这起爆炸案的严重性，很快引起了各级领导和公安部门的高度重视。当晚，福建省公安厅、厦门市公安局联合成立了 “6?24” 公交车爆炸案专案组，抽调了全省最精干的刑侦、技术和法医人员，全力投入案件侦破工作。那个夜晚，专案组的所有成员都没有合眼，他们在现场搭建了临时指挥部，制定了详细的侦破方案，兵分三路展开工作。
第一组警力负责维护现场秩序，清理现场残留物，尽快恢复交通通行。民警们穿着防护服，小心翼翼地清理着现场的遗骸和碎片，每一个细小的物品都被妥善保管，作为潜在的证据。为了避免破坏现场，他们甚至放弃了使用大型机械，用手和小型工具一点点清理，双手被划破是常有的事。
第二组警力承担起排查可疑人员的任务。他们以厦门为中心，辐射全省范围，对有盗窃、爆炸前科的人员，近期流入厦门的外来人员，以及各类重点管控对象进行逐一排查。同时，他们还走访了公交车沿线的商铺、居民和过往行人，希望能找到目击者，获取有价值的线索。
第三组是技术勘查组，这也是案件侦破的核心力量。技术人员带着专业设备，对爆炸现场进行了全方位的勘查，提取了爆炸残留物、车辆碎片和受害者的随身物品等大量物证。他们的目标很明确：通过技术分析，确定爆炸物的种类和数量，锁定爆炸中心点，为后续的侦破工作提供方向。
技术人员经过连续几天的细致勘查和反复比对，最终确定了爆炸的精确位置：位于车厢前部第六个座位右侧前方约 20 厘米的通道地板上。爆炸在地板上炸出了一个直径约 50 厘米的大洞，洞下方的钢梁从上到下被彻底撕裂，车轮外胎呈现粉碎性破坏，轮毂也严重凹陷。这些痕迹表明，爆炸物是被放置在车厢地板上引爆的，且威力巨大。
为了确定爆炸物的具体种类和数量，技术人员将提取到的残留物样本送往国家权威技术部门进行鉴定。经过专业分析，最终确认爆炸物为硝氨类炸药，总重量约 9 公斤。硝氨类炸药威力强劲，通常用于矿山开采和大型工程爆破，如此大剂量的炸药被带入公交车，显然是有预谋的犯罪行为。
与此同时，专案组的 49 名成员开始了一项艰巨的任务：核实车上所有乘客的身份和位置。当时，这辆公交车上共有 169 名乘客，其中 8 人在中途下车，幸免于难。要在短时间内核实 169 人的身份信息，并确定他们在车厢内的具体位置，难度极大。专案组采用了 “滚雪球式” 的排查方法：先找到幸存的乘客和部分遇难者家属，通过他们回忆同行的熟人或相邻的乘客，再顺藤摸瓜，逐步扩大排查范围。
这个过程异常繁琐。民警们白天走访幸存者和家属，晚上整理信息，常常忙到凌晨。有一位幸存的工人，因为爆炸导致听力受损，交流十分困难，民警们耐心地用纸笔与他沟通，花了整整一天时间，才从他口中了解到相邻几位乘客的信息。经过 20 多天的不懈努力，专案组终于核实了所有 169 名乘客的身份，并且绘制出了他们在车厢内的大致位置分布图。
身份核实工作完成后，案件侦破进入了关键阶段：锁定嫌疑人。专案组对所有乘客的背景信息进行了详细调查，包括他们的职业、社会关系、有无犯罪记录等。同时，法医对 40 名遇难者的遗骸进行了长达三个月的细致检验。在检验过程中，技术人员发现，所有遗骸上都没有发现自动引爆装置的残留物，这就排除了凶手安装定时炸弹后离开现场的可能性。
凶手必然在这辆公交车上，且很可能已经在爆炸中身亡。
这一发现让专案组的排查范围大大缩小。他们将重点放在了 40 名遇难者身上，逐一核实他们的身份和背景。很快，一个关键线索浮出水面：40 名遇难者中，有 39 人的遗体都被家属认领，唯独一名男性死者无人认领。更重要的是，法医通过检验确定，这名男性死者的遗体距离爆炸中心点最近，身体损伤最为严重，他具有重大的作案嫌疑。
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