис. 1 [4].

Рис. 1. Микрофотографии штрихов, нанесенных различными материалами письма: а – чернилами для авторучек; б – пастой для шариковых ручек; в-штемпельной краской; г – копировальной бумагой; д – фломастером; е – черной тушью; ж – цветной тушью; з – графитным карандашом; и – цветным карандешом; к – художественными красками; л – полиграфическими красками; м – тонером

Клей представляет собой вещество или смеси веществ растительного, животного, органического или неорганического происхождения. В состав клея входят основное клеящее вещество, благодаря которому осуществляется процесс склеивания, и вспомогательные компоненты, придающие клею дополнительные полезные свойства [6].

Криминалистическое исследование клея проводится:

· при установлении переклейки фотокарточек на документах при их подделке и этикеток на товарах с целью фальсификации последних;

· при установлении факта вскрытия с последующим заклеиванием писем, пакетов и т.д.;

· при исследовании поддельных денежных билетов и других ценных бумаг;

· при сравнении клеев на представленных объектах или же с представленными образцами и т.д. [3].

Изучение клея начинают с определения цвета и морфологических характеристик. Исследование проводят под микроскопом при различном увелечении. Затем определяют наличие и цвет люминесценции в УФ-лучах [5]. Сравнение полученных характеритик с ранее определенными характеристиками для различных видов клея, по справочным таблицам, позволяет ориентировочно определить его вид (табл. 3) [4]:

Таблица 3. Криминалистические характеристики различного вида клея

Для дальнейшего исследования делаются соскобы клея с повехности документа. Для установления вида клея проводят определение реакции среды и качественные цветные реакции, например:

· для обнаружения клея на основе полисахаридов (крахмала, декстрина) и муки проводят реакцию с раствором йода в водном растворе иодида калия;

· для обнаружения клея на основе жидкого стекла проводят специфическую реакцию с молибдатом аммония;

· при горении соскобы силикатного клея окрашивают пламя горелки в желтый цвет, трещат, увеличиваются в объеме, образуют стеклянные пузырьки.

Для анализа различных видов клея в экспертной практике используются методы ИК- и УФ-спектроскопии. Характеристические полосы поглощения в спектре позволяют дифференцировать клеи по основным компонентам. Для этого используются справочные атласы с эталонными спектрами образцов различного вида клеев [5].

Криминалистическое исследование травящих веществ (окислителей) проводится в основном при установлении факта и способа внесения изменений в документ.

Процесс травления основан на способности красящего вещества материалов письма обессвечиваться под действием определенных химических реактивов. Для травления, как правило, применяются растворы веществ, которые образуют на бумаге разводы, изменяют ее люминесценцию, нарушают проклейку.

Документы, измененные путем травления, характеризуются рядом признаков:

· новые записи, выполненные на вытравленных участках, часто бывают расположены необычно: сдвинуты, превышают графы, исполнены другим почерком и т.д.;

· бумага в местах травления, как правило, имеет следы посторонних воздействий – взъерошенность волокон, нарушенную проклейку, что выражается в повышении ее впитываемости, нарушены линии граф;

· при применении для травления минеральных кислот и едких щелочей нарушается механическая прочность бумаги.

Использование кислот приводит к тому, что бумага в местах воздействий становится хрупкой и ломкой. При воздействии щелочей бумага обычно набухает, увеличивает свою толщину, становится рыхлой.

· На вытравленных участках документов остаются отдельные штрихи обесцвеченных записей, оттисков печатей, штампов или других обозначений;

· Бумага вытравленных документов меняет свои оптические свойства и люминесценцию;

· На учасках, подвергавшихся травлению, присутствуют остатки веществ, применявшихся для обесцвечивания красителей [6].

Исследование люминесценции в УФ-лучах проводят, используя последовательно коротковолновые, средневолновые и длинноволновые ультрафиолетовые лучи. При травлении наблюдается гашение люминесценции, люминесценция серых тонов, малиновых оттенков, становится ярче.

Для определения реакции среды на исследуемых учасках документа можно использовать следующие методы:

· Прикосновение к исследуемой поверхности документа полоской индикаторной бумаги, предварительно смоченной дистиллированной водой;

· Погружение в каплю раствора, полученного извлечением травящего вещества из бумаги документа узкой полоски индикаторной бумаги.

Качественные химические реакции на ионы, входящие в состав травящих средств, используют для установления вида травящего вещества.

Качественные химические реакции на ионы наиболее распространенных травящих веществ приведены в табл. 4 [4].

Таблица 4. Качественные химические реакции на ионы наиболее распространенных травящих веществ