sudexpertТеория и практика судебной экспертизыTheory and Practice of Forensic Science1819-27852587-7275The Russian Federal Centre of Forensic Sciencesudexpert-147Research ArticleМЕТОДЫ И СРЕДСТВА СУДЕБНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫНОВЕЙШИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА НА БАЗЕ СКАНИРУЮЩЕГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА В ЦЕЛЯХ СУДЕБНО-ПОЧВОВЕДЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ. ЧАСТЬ 2. СПОСОБЫ РАСШИРЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ СЭМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА. ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ДЛЯ АНАЛИЗА. ФАКТОРЫ, СДЕРЖИВАЮЩИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННЫХ СИСТЕМ В СУДЕБНО- ПОЧВОВЕДЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ.LATEST INSTRUMENTAL TECHNIQUES BASED ON THE USE OF A SCANNING ELECTRON MICROSCOPE FOR MINERALOGICAL ANALYSIS: APPLICATIONS IN FORENSIC SOIL ANALYSIS. PART 2: WAYS TO EXPAND THE CAPABILITIES OF SEM-BASED AUTOMATED SYSTEMS USED FOR DETERMINATION OF MINERALOGICAL COMPOSITION. SAMPLING TECHNIQUES. FACTORS LIMITING THE USE OF SUCH SYSTEMS IN FORENSIC SOIL ANALYSIS.НестеринаЕ. М.NesterinaE.

ведущий эксперт ФБУ РФЦСЭ при Минюсте России, кандидат технических наук

Lead forensic examiner Russian Federal Center of Forensic Science of the Russian Ministry of Justice PhD (Engineering)

ЛукашоваМ. В.LukashovaM.

cпециалист-аналитик ООО "ТЕСКАН", кандидат физико-математических наук

Analyst, TESCAN Ltd. PhD (Physics & Mathematics)

ФБУ РФЦСЭ при Минюсте РоссииРоссияRussian Ministry of JusticeRussian FederationООО "ТЕСКАН"РоссияTESCAN Ltd.Russian Federation20143012201404(36)8088Copyright © Нестерина Е.М., Лукашова М.В., 20142014Нестерина Е.М., Лукашова М.В.Nesterina E., Lukashova M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.tipse.ru/jour/article/view/147

Описаны новейшие технические решения, позволяющие расширить возможности автоматизированного метода анализа минералогического состава на базе сканирующего электронного микроскопа. Рассмотрены способы специальной подготовки образцов для этого анализа. Обсуждаются основные факторы, сдерживающие применение этого революционного метода в судебно-почвоведческой экспертизе. Приведены примеры применения этого метода для исследования объектов почвенного и почвенно- геологического происхождения.

 

Novel technical decisions enabling to broad up advances of automatic mineralogical analysis on the base of scanning electron microscope are described. Sample preparation technique for this analysis is considered. The main factors which constrain the usage of this revolution method in the aid of soil and geological forensics are discussed. Examples of application the automatic mineralogical analysis on base of scanning electron microscope for objects of soil and geological nature are given.

 

судебно-почвоведческая экспертизаавтоматизированный способ минералогического анализаметод дифракции обратно рассеянных электроновволновая спектрометриякатодолюминесцентная спектрометрияподготовка образцов для анализаsoil forensic examinationautomated method of mineralogical analysisback scattering electron diffraction methodwave spectrometrycathodoluminescence spectrometrysample preparationReferencesЛукашова М.В., Нестерина Е.М. Новейшие инструментальные методы для проведения минералогического анализа на базе сканирующего электронного микроскопа в целях судебно-почвоведческой экспертизы. Часть 1. Оборудование и программные продукты, используемые для автоматического минералогического анализа.// Научно-практический журнал «Теория и практика судебной экспертизы», №3(35), 2014.Лукашова М.В., Нестерина Е.М. Новейшие инструментальные методы для проведения минералогического анализа на базе сканирующего электронного микроскопа в целях судебно-почвоведческой экспертизы. Часть 1. Оборудование и программные продукты, используемые для автоматического минералогического анализа.// Научно-практический журнал «Теория и практика судебной экспертизы», №3(35), 2014.Oxfordinstruments: [Электронный- ресурс] // AZTEC.URL: http://www.oxinst. ru/html/AZTEC.htm. (Дата обращения: 18.02.2014).Oxfordinstruments: [Электронный- ресурс] // AZTEC.URL: http://www.oxinst. ru/html/AZTEC.htm. (Дата обращения: 18.02.2014).Oxfordinstruments: [Электронный ресурс] // INCAWAVE - оборудование и программы для волнодисперсионного (ВД) микроанализа. URL: http://www.oxinst. ru/html/INCAWave.htm. (Дата обращения: 18.02.2014).Oxfordinstruments: [Электронный ресурс] // INCAWAVE - оборудование и программы для волнодисперсионного (ВД) микроанализа. URL: http://www.oxinst. ru/html/INCAWave.htm. (Дата обращения: 18.02.2014).Горобец, Б.С. Спектры люминесценции минералов: Справочник./ Б.С. Горобец, А.А.Рогожин. - М.: изд-во Всероссийского института минерального сырья, 2001.- 312 с.Горобец, Б.С. Спектры люминесценции минералов: Справочник./ Б.С. Горобец, А.А.Рогожин. - М.: изд-во Всероссийского института минерального сырья, 2001.- 312 с.DeljaninBranko. Useofcathodolum inescencetechniquesinseparationofgemqualitytypeIIanatural, HPHTtreatedandlabcreated diamonds: [Электронныйресурс]/ BrankoDeljanin et al. // European Diamond Conference, Lago di Garda, 2004. URL:http:// cglworld.ca/branko-deljanin/. (Датаобраще- ния 23.03.2014).DeljaninBranko. Useofcathodolum inescencetechniquesinseparationofgemqualitytypeIIanatural, HPHTtreatedandlabcreated diamonds: [Электронныйресурс]/ BrankoDeljanin et al. // European Diamond Conference, Lago di Garda, 2004. URL:http:// cglworld.ca/branko-deljanin/. (Датаобраще- ния 23.03.2014).Alice, M.W. Hunt Development of quartz cathodoluminescence for the geological grouping of archaeological ceramics: $ring effects and data analysis/ M.W. Alice // Journal of Archaeological Science. – 2013. – V.40. – P. 2902 -2912.Alice, M.W. Hunt Development of quartz cathodoluminescence for the geological grouping of archaeological ceramics: $ring effects and data analysis/ M.W. Alice // Journal of Archaeological Science. – 2013. – V.40. – P. 2902 -2912.Рид, С.Дж.Б. Мир наук о земле. Электронно-зондовый микроанализ и растровая электронная микроскопия в геологии/ С.Дж.Б Рид / перевод с английского Д.Б. Петровой, И.М. Романенко, В.А. Ревенко . – М.: изд-во Техносфера, 2008. – 240 с.Рид, С.Дж.Б. Мир наук о земле. Электронно-зондовый микроанализ и растровая электронная микроскопия в геологии/ С.Дж.Б Рид / перевод с английского Д.Б. Петровой, И.М. Романенко, В.А. Ревенко . – М.: изд-во Техносфера, 2008. – 240 с.Dennis C. Small Sample Mounting Technique for Scanning Electron Microscopy and X-Ray/ C. Dennis and A. Ward [Электронный ресурс] // Analysis Forensic science Communications. - 1999. - V.1 - №2. URL: http://www.fbi.gov/about-us/lab/forensicscience-communications. (Дата обращения 03.05.2014).Dennis C. Small Sample Mounting Technique for Scanning Electron Microscopy and X-Ray/ C. Dennis and A. Ward [Электронный ресурс] // Analysis Forensic science Communications. - 1999. - V.1 - №2. URL: http://www.fbi.gov/about-us/lab/forensicscience-communications. (Дата обращения 03.05.2014).Pye K. Geological and Soil Evidence. Forensic Applications / K. Pye. – Boca Raton: CRC Press, 2007. – 356 p. Print ISBN: 978-0- 8493-3146-6Pye K. Geological and Soil Evidence. Forensic Applications / K. Pye. – Boca Raton: CRC Press, 2007. – 356 p. Print ISBN: 978-0- 8493-3146-6Meeker, G. P. Determination of a Diagnostic Signature for World Trade Center Dust using Scanning Electron Microscopy Point Counting Techniques. Open-File Report 2005 [Электронныйресурс]/ G. P.Meeker et al. // U.S. Department of the Interior U.S. Geological Survey, Denver Federal Center, Denver, CO 80225. URL: http://pubs.usgs. gov/of/2005/1073/ OF2005_1031_508.pdf. (Дата обращения 13.04.2014).Meeker, G. P. Determination of a Diagnostic Signature for World Trade Center Dust using Scanning Electron Microscopy Point Counting Techniques. Open-File Report 2005 [Электронныйресурс]/ G. P.Meeker et al. // U.S. Department of the Interior U.S. Geological Survey, Denver Federal Center, Denver, CO 80225. URL: http://pubs.usgs. gov/of/2005/1073/ OF2005_1031_508.pdf. (Дата обращения 13.04.2014).Meeker, G.P. Mineralogy and Morphology of Amphiboles Observed in Soils and Rocks in El Dorado Hills, California. OpenFile Report 2006–1362 U.S. / G.P Meeker et al. [Электронныйресурс]. //Department of the Interior U.S. Geological Survey. URL: http:// pubs.usgs.gov/of/2006/1362.(Дата обращения 23.02.2014).Meeker, G.P. Mineralogy and Morphology of Amphiboles Observed in Soils and Rocks in El Dorado Hills, California. OpenFile Report 2006–1362 U.S. / G.P Meeker et al. [Электронныйресурс]. //Department of the Interior U.S. Geological Survey. URL: http:// pubs.usgs.gov/of/2006/1362.(Дата обращения 23.02.2014).Guidelines for the Application of SEM/EDX Analytical Techniques to Particulate Matter Samples/ D. Robert et al. - Conner EPA, 2002. - 91 p.Guidelines for the Application of SEM/EDX Analytical Techniques to Particulate Matter Samples/ D. Robert et al. - Conner EPA, 2002. - 91 p.TriptiPachauri. SEM-EDX Characterization of Individual Coarse Particles in Agra/ TriptiPachauri et al. // India Aerosol and Air Quality Research. – 2013. - № 13. - P. 523–536.TriptiPachauri. SEM-EDX Characterization of Individual Coarse Particles in Agra/ TriptiPachauri et al. // India Aerosol and Air Quality Research. – 2013. - № 13. - P. 523–536.Telloli, C. Vertical Profiles of Airborne PM in Po Valley During Wheat Harvest Activities / C. Telloli et al. //Advances in Natural Science. – 2013. -V. 6. - No. 4. - P. 27-34.Telloli, C. Vertical Profiles of Airborne PM in Po Valley During Wheat Harvest Activities / C. Telloli et al. //Advances in Natural Science. – 2013. -V. 6. - No. 4. - P. 27-34.McVicarM. J. The Forensic Comparison of Soils by Automated Scanning Electron Microscopy / M. J. Mcvicar and W.J. Graves // J. Canadian Society of Forensic Science. – 1997. –V. 30. - Issue 4. – P. 241-261.McVicarM. J. The Forensic Comparison of Soils by Automated Scanning Electron Microscopy / M. J. Mcvicar and W.J. Graves // J. Canadian Society of Forensic Science. – 1997. –V. 30. - Issue 4. – P. 241-261.Cengiz, S. SEM–EDS analysis and discrimination of forensic soil / S. Cengiz et al. // Forensic Science International. – 2004. - V. 141. - Issue 1. P. 33-37.Cengiz, S. SEM–EDS analysis and discrimination of forensic soil / S. Cengiz et al. // Forensic Science International. – 2004. - V. 141. - Issue 1. P. 33-37.Pirrie, D. Rapid quantitative mineral and phase analysis using automated scanning electron microscopy (QEMSCAN®); potential applications in forensic geoscience / D. Pirrie et al. // Forensic Geoscience, Principles, Techniques and Applications, Vol. 232 Geological Society Special Publication / Ed. by K. Pye and D.J. Croft. – London, 2004. P. 23–136.Pirrie, D. Rapid quantitative mineral and phase analysis using automated scanning electron microscopy (QEMSCAN®); potential applications in forensic geoscience / D. Pirrie et al. // Forensic Geoscience, Principles, Techniques and Applications, Vol. 232 Geological Society Special Publication / Ed. by K. Pye and D.J. Croft. – London, 2004. P. 23–136.Pirrie, D. Automated SEM-EDS (QEMSCAN®) Mineral Analysis in Forensic Soil Investigations: Testing Instrumental Reproducibility Chapter 26/ D. Pirrie et al.// Criminal and Environmental Soil Forensics / Ed. by K. Ritz et al. –London: © Springer Science + Business Media, 2009. – P. 411-430.Pirrie, D. Automated SEM-EDS (QEMSCAN®) Mineral Analysis in Forensic Soil Investigations: Testing Instrumental Reproducibility Chapter 26/ D. Pirrie et al.// Criminal and Environmental Soil Forensics / Ed. by K. Ritz et al. –London: © Springer Science + Business Media, 2009. – P. 411-430.Bierman, B. J. Automated SEM/EDS Analysis and Classi$cation of Forensic Samples [Электронныйресурс] Created 2010-10-17 Published on Forensic Magazine 23:33. URL: http://www.forensicmag.com.(Датаобраще- ния 11.03.2014).Bierman, B. J. Automated SEM/EDS Analysis and Classi$cation of Forensic Samples [Электронныйресурс] Created 2010-10-17 Published on Forensic Magazine 23:33. URL: http://www.forensicmag.com.(Датаобраще- ния 11.03.2014).Stoney, D. A. Use of Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS) Methods for the Analysis of Small Particles Adhering to Carpet Fiber Surfaces as a Means to Test Associations of Trace Evidence in a Way that is Independent of Manufactured Characteristics. Technical Report.[Электронный ресурс].June 1012, 77 p. URL:https:// www.ncjrs.gov/pdffiles1/nij/grants/239051. pdf. (Дата обращения: 07.06.2014).Stoney, D. A. Use of Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS) Methods for the Analysis of Small Particles Adhering to Carpet Fiber Surfaces as a Means to Test Associations of Trace Evidence in a Way that is Independent of Manufactured Characteristics. Technical Report.[Электронный ресурс].June 1012, 77 p. URL:https:// www.ncjrs.gov/pdffiles1/nij/grants/239051. pdf. (Дата обращения: 07.06.2014).Otten W.Integrating physical and chemical techniques to characterize soil microsites / W.Otten et al. // 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World: Proceedings / Brisbane, Australia, 2010. - 60-63P. [Электронный ресурс].(Published on DVD).Otten W.Integrating physical and chemical techniques to characterize soil microsites / W.Otten et al. // 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World: Proceedings / Brisbane, Australia, 2010. - 60-63P. [Электронный ресурс].(Published on DVD).Watt, J. Automated Characterisation of Individual Carbonaceous Fly-Ash Particles by Computer Controlled Scanning Electron Microscopy: Analytical Methods and Critical Review of Alternative Techniques / J. Watt // Water, Air, and Soil Pollution. – 1998. – V.106. - Issue 3-4. P. 309-327.Watt, J. Automated Characterisation of Individual Carbonaceous Fly-Ash Particles by Computer Controlled Scanning Electron Microscopy: Analytical Methods and Critical Review of Alternative Techniques / J. Watt // Water, Air, and Soil Pollution. – 1998. – V.106. - Issue 3-4. P. 309-327.Botha, P.W.S.K. Ultrafast Phase Mapping of Thin-Sections from An Apollo 16 Drive Tube – a New Visualization of Lunar Regolith / P.W.S.K. Botha et all // Geological Society of America Joint Annual Meeting, 5-9 October 2008: Abstracts/ Houston, Texas, 2008. - P. 345-3.Botha, P.W.S.K. Ultrafast Phase Mapping of Thin-Sections from An Apollo 16 Drive Tube – a New Visualization of Lunar Regolith / P.W.S.K. Botha et all // Geological Society of America Joint Annual Meeting, 5-9 October 2008: Abstracts/ Houston, Texas, 2008. - P. 345-3.Snape, J. F. A Evaluation of Techniques used in the Age And Petrologic Analysis of Apollo12 Basalts / J. F. Snape et al. // 42nd Lunar and Planetary Science Conference: Proceedings/ Woodland, Texas, 2011.Snape, J. F. A Evaluation of Techniques used in the Age And Petrologic Analysis of Apollo12 Basalts / J. F. Snape et al. // 42nd Lunar and Planetary Science Conference: Proceedings/ Woodland, Texas, 2011.Alexander, L. Basaltic diversity examined through chemical analysis of mineral phases in Apollo 12 soil sample 12023,155/ L. Alexander et al. // European Planetary Science Congress, 8-13 September 2013: EPSC Abstracts/London,2013. - V. 8. – P.168.Alexander, L. Basaltic diversity examined through chemical analysis of mineral phases in Apollo 12 soil sample 12023,155/ L. Alexander et al. // European Planetary Science Congress, 8-13 September 2013: EPSC Abstracts/London,2013. - V. 8. – P.168.Snape J. F. Basaltic regolith sample 12003,314: A new member of the Apollo 12 feldspathic basalt suite? [Электронный ресурс]/ J.F. Snape et al.// Lunar and Planetary Science. – 2013. - № XLIV. Abstract # 1044. URL:http://www.lpi.usra.edu/exploration/ publications/index.shtml. (Дата обращения: 14.05.2014).Snape J. F. Basaltic regolith sample 12003,314: A new member of the Apollo 12 feldspathic basalt suite? [Электронный ресурс]/ J.F. Snape et al.// Lunar and Planetary Science. – 2013. - № XLIV. Abstract # 1044. URL:http://www.lpi.usra.edu/exploration/ publications/index.shtml. (Дата обращения: 14.05.2014).Knappett C. Mineralogical analysis and provenancing of ancient ceramics using automated SEM-EDS / C. Knappett et al. // Journal of Archaeological Science. – 2010. – V. 38. - №. 2. – P. 219-232.Knappett C. Mineralogical analysis and provenancing of ancient ceramics using automated SEM-EDS / C. Knappett et al. // Journal of Archaeological Science. – 2010. – V. 38. - №. 2. – P. 219-232.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.