此时，死亡人数已经增加到12人，中毒入院的83人里，有10人还在重症监护室抢救。公安部工作组下了死命令：必须在一周内找到突破口！所有警察全部下到一线，走访所有病人和家属，采集样本，排查线索。
刘建国负责走访住院病人，那段时间，他几乎没合过眼。白天，他在医院里挨个询问病人发病前吃了什么、喝了什么、去过哪里，详细记录在笔记本上；晚上，他和同事们整理笔录，绘制病人住宅的平面图，分析可能的中毒地点。为了采集样本，他和同事们几乎成了“专职护理”，病人一有呕吐物、排泄物，他们立刻用特制的容器接好，马不停蹄地送到检测中心。
“那段时间，我们身上的味儿比医院的厕所还难闻。”后来刘建国回忆起当时的场景，眼圈还会发红，“有个病人呕吐得厉害，吐了我一身，我连擦都没擦，先把样本装好。回到家，我老婆不让我进门，说我身上有‘毒’，连孩子都不让我抱。我只能在门口的柴房睡，每天用肥皂洗三遍澡，可那股味儿好像渗进骨头里了。”
更折磨人的是心理压力。有几个民警因为连续熬夜，出现了头晕、乏力的症状，吓得以为自己也中了毒，赶紧跑去做检查，结果都是虚惊一场。刘建国自己也有过类似的经历，有天晚上，他在整理笔录时，突然觉得手脚发麻，当时脑子里第一个念头就是“完了，我也中招了”，后来才发现是蹲在地上太久，血液循环不畅。
警察们采集了大量样本：死者的衣物、饮食器具、呕吐物、现场发现的毒鼠强空瓶、甚至是村里的井水、鱼塘水、庄稼叶子。可因为当地医疗条件有限，很多样本送到检测中心时已经变质；少数能检测的样本，也没查出明确的毒物，只在几只死鸡的胃里发现了氟乙酰胺，一种国家明令禁止生产的剧毒农药，但在农村很常见，没法作为直接证据。
案件再一次陷入僵局。10月初，联合工作组召开紧急会议，周志坚拍着桌子说：“不管用什么方法，必须说服家属同意解剖！这是唯一的出路！”这一次，民警们改变了策略，不再只找死者直系亲属，而是请出村里的老人、宗族长老一起劝说。在农村，宗族的力量比政府的话更管用。
要卖村的宗族长老陈老爷子，是个德高望重的老人。民警们找到他，把死亡人数、中毒情况一五一十地说了，还带他去医院看了那些在重症监护室里挣扎的病人。“陈老爷子，”刘建国握着他的手，“现在不是讲老规矩的时候了。再不查清楚，可能整个村子的人都要遭殃。您老出面，帮我们劝劝家属，行吗？”
陈老爷子沉默了很久，最终点了点头。他带着几个宗族长辈，挨家挨户地做工作，用“为全村人保命”的理由，终于说服了6户死者家属。10月8日，这6具尸体被送往肇庆市法医鉴定中心，进行全面解剖。当解剖报告出来时，所有参与侦破的人都松了一口气，死者体内都检测出了不明来源的剧毒物质，但具体成分，还需要更专业的检测。
10月17日，广东省公安厅刑侦处的民警，带着这些关键检材，死猪死鸡的胃内容物、陈泽辉吃剩的米粥、死者的脏器组织、立新公司的水样，连夜赶往北京，送到了公安部物证鉴定中心。负责此次检验的，是我国毒物检验领域的权威专家——冯世珍。
冯世珍这个名字，在刑侦系统里几乎无人不晓。从上个世纪70年代起，她就扎根在毒物检验第一线，近30年里，经她手检验的中毒案件检材不计其数。这些检材里，有高度腐败、蛆虫满爬的尸体脏器，有携带肺结核、艾滋病等传染病的死者体液，还有致癌的剧毒化学试剂。她的实验室里，常年弥漫着刺鼻的化学气味，可她从来没抱怨过——用她的话说，“每一份检材里都藏着真相，我不能辜负死者的期待”。
2000年退休后，因为工作需要，她又被中心返聘，继续战斗在一线，直到2004年因病去世。后来，公安部追授她“全国公安系统一级英雄模范称号”，她的同事们都说：“冯老师这辈子，是把命都献给毒物检验了。”
当广东的民警把案情和检材交给冯世珍时，她立刻皱起了眉头。“之前的检测排除了毒鼠强、有机磷，只在鸡胃里发现了氟乙酰胺，但人畜的症状比单纯的氟乙酰胺中毒更复杂。”她戴上老花镜，仔细翻看解剖报告，“这些检材很关键，必须尽快检验，不能耽误时间。”
冯世珍首先对检材进行分类处理。她知道，氟乙酰胺是水溶性毒物，无色无味，1984年就被国家明令禁止生产，可因为成本低、毒性强，很多不法分子还在偷偷生产。1992年轰动全国的“灭鼠大王邱满囤案”，核心就是邱氏鼠药里含有氟乙酰胺，当时冯世珍就是主要的检验人之一，最终用科学数据证明了鼠药的毒性，让邱满囤二审败诉。
为了排除干扰，冯世珍采用了“空白对照法”，在检验检材的同时，用同样的试剂和步骤检验空白样本，确保结果的准确性。光是溶液萃取这一道工序，她就连续做了三天三夜，控制溶剂浓度、调节酸碱度、反复过滤提纯，每一个步骤都精益求精，稍微出一点错，就可能导致整个检验前功尽弃。
与此同时，她的同事何毅负责用气相色谱、气质联用等大型仪器，对萃取液进行逐项排除检测。10月29日，广东警方又送来一份新的检材，4天前突发死亡的村民陆某的脏器组织，冯世珍二话不说，立刻加入到新检材的处理中。
检验过程中，冯世珍的老毛病，关节炎犯了，膝盖肿得像馒头，每走一步都疼。同事们劝她休息，她却说：“广东那边还有人在等着，多耽误一天，就可能多一个受害者。”她把热水袋敷在膝盖上，继续坐在实验台前，直到完成所有检材的初步检验。
为了确保结果万无一失，11月6日和10日，冯世珍将所有检材和对照样本，分两批送到军事医学科学院，用核磁共振仪进行复核——这种仪器能精准检测出物质的分子结构，是当时最权威的检验手段之一。在邱满囤案中，就是军科院的核磁共振检测，最终证实了鼠药中的氟乙酰胺成分。
11月21日，军科院的检验结果送了回来。冯世珍拿着报告，和自己的检验数据逐一对比，当看到“所有项目完全吻合”时，她终于露出了笑容。当天下午，她就拨通了广东工作组的电话，声音里带着抑制不住的激动：“查出来了！是氟乙酰胺和氟乙酸钠，两种剧毒物质混合中毒！”
鉴定书很快发往广东：死猪死鸡的胃内容物、陈泽辉吃剩的米粥中，都检测出氟乙酰胺和氟乙酸钠；死者陈某的脏器组织中，检测出氟乙酸钠；鸡胃内容物中，还检测出少量毒鼠强。其余检材中，未发现这几种毒物，这就意味着，立新公司的排污虽然造成了环境污染，但并不是导致人畜死亡的直接原因。真正的凶手，是人为投毒！
真相的方向终于明确。工作组立刻调整侦查方向，从“排查污染”转向“抓捕投毒者”。就在这时，一条关键线索传来，11月中旬的一天，金利镇一家小吃店的服务员，亲眼看到一个当地妇女，在吃完早餐后，偷偷往店里的公用水壶里倒了些白色粉末。
“那女人看着挺老实的，穿件灰布衫，手里拎着个黑布包。”服务员回忆说，“她倒完粉末就赶紧走了，我觉得不对劲，就报了警。”警方立刻对水壶里的水进行检测，结果显示，水中含有大量的氟乙酰胺和磷化锌——又是两种剧毒物质。
“投毒者就在我们身边！”周志坚在动员大会上说，“从投毒地点来看，她是无差别投毒，不管是亲戚还是陌生人，都可能成为目标。这种人极度危险，必须尽快抓获！”
最初，警方把排查重点放在了“邻里关系差、爱撒泼、不孝顺公婆”的妇女身上，按照常理，投毒者往往是因为积怨才作案。可排查了半个月，筛查了近百名符合条件的妇女，一点线索都没有。
“我们可能搞错方向了。”公安部工作组的刑侦专家李警官提醒道，“这个投毒者能潜伏五个月不被发现，说明她很会伪装，邻里评价肯定很好，这样才能降低别人的警惕。你们反过来想想，那些‘老实本分、人缘好’的妇女，有没有可疑的？”
这个思路一下子打开了僵局。警方重新梳理线索，让小吃店服务员对重点嫌疑人的照片进行辨认。当看到42岁的要卖村妇女杜润琼的照片时，服务员立刻指着说：“就是她！我认得她的脸！”
杜润琼，小学三年级文化，平时在村里以“老实本分”着称，孝顺公婆，和邻居相处和睦，谁也没想到她会和投毒案联系起来。警方立刻对她展开外围侦查，发现她有个19岁的儿子叫汤友华，母子俩经常在夜里一起出门，行踪诡异。更重要的是，有村民反映，杜润琼最近经常去镇外的庙里求签，还买过不少“老鼠药”。
12月7日，警方在杜润琼的家中，将她和儿子汤友华一举抓获。当民警冲进家门时，杜润琼正在用铝锅搅拌一些白色粉末，旁边的袋子里，装着已经拌好毒药的大米。看到民警，她没有挣扎，只是平静地说：“我知道你们会来的。”
在审讯室里，杜润琼的表现让所有预审员都目瞪口呆。面对提问，她平静得像在说别人的事，可她说的每一句话，都让人觉得荒谬至极。“我不是故意杀人，我是在避灾。”她低着头，手指无意识地绞着衣角，“我经常去庙里求签，有一次抽到签文，写着‘呼调正当朝上后，这般家境乐无恙’，我觉得这是菩萨告诉我，要铲除社会上的坏人丑事，我的家才能平安。”
她还说，后来又抽到一支签，写着“让国江山守阳光”，她把这理解为“如果再不行动，就会把江山让出去，只能在家守着阳光，遗臭万年”。就是这两句被她曲解的签文，让她动了“杀人避灾”的念头。她觉得，只要“除掉”一些人，就能让自己和家人平安，甚至能“拯救”整个村子。
为了实施投毒，她鼓动19岁的儿子汤友华和她一起干。从1995年6月开始，母子俩先是购买了甲胺磷农药，投放到村里的鱼塘里，看着鱼大批死亡，杜润琼觉得“灾气开始消散”，于是变本加厉。后来，她又买到了含氟乙酰胺和氟乙酸钠的毒鼠药，开始了更大范围的投毒。
“我们一般晚上出门，”杜润琼交代，“把毒药抹在蔬菜叶子背面，灌进牛嘴里，用米、猪油渣拌着毒药到处撒。后来觉得这样太慢，就往小吃店的粥里、村民家的厨房里投。”她甚至为了方便携带，买了2300多个毒鼠强的空瓶子，用来装自己混合的毒药，这就解释了为什么之前在鱼塘边发现毒鼠强空瓶，却检测不到毒鼠强成分。
审讯到这里，刘建国突然想起了那个深夜巡逻时遇到的妇女，穿灰布衫、拎黑布包、说自己肚子疼，那不就是杜润琼吗？如果当时他能多留个心眼，检查一下她的布包，或许就能早一点阻止这场悲剧。想到这里，刘建国的拳头重重地砸在桌子上，眼里满是自责。
12月11日，警方将从杜润琼家中搜出的铝锅、背包、毒大米等物品，再次送往公安部物证鉴定中心。检验结果显示，铝锅上残留着氟乙酰胺，毒大米中含有大量氟乙酸钠，背包里也检测出毒物成分，铁证如山。
根据杜润琼的供认和警方的侦查，这场持续五个月的投毒案，共造成163人次中毒，18人死亡，243头猪、3000多只鸡、300多条鱼、10头牛死亡，直接经济损失高达280多万元。死者中，有老人，有孩子，有刚结婚的年轻人，他们和杜润琼无冤无仇，却因为她荒诞的念头，失去了生命。
1995年12月26日，肇庆市中级人民法院公开审理此案，以投毒罪判处杜润琼、汤友华死刑。面对判决，母子俩竟然不服，向广东省高级人民法院提出上诉。杜润琼在上诉状里写道：“我是为了避灾，不是故意杀人，请求法院从轻发落。”
1996年1月，广东省高级人民法院驳回上诉，维持原判。1月8日，杜润琼和汤友华被押赴金利镇刑场，执行枪决。行刑前，杜润琼看着远处的观音庙，嘴里还在念叨着签文，直到枪声响起，她荒诞而罪恶的一生，终于画上了句号。