评估高楼建筑表面的有色球状颗粒作为高空坠落案件中潜在微量证据

《Forensic Chemistry》：Evaluation of colored spheroidal particles on high-rise building surfaces as potential trace evidence in fall-from-height cases

　　•彩色球状颗粒物（COSPs）常见于组屋女儿墙上的沉降灰尘中。
•COSPs主要归因于建筑物油漆施工产生的涂料颗粒。
•COSPs通过手接触女儿墙转移，并能通过凝胶抬升法有效提取以供分析。
•组屋各楼层均存在相似的COSPs，限制了特定地点的来源归因。
•COSPs可指示接触转移，但对其来源需谨慎结论。

引言

过去几十年来，犯罪现场的微量物证已被用于证明人、涉案物品与犯罪发生地点之间的关联，并重建导致物证沉积的可能事件。[1] 这些痕迹是过去事件或行为的幸存证据，通常以极微量的形式存在，或作为接触物体留下的印记或图案。它们通常也被视为在转移现场持续存在的转移物质。[2][3][4] 尽管法医学研究通常报道油漆、玻璃、纤维、土壤和枪击残留物等典型微量物证，但对灰尘和颗粒物的法医分析及应用研究相对较少。室内外表面沉降的常见颗粒物包括烟灰、花粉粒、植物碎片和土壤矿物，也可能包含人类居住或工业活动产生的颗粒。[1][5][6][7] 后一类颗粒物，包括涂料颗粒、建筑材料、金属薄片和纤维，其特性足以追溯到特定来源或地点。[8][9][10][11]

粘附于表面的颗粒物反映了其暴露于当地环境的情况，分析其组成可揭示有价值的来源信息。推断性来源归因涉及检查颗粒样本以确定地理位置，无论是来自自然来源还是受人类和工业活动影响的区域。[1][5] 在一项研究中，灰尘中的矿物质和植物含量被分析作为关键指标，以描绘查获的走私象牙的包装地点。[12] 对颗粒物（包括花粉、植物物质、真菌孢子和细菌）的环境DNA分析已被用于追踪地理来源。[13][14] 此外，室内外沉降灰尘的组成分析有助于识别可能的污染源，并将暴露模式与家庭和个人活动相关联。[15][16]

相比之下，比较性来源归因涉及分析两个样本，通常是一个已知样本和一个可疑样本，以建立它们之间的关联。这种关联的强度取决于两个样本的颗粒物特征与其他潜在来源相比匹配的紧密程度。为了确立灰尘中颗粒物的证据价值，必须对不同地点各种颗粒物的普遍性进行背景研究，并评估其特征在当地人群中的独特性。近期研究探索了从家庭和办公环境胶带提取的沉降灰尘中，亚可见彩色墨粉颗粒的表征和区分可能性。发现这些颗粒主要呈圆形或球形形态，平均尺寸范围为5至25 μm。结果表明，墨粉颗粒的比较分析可允许排除或纳入已知墨粉作为潜在来源，具体取决于灰尘证据中所检查颗粒观察到的特征。[17]

在新加坡，高处坠落（从高楼坠下）案件频繁发生，约占新加坡非自然死亡人数的三分之一。此类案件大多为自杀，少数为可疑的他杀案件。[18][19][20] 当坠落方式存在疑问时，调查人员通常会要求将死者身上（如手、脚和衣物）发现的任何转移物与可疑表面（女儿墙、窗台和墙壁）进行比较，这些表面上可能可见也可能不可见涂抹痕迹或印记。在犯罪现场，涉及颗粒物的扰动，例如灰尘表面被擦除的区域呈现拖曳痕迹，可指示物体与其接触时的横向移动。[21] 具有足够独特特性的转移表面颗粒可用于确认接触。然而，关于此类表面上发现的微量颗粒物类型的证据价值，科学调查和出版物非常有限。

在一个本地案例中，一名女子的尸体被发现躺在组屋楼底的血泊中。尸体位于卧室窗户正下方，表明其从高处坠落。实验室分析发现，T恤右袖和右后部有类似污垢的污渍，与卧室窗外直接安装的空调压缩机顶部发现的污垢污渍相似。压缩机顶部还有一道拖痕，但压缩机顶部未发现脚印或手印，表明存在从卧室窗户向外侧推的动作。[22] 该案例说明了从建筑表面转移的物质作为微量物证的潜在价值。

建筑物室内外环境中的水平表面更容易积聚沉降灰尘。灰尘中的颗粒物可能是各种无机或有机物质的固体，其来源可为天然或合成。它们可能来自室内或室外的空气颗粒物来源。天然室外来源可能包括土壤和岩石碎屑；人为来源可能包括燃料燃烧和工业过程、交通和建筑产生的灰尘排放。室内来源包括居住者、植物和宠物、烹饪、建筑材料、燃烧器具、维护产品及其他活动。颗粒物通常按尺寸分类为粗颗粒（>2.5 μm）、细颗粒（<2.5 μm）和超细颗粒（<0.1 μm）。较细颗粒通常来自燃烧、气体到颗粒物转化、成核过程或光化学过程，而较大颗粒主要来自机械过程，如切割、研磨、破碎、材料磨损等。一般而言，形状与颗粒的形成过程和来源有关。燃烧过程产生的颗粒，如车辆排放，是碳质球形颗粒的聚集体。机械破碎或研磨过程释放的颗粒通常形状不规则。生物颗粒形状复杂且差异显著。简单纤维呈棒状，而液体气溶胶颗粒通常呈球形。[1][6]

新加坡建屋发展局（HDB）组屋是新加坡公共住房的高层多楼层建筑（图1a）。约80%的新加坡人口居住在组屋中。组屋通常在一个市镇内建造得彼此邻近。组屋的房屋改善和升级项目定期启动以维护组屋，如修复剥落的混凝土、重新铺屋顶、翻新电梯大堂瓷砖、粉刷墙壁和楼梯栏杆。[23][24] 由于人类活动、频繁的建筑维护工作以及组屋之间的邻近性，预计人为空气颗粒物来源在组屋表面无处不在，这些活动产生的灰尘会沉降在建筑物内外部。

女儿墙主要用于提供屏障，防止人员或物体从结构边缘坠落。在组屋中，通常有混凝土屏障，作为每层公共走廊的粉刷低矮防护墙。它们通常高1.2米，宽10-30厘米（图1b）。它们位于建筑物边缘，介于住宅单元与室外环境之间，室内外的颗粒物会沉降在女儿墙的水平顶面上。此外，由于新加坡地处热带，气候炎热高湿，女儿墙表面持续暴露于直射阳光、风和暴雨之下，这些因素不断改变表面颗粒物的组成。

法医化学与物理实验室偶尔会收到要求检查展品的请求，以寻找可能与高处坠落案件中可疑表面相关联的微量物证。此类检验具有挑战性。与油漆或纤维等传统微量物证不同，颗粒物在当地研究不足，可能限制证据的意义。因此，本项目旨在解决关于新加坡高层建筑及类似结构表面发现的非典型微量物证证据价值的认知空白。

研究首先建立了从粉刷女儿墙表面回收颗粒物的适当方法。随后考察了颗粒物剖面的变化，检查其物理和化学特性，以及在新加坡各地（包括工业区、住宅区、市中心和沿海地区）组屋女儿墙上的分布模式。项目随后重点评估彩色球状颗粒物的法医相关性，首先进行转移实验以确定此类颗粒物从女儿墙表面转移到人体皮肤的难易程度。随后，通过对组屋不同楼层女儿墙的凝胶抬升颗粒样本进行详细分析，以及基于模拟高处坠落场景的盲测，进一步评估了这些颗粒物的证据价值。

章节片段

比较自粘胶带、Post-it?纸和凝胶抬升器作为从女儿墙表面和人体皮肤回收颗粒物痕迹的采样介质

用于收集光滑和粗糙表面沉降灰尘以供显微镜分析的常用技术已在文献中描述，包括微真空吸尘、使用专用胶带进行胶带提取、透明胶带和Post-it?纸。[25] 在本研究中，我们探索并比较了Post-it?纸和常用于指纹提取的凝胶抬升器（图2）。选择这些采样介质是因为其易于操作、成本效益高、体积小巧，且能抬升并

收集方法的比较

Post-it?纸和凝胶抬升器方法均适用于从女儿墙和手/身体部位回收颗粒物痕迹。在随后的转移实验中，两种回收方法在可疑样本和已知样本中均发现了匹配的彩色球状颗粒物。与Post-it?纸相比，凝胶抬升器的粘附面对彩色球状颗粒物的干扰较小。当凝胶抬升器被按压时，凝胶抬升器上会形成凹坑。

结论

本研究填补了关于新加坡高层住宅建筑女儿墙表面回收的颗粒物痕迹证据价值的认知空白。研究结果表明，球状颗粒物在组屋女儿墙表面的沉降灰尘中普遍存在，并可通过凝胶抬升器有效回收。这些颗粒物可能是次生环境沉积物，可能源于过去的人类活动，如油漆和维护工作。因此，它们的出现

CRediT作者贡献声明

Thiam Bon Lim：写作——审阅与编辑，写作——原稿，可视化，监督，项目管理，方法学，调查，数据管理，概念化。Rui Lin Lee：写作——原稿，方法学，调查，形式分析，数据管理，概念化。

利益冲突声明

作者声明，他们没有任何已知的竞争经济利益或个人关系可能影响本论文所报告的工作。

致谢

本手稿若无法医化学与物理实验室油漆团队的协作努力则无法完成。每位检验员以不同方式做出贡献，包括现场采样、样本分析、在各种科学会议上的结果展示，主要是在亚洲法医科学网络（AFSN）年会和研讨会期间举办的微量物证工作组会议上。我们衷心感谢现任和曾参与其中的团队成员。

Thiam Bon Lim | Rui Lin Lee