A study of chemical properties of gunshot residue originating from machine pistol for forensic purposes

Przedmiotem badań były pozostałości powystrzałowe osadzone na tkaninach bawełnianych oraz cząstki pobrane z wnętrza łuski nabojowej amunicji 9mm Sellier and Bellot. Przeprowadzono eksperymenty na strzelnicy fabryki broni z użyciem pistoletu maszynowego Glauberyt wz. 06.Badania optyczne i przygotowanie próbek do badań wykonano za pomocą mikroskopu optycznego. W przestrzelinach z przyłożenia, z odległości 1, 2 i 3 cm stwierdzono krzyżowe rozdzielenie tkaniny, natomiast w przypadku wcześniej zbadanych serii przestrzelin wykonanych bronią ręczną rozerwanie krzyżowe obserwowano jedynie dla strzału z przyłożenia. Do identyfikacji organicznych cząstek powystrzałowych ujawnionych na przestrzelinach w zakresie 0 – 50 cm posłużyła mikrospektrometria FT-IR. Badania chemiczne i morfologiczne nieorganicznych cząstek powystrzałowych pobranych z powierzchni przestrzelin oraz z wnętrza łusek przeprowadzono z użyciem techniki elektronowego mikroskopu skaningowego sprężonego ze spektometrią promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDX) z wyspecjalizowanym oprogramowaniem poszukiwania cząstek powystrzałowych. System ten umożliwia badanie morfologii cząstek powystrzałowych: wyglądu, kształtu, rozmiarów, porowatości, kulistości oraz składu chemicznego każdej ujawnionej cząstki. Uzyskana stąd zbiorcza informacja o populacji cząstek w danej próbce, jak liczebność, częstość występowania poszczególnych klas chemicznych i zakresów średnic, zestawiona w funkcji odległości strzału, może być wykorzystana w praktyce opiniodawczej.Zauważono odmienne właściwości morfologiczne cząstek GSR z wnętrza łusek – duże rozmiary, rozbudowaną strukturę, obecność różnych faz i mniejszych elementów na powierzchni cząstek powystrzałowych oraz na ogół złożony kształt – od morfologii cząstek, które opuściły lufę broni, przeszły przez powietrze i osiadły na przestrzelinach. Natomiast skład chemiczny jednych i drugich cząstek jest zgodny. Oceniając populacje cząstek w próbkach pobranych z przestrzelin zauważono, że liczebność cząstek rośnie ze wzrostem odległości pomiędzy wylotem lufy a fragmentem tkaniny w badanym zakresie odległości strzału, 0 – 5 cm. W każdej próbce najwięcej było cząstek o średnicy do 1 μm. Stwierdzono, że częstość występowania trójskładnikowych cząstek powystrzałowych Pb-Sb-Ba jest największa dla strzałów z bezpośredniego pobliża (1 – 3 cm).Uzyskane wyniki dostarczyły nowych informacji o tworzeniu pozostałości powystrzałowych, rozprzestrzenianiu i ich właściwościach chemicznych dla przypadku pistoletu maszynowego i amunicji kal. 9 mm Parabellum o podwyższonej gramaturze ładunku prochowego w stosunku do amunicji tego kalibru, lecz do pistoletów ręcznych.The subject of the study were gunshot residue deposited on cotton fabrics and particles taken from inside the cartridge case of 9mm Sellier and Bellot ammunition. Experiments were performed at a shooting gallery of a factory of firearms using a Glauberyt PM-06 machine gun.Visual examination and preparation of the samples were performed using an optical microscope. In the close-range cotton targets, from a distance of 1, 2 and 3 cm were observed cross-splittings of the fabrics, whereas, in case of previously tested series of targets made with a small arm, cross-splitting was observed only for one cotton target from the contact shot. FT-IR micro spectrometry was used to identify organic gunshot residues revealed in the range of 0 – 50 cm. Chemical and morphological examinations of inorganic gunshot residue taken from the surface of the cloth fragments and from inside the cartridge cases were carried out using the technique of Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy-Dispersive X-Ray (EDX) Spectrometry with specialized software for searching of gunshot particles. This program allows to examine the morphology of gunshot residues: its structure, shape, size, porosity, sphericity, thickness and chemical composition of each revealed particle. The gathered information on the population of particles detected in each sample, such as the numbers of particles, frequency of occurrence of particular chemical classes, and diameter ranges in function of the shooting distance can be used in forensic examinations to prepare an expert’s opinion.Different morphological properties of gunshot particles from inside the cartridge cases were observed: large size, extensive structure, presence of different phases, smaller elements on the surface of gunfire particles andgenerally complex shape, from the morphology of the particles that left the gun barrel, passed through the air and settled on the cotton targets. However, the chemical composition of particles taken from both substrates are compatible. While evaluating the particle populations in the samples taken from the surroundings of bullet holes in cloth targets, it was noted that the number of particles increases with an increase of the shooting distance in theexamined range 0 – 5 cm. The largest number of particles with diameters up to 1 μm was found in each sample. It has been found that the frequency of occurrence of Pb-Sb-Ba particles is the highest for shots from the direct vicinity (1 – 3 cm).The obtained results provided new information on the formation of gunshot residues, spreading and their chemical properties in case of the 9mm Parabellum submachine gun and ammunition with an increased basis weight of powder charge with regard to the ammunition of this caliber, but for small arms