水温与水中尸体上浮时间的关系

李旭，周亚萍，何树文，林彬

广州市公安局水上分局，广东 广州 510235

广州珠江主航道是珠江广州市区段的一部分，地处南亚热带，为不规则半日潮，水域环境复杂。目前国内外针对水中尸体的研究集中在死亡原因、死亡性质、死亡时间的推断及个体识别[1-4]。对于尸体上浮时间，有研究[5]发现尸体上浮时间与水温呈负相关。但是，研究多以每个季度或者月份的气温或水温变化为变量[6-10]。

本研究通过建立豚鼠在不同水温下的溺死模型，并整理珠江水域浮尸案例的数据资料，探讨溺死水域水温与浮尸平均上浮时间之间的关系，为更精确地定位搜索浮尸提供参考。

1.1 豚鼠溺死模型

28只豚鼠全部购置于广州市花鸟鱼虫市场，体质量700～1 200 g，体长20～25 cm。水箱高50 cm、长46 cm、宽29 cm，水箱内水深40 cm，放置在空调房内。水箱中放置LT-801 数显智能温控器探头（浙江蓝腾电器有限公司），水箱内LX 纯钢200W 款加热棒（LH0304）与温控器开关相连，控制水箱温度。当水温达到17～30 ℃，随水温每变化1 ℃随机选择2 只豚鼠放入水箱中溺死。使用FDR-AX60 4K 高清数码摄像机（日本SONY 公司）和300 万全彩云台无线网络摄像机（TLIPC43AW 全彩，普联技术有限公司）记录豚鼠死后上浮时间、尸体浮出水面情况。

本研究按照动物福利要求饲养动物，购置饲养笼、豚鼠专用豚鼠饲料和蔬菜，早晚各投食1 次。动物实验经过广州市公安局水上分局批准开展。

1.2 案件浮尸数据

2018—2020 年广州市公安局水上分局法医学检验的浮尸案件32例。纳入标准：（1）浮尸身份明确，衣着正常；
（2）有明确落水时间和发现时间；
（3）经调查落水地和发现地几乎都在同一地点；
（4）所有浮尸均为意外和自行落水；
（5）浮尸均发现于广州市公安局水上分局辖区水域内，浮尸水域的水温数据来自广州市公安局水上分局辖区内的珠江钢铁厂；
（6）根据国家海洋信息中心编制的《潮汐表》对应查询案例尸体上浮时的潮位；
（7）本研究中，9 岁浮尸只有1例，虽然未成年，体表面积与成人不同，可能会影响腐败后的浮力，但是该水温内上浮尸体只有该名儿童，所以将其纳入数据整理。

1.3 统计分析

数据录入SPSS 24.0 软件（美国IBM 公司），进行相关性分析，以水温为x轴、尸体平均上浮时间为y轴绘制趋势图，选择多项式函数和幂函数建立模型。检验水准α=0.01。

2.1 豚鼠尸体平均上浮时间

28 只豚鼠挣扎10～20 min 溺死，尸体腐败上浮时，尸体微露水面。随着腐败时间延长，尸体膨胀，更多部分浮出水面。27 ℃、29 ℃实验中的第一只上浮时间只有0.1 h，尸体快速上浮，时间太短，考虑干性溺死，尸体未腐败，故未纳入数据分析。豚鼠尸体平均上浮时间与水温之间呈负相关（r=-0.902，P＜0.01）。根据拟合曲线（图1），多项式函数和幂函数方程分别为：

图1 豚鼠尸体平均上浮时间随水温变化趋势拟合曲线Fig.1 Fitting curve of average floating time of guinea pig corpse with water temperature

随着水温的升高，溺死豚鼠尸体的平均上浮时间缩短。水温为20 ℃时，豚鼠尸体的平均上浮时间比21 ℃和22 ℃水温上浮时间短。水温高于25 ℃以后，豚鼠尸体的平均上浮时间趋于稳定。

2.2 案件尸体平均上浮时间

本案例浮尸中男性22 名，女性10 名。32例浮尸年龄范围9～72 岁，平均年龄27 岁。浮尸尸长130～180 cm，平均165.5 cm。尸体在涨潮时上浮20例、退潮时12例、平潮时未见。

尸体平均上浮时间与水温的相关性呈负相关（r=-0.818，P＜0.01）。多项式函数和幂函数方程分别为：

通过拟合曲线（图2）可见，随着水温的升高，尸体平均上浮时间缩短。水温高于25 ℃，尸体平均上浮时间趋于稳定。

图2 水中尸体平均上浮时间随水温变化趋势拟合曲线Fig.2 Fitting curve of average floating time of the aquatic cadaver with water temperature

但在多项式函数模型中，上浮时间会出现负值，不适用于实际情况，故幂函数模型更符合实际情况。

浮尸在流动水域中的定位及搜索是一个难题。广州市公安局水上分局辖区水域是潮汐流，进一步加大了浮尸的搜寻难度。以往的研究[11-13]主要集中在船难、海难等遇难者尸体的搜索，直接通过流体动力学建立拉格朗日、风压漂移等搜救模型，并没有考虑尸体上浮时间对搜索的影响。本研究利用豚鼠溺死模型以及珠江水域浮尸的数据资料，通过模型拟合，初步探讨水温与溺死豚鼠尸体、案件尸体的平均上浮时间的关系，为搜寻浮尸提供参考。

影响溺水者尸体上浮的因素：（1）落水者因受到即时水流的影响，随水流漂动，珠江水深且有涡流，落水者挣扎后失去体能更容易被涡流带入水下。由于落水者在水中会挣扎运动以及受到水流的影响，所以落水点和下沉点会发生偏移。（2）落水者沉入水底后会受水压和不规则河床底部的影响。DILEN[14]研究发现，当模拟人比重在1.018～1.032 时，水底流速在0.07～0.66 m/s 范围内，淹没的模拟人沿河床的移动可以忽略不计。所以，根据不同的河床结构，尸体会移动或静止在水底。水底的尸体在细菌的影响下腐败产气，当尸体密度小于水的密度后上浮。（3）尸体在上浮时会受到即时水流的影响，随着水流方向加速运动，平潮时则直接上升至水面。有研究[15]发现，尸体上浮是在退潮时，因为该时刻的水压最小，但是本研究中尸体于涨潮时上浮的有20例、退潮时有12例、平潮时未见，与MATEUS 等的研究结果[15]略有不同。

本研究结果显示，豚鼠平均的上浮时间与案件尸体平均上浮时间与水温呈负相关，即随着水温的升高，溺死豚鼠和案件尸体平均的上浮时间都在缩短，水温高于25 ℃，平均上浮时间趋于稳定。实验中27 ℃、29 ℃都有1 只上浮时间只有0.1 h，尸体快速上浮，时间太短，考虑干性溺死[9]。该类溺死实质是猝死，未吸入过多溺液，所以尸体本身密度较小，腐败产气时间很短，极端案例甚至出现不下沉。尽管在豚鼠实验和案件尸体平均上浮时间与水温关系的曲线拟合结果均显示，多项式函数模型的R2大于幂函数模型，但在豚鼠的多项式函数模型中，上浮时间出现了负值，与实际情况相矛盾，所以本研究认为幂函数模型符合客观事实。

人体上浮所需时间与豚鼠存在差异。首先，可能是因为人和豚鼠的个体质量完全不同，人体腐败时间要比豚鼠长。尸体腐败并膨胀，尸体体积增加会增大浮力，使上浮加快[16]。其次，豚鼠在实验室环境下，水箱底部环境平坦无杂物，水深较浅，尸体上浮时间只受水温影响。而珠江河床水文环境复杂，杂物拖挂，水底泥沙覆盖，且水位较深，水压较大，尸体从水底上浮需要更大的浮力，需要更长的腐败时间。同时尸体案例还受到水域内混杂因素的影响，如潮汐流的流速和流向、潮汐改变水域的深度、航行的游船扰动水流、周边各类小河涌水流汇入等。再次，溺死豚鼠是通过录像确定准确的上浮时间，而尸体数据受现有技术限制，发现浮尸有一定的滞后性，因此发现时间比实际上浮时间更长。

尸体的腐败来源于体内的腐败菌群繁殖，深水区域水温过低，尸体内菌群繁殖停滞，导致尸体停止腐败。由此可见，尸体内适宜的温度和菌群数量对腐败过程有一定的影响。在自然环境下，尸体体内菌群数量不同会影响尸体上浮时间。

关于尸体腐败与水温的关系，国外学者[17]研究发现，尸体腐败程度与气温呈正相关，毛坤云等[5]认为浮尸腐败与温度具有很强的相关性，是决定尸体腐败的重要因素。本研究结果显示，水温越高，平均上浮时间越短。在同一温度时，案件的尸体上浮时间存在差异，但是会集中在一定的时间区间内。在相近的水温环境下，案件的尸体上浮时间存在交集，且两者平均上浮时间集中在相近的时间段内。不同水温，尸体的平均上浮时间是一个时间区间，相近温度，尸体上浮时间会出现交叉。造成这样的原因可能是个体、衣着、水中溺死的方式（如干性溺死和水域环境）等差异。由于尸体腐败上浮时间受水温影响大，应当关注水域环境的情况，获取尸体沉没位置水域的温度。有研究[15,18]采集气温或水域的表层水温，对于较深水域，不同水层水温不同，应以江底的水温为标准。

本研究通过豚鼠溺死模型和真实浮尸案例，探讨了水中尸体平均上浮时间和水温的关系，为下一步建立浮尸定位和搜索模型提供参考。在今后的研究中需增大样本量，加强浮尸上浮数据搜集，提高模型推断的准确性。