Kemiallisen palonsyyntutkinnan taustamatriisikokoelman laajentaminen

Abstract

Keskusrikospoliisissa tehtävässä kemiallisessa palonsyyntutkinnassa palojätteistä etsitään palavia nesteitä, kynttilöille ja sytytyspaloille tyypillisiä parafiineja sekä itsesyttyviä kasviöljyjä. Pääasiallisena analyysimenetelmänä tutkimuksissa käytetään kaasukromatografiaa. Laboratoriotutkimuksia varten palopaikalta taltioidaan näytteeksi palojätettä. Palojätenäytteissä olevissa taustamatriisimateriaaleissa saattaa luonnostaan esiintyä yhdisteitä, jotka luokitellaan johonkin edellä mainittuun kolmeen aineryhmään. Palotapahtuman korkea lämpötila saattaa toisaalta aiheuttaa tällaisten yhdisteiden muodostumista taustamatriisimateriaaleissa pyrolyysin ja hapettumisen myötä.

Opinnäytetyön tavoitteena oli laajentaa keskusrikospoliisin käytössä olevaa taustamatriisitietokantaa. Työn tarkoituksena oli tutkia opinnäytetyöhön valittujen materiaalinäytteiden taustamatriisilöydöksiä keskusrikospoliisin kaasukromatografisilla menetelmillä. Käsin tehtävällä headspace-injektiolla näytteistä eristettiin haihtuvat yhdisteet. Parafiiniset hiilivedyt eristettiin liuotinuutolla. Näytteiden analysointiin käytettiin kaasukromatografia liekki-ionisaatiodetektorilla ja massaspektrometrilla. Jokainen näytemateriaali tutkittiin sellaisenaan, minkä jälkeen ne poltettiin ja tutkittiin uudelleen taustamatriisi-ilmiöiden toteamiseksi. Työn tarkoituksena oli myös koostaa näytemateriaaleihin ja taustamatriisi-ilmiöihin liittyvää kirjallisuustietoa.

Työssä tutkittiin 41 erilaista näytemateriaalia, joita olivat muun muassa kankaat, kumi- ja muovituotteet sekä rakennusmateriaalit. Vain muutamassa materiaalissa todettiin luonnostaan esiintyvän haihtuvia yhdisteitä tai parafiinisia hiilivetyjä. Useassa materiaalissa todettiin polttamisen jälkeen pyrolyysi- ja palamistuotteita. Polttamisella ei havaittu olevan juurikaan vaikutusta parafiinien esiintymiseen. Suppeamuotoinen koe parafiinisten hiilivetyjen siirtymiskyvystä osoitti, että parafiinit voivat siirtyä materiaalista toiseen niiden pintakosketuksen seurauksena. Opinnäytetyöhön liittyvät salassa pidettävät tulokset ja menettelytapojen kuvaukset on poistettu julkisesta raportista.

Jatkossa taustamatriisikokoelman kehittämiseksi voidaan tutkia uusia ja erilaisia materiaaleja polttamattomana ja poltettuna. Lisäksi voidaan selvittää polttamisen parametrien vaikutus mahdollisiin pyrolyysi- ja palamistuotteisiin esimerkiksi polttoaikaa ja materiaalimäärää vaihtelemalla. Hyödyllistä olisi hankkia lisää tutkimustietoa parafiinien siirtymiskyvystä erilaisiin materiaaleihin ja erityyppisillä pintakontakteilla.

The aim of this thesis was to expand the database of sample matrices of National Bureau of Investigation. The purpose was to analyse 41 sample matrix materials chosen for the study. Analytical methods of the forensic laboratory were used for this purpose. The analytes examined were volatile compounds and paraffinic hydrocarbons.

Sample materials were analysed in their original form and after they were burnt. Analyses were carried out with gas chromatography employing headspace extraction and solvent extraction.

Only nine of the 41 samples were found containing volatile compounds. However, many pyrolysis and combustion products were found in the samples after burning. Phenomenon was observed as a great increase in amounts of volatile compounds. Burning of the matrix materials did not seem to greatly impact the amount of paraffinic hydrocarbons.

The acquired results will be used later on in fire debris analyses to aid recognition of sample matrix effects. In future, further expanding of the database is necessary to attain knowledge on new sample matrices as materials science and analytical methods are constantly developing.