W.A. MacCrehan, E.R. Patierno, D.L. Duewer, M.R. Reardon

W.A. MacCrehan, E.R. Patierno, D.L. Duewer, M.R. Reardon

PRZEK£ADY
W.A. MacCrehan, E.R. Patierno, D.L. Duewer, M.R. Reardon
Badanie wp³ywu zmiany amunicji
na sk³ad domieszek organicznych
wystêpuj¹cych w GSR
Journal of Forensic Sciences 2001, nr 46 (1), s. 57–62
Charakterystyka sk³adu organicznego w pozosta³oœciach powystrza³owych (OGSR) poprzez pomiary iloœci
propelenta i domieszek stabilizatora
to stosunkowo nowa metoda s³u¿¹ca
do ujawnienia, czy broñ palna zosta³a wykorzystana1. Jakoœciowa identyfikacja ró¿nych domieszek prochu
strzelniczego dostarcza informacji,
która prowadzi do powi¹zania pozosta³oœci ze strza³u z niewystrzelonym
prochem strzelniczym oraz pomaga
w ustaleniu, czy sprawca odda³ strza³
z konkretnej broni palnej2. Stosunkowo niedawno w celu ustalenia, czy
mo¿na w idealnych warunkach powi¹zaæ pozosta³oœci z niewystrzelonym prochem, rozpoczêto iloœciowe
pomiary sk³adu nitrogliceryny (NG),
dwufenyloaminy (DPA), N-nitrosodifenylaminy (NnDPA) i N,N’-dietyloN,n’dwufenylo mocznika (centralit
etylu – EC) w OGSR. W badaniach
tego typu nale¿y oceniæ wiele czynników, w tym mo¿liwoœæ kontaminacji
(zanieczyszczenia) pozosta³oœci od
wczeœniej wystrzelonej amunicji, niepewnoœæ wynikaj¹c¹ ze zmiennoœci
sk³adu chemicznego miêdzy cz¹steczkami oraz charakterystykê sk³adu determinowanego przez rodzaj
wykorzystanej sp³onki. Problem kontaminacji pozosta³oœci by³ ju¿ wczeœniej przedmiotem badañ. Zeichner
i wsp.3 przeprowadzili eksperyment
z wykorzystaniem strza³ów testowych
oddanych z tego samego typu broni.
Zastosowali proch strzelniczy zawieraj¹cy ró¿ne sk³ady metaliczne
78
sp³onki. Analiza pozosta³oœci metod¹
SEM/EDX wykaza³a wystêpowanie
mieszanych pozosta³oœci o zmiennym sk³adzie sp³onki. Ponadto Wolten i Nesbitt4 opisali, ¿e przy strzale
z u¿ywanej broni zaobserwowano
doœæ czêste wystêpowanie niewielkiej iloœci cz¹steczek zawieraj¹cych
miedŸ lub antymon w GSR z nabojów, które nie zawiera³y tych pierwiastków. Harris5 bada³ wp³yw niekonwencjonalnej amunicji o³owiowej
na póŸniejsze strza³y oddane z amunicji bezo³owiowej CCI Blazer.
Oprócz tego, ¿e zaobserwowano
cz¹steczki o³owiu, baru i antymonu
w GSR, te same pierwiastki wykryto
równie¿ w próbkach pobranych z wewnêtrznych czêœci komory broni.
Z kolei Gunaratnam6 wykry³ o³ów
i bar w GSR uformowanych w wyniku
oddania strza³u z dok³adnie wyczyszczonej broni z zastosowaniem bezo³owiowej amunicji Sintox. Wprawdzie dok³adne mechanizmy osadzania siê i uwalniania substancji metalicznych nie s¹ znane, stawia siê jednak tezê, ¿e zachodz¹ w wyniku wysokiej temperatury i ciœnienia wytwarzanych wewn¹trz komory, w momencie kiedy sp³onka i proch ulegaj¹
gwa³townemu odparowaniu i kondensacji7.
Mach i wsp.8 ujawnili dowody zanieczyszczenia OGSR od strza³ów
oddanych z u¿ywanej wczeœniej broni. Andrasko9, dziêki zastosowaniu
korelacji wzorów sk³adu domieszki,
stwierdzi³ brak kontaminacji od wcze-
œniej oddanych strza³ów. W poni¿szym opracowaniu autorzy, poprzez
iloœciow¹ analizê domieszek w pozosta³oœciach utworzonych w wyniku
oddanych kolejno strza³ów z wykorzystaniem znanego prochu, precyzyjnie oceniaj¹ zjawisko kontaminacji.
W poprzednich badaniach sk³adu
prochu zbadano zmiennoœæ miêdzy
cz¹steczkami siedmiu komercyjnych
prochów. Podczas gdy niektóre z
nich wykaza³y spójny – jednocz¹steczkowy sk³ad, pozosta³e charakteryzowa³y siê szerokim zakresem ró¿nych stê¿eñ domieszek10. Obliczenie stosunku propelenta NG do zawartoœci stabilizatora da³o dodatkowe informacje pomocne w powi¹zaniu pozosta³oœci z niewystrzelonym
prochem, nawet dla prochów charakteryzuj¹cych siê niejednorodnoœci¹
cz¹steczek. Poniewa¿ cz¹steczki
OGSR s¹ w du¿ej czêœci wynikiem
niepe³nego spalenia pojedynczych
drobinek, zmiennoœæ w sk³adzie niewystrzelonego prochu znajdzie odzwierciedlenie w wystrzelonych pozosta³oœciach. Zmiennoœæ ta jest
istotnym czynnikiem do rozwa¿enia,
w sytuacji kiedy mo¿na zabezpieczyæ
jedynie niewielk¹ liczbê cz¹steczek
OGSR. W swoich badaniach autorzy
dokonali wstêpnej oceny braku jednorodnoœci OGSR.
Na sk³ad OGSR mo¿e mieæ wp³yw
równie¿ materia³, z którego jest wykonana sp³onka amunicji11. Badania
tego typu s¹ teraz popularne, z uwa-
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 257/07
PRZEK£ADY
gi na wprowadzenie na rynek sp³onek charakteryzuj¹cych siê nowym
sk³adem, tzn. niezawieraj¹cych metali ciê¿kich. W odpowiedzi na zwiêkszone zainteresowanie zagro¿eniem
dla zdrowia i œrodowiska naturalnego
zwi¹zanym z wykorzystaniem konwencjonalnej amunicji o³owiowej producenci komercyjni, przy wspó³pracy
wojska USA, opracowali sp³onki i pociski bezo³owiowe. Dlatego te¿ uwaga powinna byæ skierowana na zbadanie charakterystycznych sk³adników, które s¹ zwi¹zane ze sp³onkami
oraz prochem. W nowych sp³onkach
metale, takie jak cynk i stront, lub bazy organiczne niezawieraj¹ce metalu
s¹ stosowane czêœciej ni¿ tradycyjne
po³¹czenia o³owiu, baru i antymonu.
Poniewa¿ wykrycie cynku i strontu
nie jest unikalne dla GSR, nale¿y
zbadaæ inne sposoby identyfikacji pozosta³oœci powystrza³owych. Analizy
zmierza³y do udzielenia odpowiedzi
na pytanie, czy istniej¹ znaczne ró¿nice miêdzy stê¿eniami ujawnionych
sk³adników w sp³onkach bezo³owiowych i tradycyjnych. Autorzy zbadali
równie¿ za pomoc¹ elektroforezy kapilarnej, czy amunicja ze sp³onk¹
bezo³owiow¹ zawiera charakterystyczne zwi¹zki organiczne.
Materia³y i metody
Odczynniki i wzorce
Do izolacji próbek OGSR za pomoc¹ metody USE (ultrasonic solvent extraction) wykorzystano wysokiej jakoœci metanol HPLC (J.T. Baker, Phillipsburg, NJ)12. Roztwór bufora do elektroforezy kapilarnej sk³ada³ siê z 25 mmol/l dodecylosiarczanu sodu – SDS (Pierce, Rockford, IL)
oraz 10 mmol/l bufora boranu sodu,
pH 9,1 (granulowany kwas borowy,
Mallinckrodt, Pary¿, KY oraz boran
sodu w postaci krystalicznej, J.T. Baker) w wodzie HPLC. Standardowy
roztwór sk³adaj¹cy siê z 2000 mg/l
NG, 1000 mg/l DPA i 1000 mg/l EC
(AccuStandard Inc., New Haven, CT)
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 257/07
w metanolu rozcieñczono do 200
mg/l NG (100 mg/l – pozosta³e sk³adniki) roztworem buforowym do kalibracji. Do standardowego roztworu
dodano równie¿ NnDPA (Chem
Service, West Chester, PA) do uzyskania koñcowego stê¿enia 100 mg/l.
W metanolu przygotowano wzorzec
wewnêtrzny, 2-metylo-6-nitroanilinê
(MNA) (Fluka – Milwaukee, WI).
Badanie amunicji
W badaniach wykorzystano dwa
rodzaje dostêpnych na rynku prochów: Hi-Skor 700X (dystrybutor IMR
Powder Company, Waszyngton, PA)
oraz Universal Clays (dystrybutor
Hodgdon – Shawnee Mission, KS).
Próbki prochu zatrzymano do analizy,
natomiast pozosta³¹ czêœæ, na strzelnicy Krajowego Instytutu Wzorców
i Technologii w Gaithersburgu (MD),
za³adowano do nabojów z br¹zu
maj¹cych sp³onki konwencjonalne
(tradycyjne) lub bezo³owiowe CCI
(Small Pistol O.E.M. Primer, Blount
Inc., Lewiston, ID). W celu przeprowadzenia eksperymentów ze zmian¹
prochu ka¿dy rodzaj prochu by³ ponownie ³adowany do 100 nabojów
z br¹zu Remington (.357 Magnum)
posiadaj¹cych
konwencjonaln¹
sp³onkê. Aby zaœ przeprowadziæ eksperymenty ze zmian¹ sp³onki, przygotowano 92 strza³y z ka¿dym rodzajem prochu oraz dla obu rodzajów
sp³onki. Strza³y oddano z rewolweru
Smith and Wesson, model 19-4, .357
Magnum. Zastosowano pociski 125kulkowe z wydr¹¿onym wierzcho³kiem. Ka¿dy nabój by³ za³adowany
4,5 kulki (ok. 290 mg) prochu.
dratami z teflonu o wymiarach
15 x 15 cm (Bytac, PGC Scientifics),
przez które pociski wystrzelono. Na
czas oddawania strza³ów testowych
zdejmowano pokrywê pude³ka i oddawano strza³ z broni z odleg³oœci 2 metrów, prostopadle do tarczy o kierunku
nachylenia w dó³ ok. 30o. Strza³y oddawano z tzw. wolnej rêki oraz
w przestrzeni zamkniêtej.
Pierwszy etap eksperymentu obejmowa³ czyszczenie broni specjalnym
p³ynem (Klean-Bore Formula 3 gun),
nastêpnie spryskanie substancj¹ Generation 2000 Contact Clean, op³ukanie freonem i pozostawienie do wyschniêcia. Aby przygotowaæ broñ,
wystrzelono z niej piêæ sztuk amunicji
Hi-Skor do pude³ka nr 1, nastêpnie
oddano jeden strza³ z amunicji na³adowanej innym prochem – Universal
Clays, do pude³ka nr 2. Drugi pojedynczy strza³ z Universal Clays oddano do pude³ka nr 3. Trzeci, czwarty
i pi¹ty strza³ oddano do pude³ka nr 4,
natomiast kolejnych piêæ – do pude³ka nr 5 (przez ca³y czas Universal
Clays). Po oddaniu strza³ów przykrywano pude³ka pokrywk¹, by nie dopuœciæ do kontaminacji. Ca³kowity
ci¹g strza³ów w celu zebrania wystarczaj¹cej iloœci pozosta³oœci do analizy powtarzano czterokrotnie. Nastêpnie odwrócono kolejnoœæ strza³ów:
najpierw z Universal Clays, nastêpnie
z Hi-Skor, i zbierano pozosta³oœci do
dodatkowych piêciu pude³ek.
Aby ustaliæ wp³yw bezo³owiowej
sp³onki na sk³ad OGSR, do dwóch
osobnych pude³ek oddano 92 strza³y
z amunicji za³adowanej albo Hi-Skor,
albo Universal Clays.
Izolacja i analiza
Zabezpieczanie pozosta³oœci
Pozosta³oœci powystrza³owe zebrano do dwunastu pude³ek z tworzywa sztucznego (wymiary 41 cm x 38
cm x 17 cm) ze zdejmowan¹ pokryw¹. Na dnie ka¿dego pude³ka
przewiercono otwór o przekroju
10 cm. Otwory zosta³y przykryte kwa-
Sk³ad masy zebranych do pude³ek
pozosta³oœci ustalano poprzez pobranie piêciu 2-miligramowych próbek z ka¿dego pude³ka i poddanie
analizie w USE/CE. Ka¿dy z piêciu
oddzielnych ekstraktów próbki by³
analizowany w triplikacie, aby uzyskaæ ³¹cznie piêtnaœcie pomiarów.
79
PRZEK£ADY
Piêæ dwumiligramowych próbek
z niewystrzelonego prochu izolowano
i poddano analizie w ten sam sposób.
Sk³ad „poszczególnych cz¹steczek”
ustalano przez zabezpieczenie
trzech cz¹steczek z ka¿dego pude³ka
i przeprowadzenie pojedynczych
analiz.
Stê¿enia domieszek w masie pozosta³oœci i niewystrzelonych prochach oraz pojedynczych cz¹steczek
GSR, celem okreœlenia ostatecznego
stê¿enia w mg/l, obliczano, stosuj¹c
wzorzec wewnêtrzny, wykorzystuj¹c
zliczenia powierzchni pików wzorca
domieszki prochu, wzorca wewnêtrznego (MNA) oraz próbek. Do koñcowych obliczeñ w³¹czono masê ka¿dej
próbki i wszelkie rozcieñczenia, aby
otrzymaæ stê¿enie w mg/g. Ustalono
uœrednione stê¿enia mg/g (dla piêciu
pomiarów pozosta³oœci lub prochu
oraz trzech pomiarów dla pojedynczych cz¹steczek), a tak¿e standardowe odchylenia od œredniej.
Analizê przeprowadzono za pomoc¹ elektroforezy kapilarnej (Beckman P/ACE 5510, Brea, CA) z detekcj¹ absorpcyjn¹ o sta³ej d³ugoœci fal
214 nm i pozyskiwaniem danych na
komputer pod³¹czony do chromatografu. Zastosowano kapilary (Agilent
Technologies, Palo Alto, CA) o wyd³u¿onej d³ugoœci œcie¿ki (œrednica
okna 200 µm), wewnêtrznej œrednicy
75 µm i ca³kowitej d³ugoœci 77 cm
oraz nastrzyk ciœnieniowy 1 s o napiêciu rozdzia³u 22 kV, temperaturze
kolumny 30oC i 20-minutowym czasie analizy. Podczas analizy kontrolowana temperatura ³aŸni utrzymywa³a
próbki w sta³ej temperaturze 10oC.
Wyniki i omówienie
Porównanie sk³adu prochu
i pozosta³oœci
W pierwszym etapie autorzy ocenili zale¿noœci miêdzy sk³adem niewystrzelonego prochu i pozosta³oœci
z czystej broni, z której wystrzelono
amunicjê za³adowan¹ prochami Hi-
80
-Skor i Universal Clays. Ustalone iloœciowo wartoœci sk³adu domieszek
dwóch niewystrzelonych prochów
oraz masy pozosta³oœci (próbki 2 mg)
z piêciu strza³ów z przygotowanej
wczeœniej broni przedstawiono w ta-
od œredniej wynosi³y 35%14. W przypadku tego zbiornika prochu zgodnoœæ pomiarowa miêdzy sk³adem,
ustalona poprzez œredni¹ wartoœæ
dziesiêciu pojedynczych cz¹steczek
i masy 2 mg próbek, by³a równie¿
Tabela 1
Koncentracja domieszek prochu na podstawie ca³oœciowych pomiarów
niewystrzelonego prochu i z pierwszych piêciu strza³ów z wyczyszczonej broni.
Koncentracje odpowiadaj¹ wartoœciom œrednim i jednemu standardowemu
odchyleniu œredniej z piêciu niezale¿nych próbek.
Proch
Proch Hi-Skor
pozosta³oœci .38
proch Universal Clays
pozosta³oœci .38
Sk³ad
NG
EC
NG
EC
NG
DPA (NnDPA)
NG
DPA (NnDPA)
Œrednia koncentracja (mg/g)
w tych badaniach
300 ± 6
10,9 ± 0,2
259 ± 7
7,4 ± 0,2
113 ± 6
12,8 ± 0,2 (0,7 ± 0,1)
38,6 ±1,6
6,4 ± 0,9 (1,9 ± 0,1)
beli 1. Poniewa¿ we wczeœniejszych
podobnych badaniach wykorzystano
identyczne zbiorniki dwóch rodzajów
prochu, w tabeli przedstawiono równie¿ wczeœniej zmierzone stê¿enia.
Dane dla DPA i jego podstawowego
produktu rozk³adu – NnDPA, zosta³y
ujête w jednej linii ze wzglêdu na to,
¿e ca³kowita zawartoœæ stabilizatora
to suma DPA i NnDPA. Stê¿enia NG
i EC w Hi-Skor s¹ podobne w przypadku niewystrzelonego prochu i wystrzelonych pozosta³oœci w obu badaniach i wynik ten jest zgodny z badaniami pozosta³oœci siedmiu prochów wystrzelonych z broni krótkiej13. Ten proch wykaza³ bardzo
spójny sk³ad cz¹steczek. Z drugiej
strony, po porównaniu stê¿eñ NG
i DPA + NnDPA w niewystrzelonym
prochu ze stê¿eniami dla Universal
Clays, odkryto znaczne ró¿nice.
Zaobserwowane ró¿nice mo¿na
czêœciowo przypisaæ wysokiej niejednorodnoœci w sk³adzie Universal
Clays w fabrycznym pojemniku. Przy
ocenie dziesiêciu pojedynczych cz¹steczek tego prochu wariacje w sk³adzie wyra¿one jako procentowe,
wzglêdne odchylenie standardowe
Œrednia koncentracja
(mg/g)15
251 ± 9
7,9 ± 0,3
279 ± 12
8,3 ± 0,4
70 ± 4
7,1 ± 0,3(ND)
40 ± 2
7,2 ± 0,2 (2,6 ± 0,1)
niewielka16. Byæ mo¿e, co czêsto
zdarza siê w przypadku prochów
bezdymnych17, pojemnik zawiera³
dwie lub kilka serii wyprodukowanego prochu, które zmieszano, by uzyskaæ okreœlone kryteria tempa spalania. Przy dowodowej ocenie ograniczonej liczby cz¹steczek pozosta³oœci tak du¿a niejednorodnoœæ prochu
spowolni powi¹zanie okreœlonej pozosta³oœci z niewystrzelonym prochem jedynie w oparciu o iloœciowo
ustalony sk³ad domieszek. W tego typu przypadkach by³aby wymagana
ocena innych charakterystycznych
czynników, np. jakoœciowej identyfikacji innych domieszek18 lub analizy
morfologii prochu/pozosta³oœci19.
Wp³yw zmiany amunicji
na sk³ad pozosta³oœci
Do oceny wp³ywu zmiany amunicji na sk³ad pozosta³oœci zastosowano dwa prochy o podwójnej bazie: Universal Clays zawiera³ DPA
jako g³ówny stabilizator, natomiast
Hi-Skor – EC. W tym eksperymencie iloœæ zabezpieczanych pozosta³oœci dla jednego strza³u by³a zupe³-
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 257/07
PRZEK£ADY
nie inna. Stosunkowo wydajnie spalaj¹cy siê Hi-Skor generowa³ niewiele
pozosta³oœci
(ok.
1,0
mg/strza³), mniej ni¿ stosunkowo
niewydajny Universal Clays (ok. 7,6
mg/strza³). Przy takiej kolejnoœci
eksperymentalnej mo¿na by³o wykryæ zupe³nie inny stabilizator pochodz¹cy z poprzednich strza³ów,
a tak¿e zaobserwowaæ wp³yw ró¿nych wydajnoœci spalania. W wiêkszoœci przypadków w ka¿dym pude³ku wyst¹pi³a wystarczaj¹ca iloœæ
pozosta³oœci, tak ¿e dokonano piêciu niezale¿nych ustaleñ sk³adu
mierzonych w triplikacie. W przypadku pierwszego i drugiego strza³u
wydajnie spalaj¹cej siê amunicji Hi-Skor zebrano odpowiednio trzy
i dwie próbki. Dla zachowania jednolitej liczby pomiarów, aby uzyskaæ
³¹cznie piêtnaœcie pomiarów z jed-
nego pude³ka, pobrano replikaty
z wyizolowanych próbek.
Pierwsze strza³y oddano z u¿ywanego rewolweru .357 magnum, który
zosta³ wczeœniej wyczyszczony
i przygotowany. Pozosta³oœci Hi-Skor zebrano po oddaniu piêciu
strza³ów skierowanych w dó³ do pude³ka, które póŸniej zamykano. Nastêpnie, nie czyszcz¹c broni, oddawano pojedyncze strza³y z amunicji
za³adowanej Universal Clays do innego zestawu pude³ek odpowiadaj¹cych pierwszemu, drugiemu, trzeciemu do pi¹tego oraz szóstemu do
dziesi¹tego strza³owi. Aby uzyskaæ
wystarczaj¹c¹ iloœæ pozosta³oœci,
czynnoϾ powtarzano czterokrotnie.
W drugiej fazie eksperymentów, po
strzale z amunicji za³adowanej Universal Clays, nast¹pi³ strza³ z amunicji Hi-Skor.
Tabela 2
Sk³ad i koncentracje wszystkich pozosta³oœci powystrza³owych zabezpieczonych
ze zmienianej amunicji. Koncentracje odpowiadaj¹ wartoœciom œrednim i jednemu
standardowemu odchyleniu œredniej z piêciu niezale¿nych próbek.
£adowanie amunicj¹
Sk³ad
Œrednia koncentracja w mg/g
259 ± 7
7,4 ± 0,2
Pierwsze ³adowanie: Hi-Skor
piêæ strza³ów
NG
EC
Drugie ³adowanie:
Universal Clays
NG
DPA (NnDPA)
EC
36 ± 3,5
4,6 + 0,1 (1,4)
ND*
NG
DPA (NnDPA)
NG
DPA (NnDPA)
NG
DPA (NnDPA)
42,4 ± 6,5
5,8 ± 0,1 (1,6 ± 0,1)
33 ± 1,9
6,4 ± 0,2 (2,1 ± 0,1)
40,8 ± 3
7,1 ± 0,2 (2,6 ± 0,5)
NG
DPA (NnDPA)
38,6 ± 1,6
6,4 ± 0,9 (1,9 ± 0,1)
pierwszy strza³
drugi strza³
trzeci-pi¹ty strza³
szósty-dziesi¹ty strza³
Pierwsze ³adowanie:
Universal Clays
piêæ strza³ów
Drugie ³adowanie:
His-Skor pierwszy strza³
drugi strza³
trzeci-pi¹ty strza³
szósty-dziesi¹ty strza³
NG
DPA
EC
NG
EC
NG
EC
NG
EC
237 ± 7
0,4 ± 0,1
6,5 ± 0,1
255 ± 7
7,3 ± 0,4
272 ± 4
9,3 ± 0,2
258 ± 8
8,9 ± 0,3
* Niska koncentracja EC (0,01 mg/g) wykryta w jednym powtórzeniu jednej z podpróbek pozosta³oœci
powystrza³owych
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 257/07
Wyniki pomiarów w masie przeprowadzonych na 2 mg prochu i próbek pozosta³oœci zosta³y przedstawione w tabeli 2. Zbadanie sk³adu
pierwszego strza³u po zmianie amunicji ujawnia jedynie œladow¹ kontaminacjê z pozosta³oœci po poprzednich strza³ach. W pierwszym eksperymencie, przy zmianie ze stosunkowo wydajnie spalaj¹cego siê prochu
Hi-Skor (stabilizowanego EC) na Universal Clays (stabilizowanego DPA),
w pierwszym strzale oddanym z nowej amunicji ujawniono jedynie
niedaj¹cy siê ustaliæ iloœciowo œlad
EC z Hi-Skor. W drugim i kolejnych
strza³ach nie wykryto ¿adnej iloœci
EC. W drugim eksperymencie, przy
zmianie ze stosunkowo ma³o wydajnie spalaj¹cego siê prochu Univeral
Clays na Hi-Skor, w pierwszym strzale wykryto œladowe, ale daj¹ce siê
ustaliæ iloœciowo œlady DPA, natomiast DPA nie wyst¹pi³o przy drugim
i nastêpnych strza³ach. Nawet
w przypadku pierwszego strza³u poziom kontaminacji z poprzednich
strza³ów by³ bardzo niski, wynosi³ bowiem poni¿ej 6% wszystkich wykrytych stabilizatorów. Te warunki eksperymentalne prawdopodobnie reprezentuj¹ najgorszy scenariusz, wedle którego, po zastosowaniu amunicji „niewydajnej”, stosowano amunicjê „wydajn¹”.
Autorzy uznali za zasadne obliczenie stosunku propelenta NG (P)
do zawartoœci ³¹czonych stabilizatorów (S) jako charakterystyczny identyfikator prochu20. Stosunek P/S jest
definiowany jako [NG]/[EC] dla prochów stabilizowanych EC oraz
[NG]/Σ [DPA] + [NnDPA] w przypadku
prochów stabilizowanych DPA.
Zbiorcze wyniki przedstawiaj¹ce
stosunki P/S znajduj¹ siê na rycinie.
Pomiary prochu w masie/pozosta³oœci
Na rycinie, w lewej górnej czêœci
kwadrantu, przedstawiono wyniki
sk³adu masy P/S z pierwszego strza³u po zmianie amunicji z Hi-Skor na
81
PRZEK£ADY
Ryc.
Universal Clays (bia³e oznaczenia
w formie diamentu). SzerokoϾ linii
poziomej przedstawia 95% przedzia³ów ufnoœci dla pomiarów. Poniewa¿
w strza³ach od drugiego do dziesi¹tego nie wykryto ¿adnego stabilizatora
pochodz¹cego z wczeœniej wykorzystanej amunicji, po³¹czono dane dla
tych strza³ów. W przypadku amunicji
Universal
Clays
pozosta³oœci
z wszystkich eksperymentów mia³y
ni¿szy P/S ni¿ niewystrzelony proch
(czarne
oznaczenia),
chocia¿
wartoœci niepewnoœci nak³adaj¹ siê
na siebie. Pierwszy strza³ charakteryzowa³ siê nieznacznie wy¿szym P/S,
ni¿ odnotowano przy kolejnych strza³ach, przy czym wartoœci niepewnoœci znacznie siê pokrywaj¹. Œrednia
z pierwszego strza³u pozostaje ponadto w bliskiej relacji z wynikami
uzyskanymi z broni, która by³a przygotowana za pomoc¹ amunicji Universal Clays (sp³onka o³owiowa/leader primer). Nale¿y odnotowaæ, ¿e te pomiary pozosta³oœci wykazuj¹ wysok¹ wartoœæ niepewnoœci,
która stanowi odzwierciedlenie niejednorodnoœci niewystrzelonego prochu.
82
Wyniki pomiarów w masie, przy
zmianie kolejnoœci strza³u z Universal Clays na
Hi-Skor, zosta³y
przedstawione
w prawym górnym kwadrancie
na rycinie (bia³e
ko³a). Pierwszy
strza³ ma nieznacznie wy¿sz¹
wartoϾ P/S nistrza³y od drugiego do dziesi¹tego, chocia¿ z nak³adaj¹cymi siê
przedzia³ami
pewnoœci. Przy
Universal Clays
zaobserwowano,
¿e wyniki pierwszego strza³u zgadzaj¹ siê z danymi
uzyskanymi z broni przygotowanej
(sp³onka o³owiowa). W zwi¹zku z tym
uznaje siê, ¿e ró¿nice w stosunku
P/S, odnotowane dla pierwszego
i nastêpnych strza³ów z obu typów
amunicji, znajduj¹ siê w przedziale
niepewnoœci zwi¹zanym z powtórzonymi strza³ami i analiz¹. W przeciwieñstwie do wyników uzyskanych
dla Universal Clays wszystkie stosunki P/S dla pozosta³oœci s¹ wy¿sze
ni¿ w przypadku prochu niewystrzelonego (czarne kó³ko). Wynik ten zgadza siê z raportem Reardona i wsp.,
w którym nie zaobserwowano ¿adnej
spójnej tendencji w przypadku porównania wartoœci P/S dla niewystrzelonego prochu i pozosta³oœci21.
Analiza pojedynczej cz¹steczki
pozosta³oœci
Mimo ¿e ocena cech charakterystycznych masy pozosta³oœci zebranych na podstawie strza³ów oddanych z amunicji o zmiennym sk³adzie jest dobr¹ metod¹ na uzyskanie
informacji na temat przeciêtnego zachowania wystrzelonego prochu, nie
jest ona charakterystyczna dla ekspertyz kryminalistycznych. Taœmy
z materia³em zabezpieczonym od
osoby, która odda³a strza³ z broni
krótkiej, zawieraj¹ bardzo ograniczon¹ liczbê cz¹steczek poddawanych ocenie22. Aby bardziej realistycznie oddaæ warunki wykonywania prawdziwej ekspertyzy z OGSR,
poddano ocenie sk³ad i stosunek
P/S indywidualnych cz¹steczek pozosta³oœci. W tym celu z ka¿dego
pude³ka zabezpieczono trzy cz¹steczki, zgodnie z kolejnoœci¹ oddanych strza³ów po zmianie sk³adu
amunicji, co zosta³o graficznie zobrazowane w dolnej czêœci ryciny.
Przedstawiono wyniki z wszystkich
pomiarów cz¹steczek pozosta³oœci
oraz ze strza³ów testowych broni
przygotowanej (sp³onka na bazie
o³owiu), czyli ocenie zosta³o poddanych 15 cz¹steczek z ka¿dego typu
amunicji. Dane z tych eksperymentów po³¹czono z dwóch powodów.
Po pierwsze, pomiary w masie poszczególnych strza³ów nie wykaza³y,
¿e pozosta³oœci z pierwszego strza³u ró¿ni³y siê statystycznie od kolejnych strza³ów lub strza³ów oddanych z broni przygotowanej. Po drugie, ekspert kryminalistyki nie bêdzie
móg³ uwzglêdniæ w badaniach ró¿nego rodzaju amunicji wykorzystanej wczeœniej w broni palnej.
W przypadku Universal Clays (dolna krzywa z lewej strony) wykres czêstotliwoœci wystêpowania cz¹steczek
pozosta³oœci o wartoœci P/S, odzwierciedlaj¹c niejednorodnoœæ w sk³adzie
w tym okreœlonym pojemniku z niewystrzelonym prochem23, wykazuje
szerokie rozpowszechnienie wartoœci. Wyrównana krzywa Gaussa obrazuj¹ca te dane jest dobrze wypoœrodkowana na tle uœrednionych wartoœci P/S i wykazuje przedzia³ ufnoœci
podobny do pozosta³oœci z broni
przygotowanej (dane ze sp³onki na
bazie o³owiu). Nale¿y jednak zwróciæ
uwagê na fakt, ¿e jedynie dane dla
13 z 15 cz¹steczek s¹ wpisane w wykres dla Universal Clays. W przypad-
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 257/07
PRZEK£ADY
ku dwóch cz¹steczek nie wykryto
NG, a jedynie stabilizator DPA.
Dla amunicji za³adowanej Hi-Skor
(dolna krzywa z prawej strony) zakres wartoœci P/S dla 15 cz¹steczek
pozosta³oœci by³ znacznie wê¿szy, co
jest zgodne z wczeœniejszymi wynikami analizy pojedynczej cz¹steczki
niewystrzelonego prochu z pojemnika fabrycznego24. Krzywa Gaussa
wpisuje siê w histogram czêstotliwoœci i jest wypoœrodkowana przy wartoœci P/S, która jest ni¿sza ni¿ w przypadku pomiarów pozosta³oœci z masy
o szerszym przedziale ufnoœci. W tej
amunicji, stabilizowanej EC, nie wykryto cz¹steczek zawieraj¹cych stabilizator DPA.
Porównanie pomiarów pozosta³oœci z masy i pojedynczych cz¹steczek z pomiarami, które przeprowadzono na prochach niewystrzelonych
dowodzi, ¿e pozosta³oœci z amunicji
Universal Clays charakteryzowa³y siê
konsekwentnie ni¿szymi wartoœciami
P/S, podczas gdy z amunicji Hi-Skor
pozosta³oœci wykaza³y siê konsekwentnie wy¿sz¹ wartoœci¹.
Wp³yw sp³onki bezo³owiowej
na sk³ad pozosta³oœci
Analiza CE pozosta³oœci w masie
wygenerowanych przez amunicjê ze
sp³onk¹ bezo³owiow¹ CCI ujawni³a,
ze stê¿enia wykrytych domieszek by³y zgodne z tymi, które zosta³y zabezpieczone z amunicji o³owiowej. Zmierzone wartoœci propelenta i stabiliza-
torów dla dwóch sp³onek z tych i poprzednich badañ tych samych pojemników z prochem zosta³y przedstawione w tabeli 3.
Zmierzone wartoœci pozosta³oœci
NG s¹ zgodne z niepewnoœci¹ pomiarów dla obu badanych prochów.
Z drugiej jednak strony mierzone
wartoœci stabilizatora wygl¹daj¹ na
wy¿sze w pozosta³oœciach ze sp³onek bezo³owiowych.
Oceniaj¹c wartoœæ P/S, porównuj¹c pozosta³oœci uzyskane ze sp³onki
konwencjonalnej o³owiowej i sp³onki
bezo³owiowej, dochodzi siê do wniosku, ¿e ta ostatnia charakteryzowa³a
siê nieznacznie ni¿szymi wartoœciami
P/S z nak³adaj¹cymi siê przedzia³ami
pewnoœci. Ze wzglêdu na to, ¿e ocenie poddano tylko dwa prochy, nie
mo¿na jednoznacznie stwierdziæ, czy
jest to powszechna tendencja. Amunicja za³adowana Hi-Skorem wygenerowa³a bardzo podobne iloœci zabezpieczonych pozosta³oœci, tj. ≈ 1,0
mg/strza³ dla sp³onek o³owiowych
i bezo³owiowych. W przypadku amunicji za³adowanej Universal Clays
spalanie przebiega³o o wiele mniej
efektywnie przy sp³onkach bezo³owiowych, przy czym w sp³onkach o³owiowych uzyskano ≈ 12 mg/strza³ vs.
≈ 7,6 mg/strza³. W przypadku 92
strza³ów z amunicji Universal Clays
ze sp³onk¹ bezo³owiow¹ odnotowano kilka niewypa³ów.
Analiza CE amunicji ze sp³onk¹
bezo³owiow¹ nie wykaza³a wystêpowania ¿adnych domieszek, których nie
wykryto wczeœniej w pozosta³oœciach
wygenerowanych przez sp³onki o³owiowe.
Wnioski
Nastêpuj¹ce po sobie strza³y
dwóch prochów dwubazowych o ró¿nym sk³adzie, oddane z tej samej
broni, ujawni³y jedynie œladowe iloœci
pozosta³oœci OGSR z poprzednich
strza³ów, ograniczone do pierwszego
strza³u po zmianie amunicji. Nawet
w przypadku pierwszego strza³u
zmiana w sk³adzie pochodz¹ca od
pozosta³oœci z wczeœniejszych strza³ów nie by³a podstaw¹ do b³êdnej
identyfikacji jakoœciowej podstawowego stabilizatora ani te¿ nie mog³a
w znaczny sposób zak³óciæ wzoru
sk³adu dopiero co oddanych strza³ów. Analizy pozosta³oœci uzyskanych po strza³ach 2–10 z nowej amunicji nie wykaza³y ¿adnych œladów
sk³adników organicznych, charakterystycznych dla wczeœniejszego prochu. Sytuacja by³a zupe³nie inna
w przypadku znacznej kontaminacji
pozosta³oœci z wczeœniejszych strza³ów, odnotowanej dla pozosta³oœci
metalicznych w momencie zmiany
sk³adu sp³onki. Zjawisko to mo¿na
wyt³umaczyæ ró¿nicami wystêpuj¹cymi w mechanizmach tworzenia organicznych i nieorganicznych GSR.
Drobiny osadu metalicznego powstaj¹ w wyniku kondensacji oparów metalu pochodz¹cego zarówno ze
sk³adników sp³onki, jak i pozosta³oœci
Tabela 3
Zestawienie pozosta³oœci z amunicji kal. .38 ze sp³onk¹ bezo³owiow¹ i z konwencjonaln¹ sp³onk¹ zawieraj¹c¹ o³ów.
Koncentracje odpowiadaj¹ œrednim wartoœciom i jednemu standardowemu odchyleniu œredniej z piêciu niezale¿nych próbek.
Sp³onka zawieraj¹ca o³ów
Proch
Hi-Skor
Universal Clays
Sk³adnik
Sp³onka bezo³owiowa
NG
EC
NG
DPA (NnDPA)
261 ± 8
9,6 ± 0,4
41 ± 3
7,9 ± 0,3 (2,8 ± 0,1)
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 257/07
Nasze studium
259 ± 7
7,4 ± 0,2
39 ± 2
6,4 ± 0,9 (1,9 ± 0,1)
Ref 5
280 ± 12
8,3 ± 0,4
40 ± 2
7,2 ± 0,2 (2,6 ± 0,1)
83
PRZEK£ADY
z lufy broni25,26, i stanowi¹ niewielk¹
czêœæ ca³kowitej iloœci pozosta³oœci.
Dla kontrastu, OGSR to w wiêkszoœci
nieca³kowicie spalony proch, zachowuj¹cy wiele z charakterystycznego
kszta³tu oryginalnych ziaren27 i tworz¹cy masê ca³kowitej iloœci pozosta³oœci. Widaæ wyraŸnie, ¿e materia³ organiczny uwolniony z lufy broni przyczynia siê w niewielkim stopniu do
powstania OGSR, w porównaniu
z niespalonym prochem.
Ocena sk³adu ograniczonej liczby
pojedynczych cz¹steczek OGSR,
które mo¿na spotkaæ w badaniach
dowodowych, jest zgodna z pomiarami niewystrzelonego prochu oraz masy pozosta³oœci. Ustalenie stosunku
propelent/stabilizator, który nie wymaga zwa¿enia cz¹steczek OGAR,
wydaje siê pomocnym czynnikiem do
charakterystyki prochu i pozosta³oœci.
Badania nowych sp³onek bezo³owiowych nie wykaza³y wystêpowania
¿adnych nowych domieszek organicznych wykrywanych przez elektroforezê kapilarn¹. Ich zastosowanie
nie spowodowa³o te¿ ¿adnych znacz¹cych zmian w sk³adzie pozosta³oœci, w porównaniu z tradycyjnymi
sp³onkami o³owiowymi.
Oprac. Agnieszka £ukomska
PRZYPISY
1 L.S. Laggett, P.F. Lott: Gunshot residue analysis via organic stabilizers
and nitrocellulose, „Microchem J”,
1989; 39: 76–85; D.M. Northrop,
W.A. MacCrehan: Smokeless powder residue analysis by capillary
electrophoresis, NIJ Technical Report 600–91, 1997; D.M. Northrop,
W.A. MacRehan: Sample collection, preparation, and quantitation in
the micellar electrokinetic capillary
electrophoresis of gunshot residues,
„J Liq Chrom”, 1992; 15 (6):
1041–63; D.M. Notrhrop, W.A. MacRehan, D. Martire: Separation and
84
identification of organic gunshot and
explosive constituents by micellar
electrokinetic capillary electrophoresis, „Anal Chem” 1991; 63 (10):
1038–42;
2 D.M. Northrop, W.A. MacCrehan:
Smokeless powder residue... op.cit.;
3 A. Zeichner, N. Levin, E. Springer:
Gunshot residue particles formed by
using different types of ammunition
in the same firearm, „J Forensic Sci”
1991; 36 (4): 1020–6;
4 G.M. Wolten, R.M. Nesbitt: On the
mechanism of gunshot residue particle formation, „J Forensic Sci”
1980; 25 (3): 533–45;
5 A. Harris: Analysis of primer residue from CCI Blazer ® Lead Free
ammunition by scanning electron
microscopy/energy dispersive x-ray,
„J Forensic Sci” 1995; 40 (1): 27–30;
6 L. Gunarantam, K. Himberg: The
identification of gunshot residue particles from Lead-Free Sintox ammunition, „J Forensic Sci” 1994; 39 (2):
532–36;
7 Ibidem;
8 M.H. Mach, A.H. Pallos, P.F. Jones: Feasibility of gunshot residue
detection via its organic constituents. Part II: A gas-chromatographymass spectometry method, „J Forensic Sci” 1978; 23 (3): 446–55;
9 J. Andrasko: Characterisation of
smokeless powder flakes from fired
cartridge cases and from discharge
patterns on clothing, „J Forensic Sci”
1992; 37 (4): 1030–47;
10 M. Reardon, W.A. MacCrehan,
W.F. Rowe: Comparing the additive composition of smokeless gunpowder and handgun-fired residues, „J Forensic Sci” 2000; 45 (6):
1196–1202;
11 H.A. Worbel, J.J. Millar, M. Kijek:
Identification of ammunition from
gunshot residues and other cartridge related materials – a preliminary
model using .22 caliber rimfire ammunition, „J Forensic Sci” 1998; 43
(2): 324–8;
12 M. Reardon, W.A. MacCrehan,
W.F. Rowe, op.cit.;
13 Ibidem;
14 Ibidem;
15 Ibidem;
16 Ibidem;
17 National Research Council. Black
and smokeless powders, technologies for finding bombs and the
bomb makers. National Academy
Press, Washington, DC 1998;
18 D.M. Northrop, W.A. MacCrehan:
Smokeless powder residue...
op.cit.;
19 T.G. Kee, D.M. Holmes, K. Doolan, J.A. Hamill, R.M.E. Griffin:
The identification of individual propellant particles, „JFSS” 1990; 30
(5): 285–92; C.L. Wallace, C.R.
Midkiff: Smokeless powder characterization: An investigative tool
in pipe bombings. In: Yinon J, editor. Advances in the analysis and
detection of explosives; The Natherlands: Kluwer Academic Publishers, 1993; 29–39;
20 M. Reardon, W.A. MacCrehan,
W.F. Rowe, op.cit.;
21 Ibidem;
22 D.M. Notrhrop, W.A. MacRehan,
D. Martire, op.cit.;
23 M. Reardon, W.A. MacCrehan,
W.F. Rowe, op.cit.;
24 Ibidem;
25 A. Zeichner, N. Levin, E. Springer, op.cit.; G.M. Wolten, R.M.
Nesbitt: op.cit.; A. Harris, op.cit.;
L. Gunarantam, K. Himberg,
op.cit.;
26 H.A. Worbel, J.J. Millar, M. Kijek,
op.cit.;
27 T.G. Kee, op.cit.
e-mail redakcji:
[email protected]
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 257/07