92式手槍射擊殘留物檢出率的影響因素分析

王汝姣 陶 瑩 張 芳 孟 杰

（天津市公安局物證鑒定中心 天津 300384）

1 引言

建國(guó)以來(lái)，我國(guó)一直實(shí)行嚴(yán)格的槍支管理制度[1]，因槍支對(duì)人民群眾造成的傷害和恐慌是不可估量的。但近年來(lái)，涉槍案件仍屢見(jiàn)不鮮，給社會(huì)治安、人民群眾人身財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。犯罪嫌疑人反偵查意識(shí)不斷提高，在作案后，多會(huì)采取洗手、換洗衣服等方式清除身上可能遺留的微量物證，在不利情況下提取、檢驗(yàn)鑒定出射擊殘留物（Gun Shot Residue 簡(jiǎn)稱GSR）的存在是涉槍案件確定犯罪嫌疑人的重要手段。目前，通過(guò)研究被射客體上GSR的數(shù)量及分布來(lái)推斷射擊距離的報(bào)道較多[2-4]，也有分析常見(jiàn)洗手方式[5]、遺留時(shí)間[6]對(duì)射擊者身上GSR檢出率影響的報(bào)道，但鮮見(jiàn)綜合分析射擊次數(shù)、取樣部位及清洗方式對(duì)GSR檢出率影響的報(bào)道。本文多方位研究射擊次數(shù)、取樣部位、清洗次數(shù)對(duì)GSR檢出率的綜合影響，力求最大程度上考慮案件中可能遇到的情況，摸索建立更全面科學(xué)的GSR物證提取檢驗(yàn)方法。

2 實(shí)驗(yàn)原理

2.1 GSR特征

GSR是指射擊時(shí)從槍口或槍支機(jī)件縫隙中噴射出的槍彈底火藥燃燒生成的煙垢、未完全燃燒的火藥顆粒、微量金屬屑和槍油等[7]。GSR一部分沉積在射擊目標(biāo)上，一部分沉積在射擊者手、臂、前胸、臉等部位。軍用槍等制式槍支的槍彈底火藥中的無(wú)機(jī)成分大都包含Sb、Ba、Pb、Sn 4種元素，而在我們?nèi)粘Ｉ钪?，很難同時(shí)接觸到上述4種元素，且GSR是在極高溫度和壓力下冷凝而成的，形態(tài)一般呈球狀、瘤狀或蜂窩等特征球體形狀[8]，具體形態(tài)與其燃燒完全程度有關(guān)，直徑范圍多在0.1～10μm之間，偶爾出現(xiàn)50μm或更大。其特征形狀及元素組成，使之與環(huán)境中的粒子有明顯不同，因此檢測(cè)到同時(shí)含有Sb、Ba、Pb、Sn 4種元素中的3種以上、且顆粒形態(tài)符合GSR特征的微量物證，可以作為認(rèn)定GSR存在的重要標(biāo)準(zhǔn)[9]。GSR的存在是認(rèn)定受檢驗(yàn)者近期是否開(kāi)過(guò)槍或親密接觸過(guò)射擊者的重要依據(jù)。

2.2 掃描電鏡/能譜儀自動(dòng)分析檢測(cè)GSR特征原理

掃描電鏡檢驗(yàn)GSR需要利用其背散射電子像功能?；诒成⑸潆娮酉駥?duì)重金屬元素中的背散射電子產(chǎn)額大的原理，在掃描電鏡放大圖像的眾多顆粒中，GSR 中的Sn、Sb、Ba、Pb元素顆粒會(huì)以高亮度的形式形態(tài)呈現(xiàn)出來(lái)，放大到5000倍以上，可以較清晰的看到GSR特征的球體形態(tài)。掃描電鏡結(jié)合X射線能譜儀，可以同時(shí)完成GSR顆粒的顯微形態(tài)及元素組合特征檢測(cè)[10]。X射線能譜儀中的特征分析模式，以92式手槍的射擊殘留物成分圖譜庫(kù)為鑒別標(biāo)準(zhǔn)建立了GSR特征自動(dòng)分析系統(tǒng)，利用上述背散射電子像灰度值對(duì)GSR中重金屬的特殊響應(yīng)，逐幀掃描、自動(dòng)累加，馬達(dá)臺(tái)按照設(shè)置自動(dòng)進(jìn)行多視場(chǎng)測(cè)量，自行進(jìn)行檢材顆粒成分比對(duì)，GSR分析系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)符合GSR譜庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)的顆粒，便以特征顏色呈現(xiàn)，標(biāo)注為射擊殘留物[11]，見(jiàn)圖1。圖1中可以清晰看到含GSR的特征點(diǎn)數(shù)目及具體分類，通過(guò)菜單中的“單個(gè)”選項(xiàng)，可以直接將視野固定到感興趣的特征點(diǎn)，隨后切換能譜至POINT&ID檢測(cè)模式對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)證，確認(rèn)該位置點(diǎn)譜圖是否符合92式手槍的GSR顆粒組成成分和含量，提高掃描電鏡放大倍數(shù)，觀察其形態(tài)是否呈特征球狀，如成分、形態(tài)均符合GSR特征則確認(rèn)GSR的存在，反之則排除此點(diǎn)，如圖2。

圖1 GSR 特征分析數(shù)據(jù)圖

圖2 POINT&ID 確認(rèn)元素圖

3 實(shí)驗(yàn)材料與方法

3.1 實(shí)驗(yàn)材料

92式手槍18把、子彈36發(fā)、警用長(zhǎng)袖T恤18件、手套、清水、12mm雙面碳導(dǎo)電膠墊若干、12mm凹槽釘型電鏡取樣臺(tái)若干。FEI QUANTA 450電子掃描顯微鏡、OXFORD X-MAX（50）能譜儀。

3.2 實(shí)驗(yàn)方法

3.2.1 射擊實(shí)驗(yàn)

射擊實(shí)驗(yàn)在室內(nèi)射擊館開(kāi)展，射擊距離均為距離靶位10m處。規(guī)避因風(fēng)力、周遭環(huán)境對(duì)射擊殘留物存留的影響。參加實(shí)驗(yàn)的18名實(shí)驗(yàn)人員上身均著警用長(zhǎng)袖T恤，排除衣物材質(zhì)對(duì)射擊殘留物附著的影響，6人1組，第1組慣用手開(kāi)1槍，第2組慣用手開(kāi)2槍，第3組慣用手開(kāi)3槍。

3.2.2 取樣、制樣

取樣部位、處理方式：此次實(shí)驗(yàn)取樣部位共有4處，分別是射擊者持槍手部（著重提取虎口周圍）、衣袖、臉部、前胸處。上述部位在射擊前分別取樣做空白對(duì)照。取樣部位處理方式有3種，射擊后0.5h內(nèi)直接取樣、清水清洗1次后取樣、清洗1次5min后再清水清洗1次（簡(jiǎn)稱清洗2次）后取樣。

制樣方式：本文采用12mm凹槽釘型電鏡取樣臺(tái)及12mm雙面碳導(dǎo)電膠墊取樣，將雙面導(dǎo)電膠墊的一面粘附在電鏡取樣臺(tái)上，另一面在實(shí)驗(yàn)人員上述4個(gè)部位反復(fù)按捺粘取附著物，直至導(dǎo)電膠墊的膠面失去粘性。

3.2.3 儀器分析條件

實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置：電子掃描顯微鏡采用高真空，背散射，加速電壓20KV，束流6，放大倍率300倍，駐留時(shí)間5μs， 能譜儀采用POINT&ID和特征模式，特征模式下選擇背散射，像素2048，最小檢測(cè)特征尺寸0.39μm，樣品臺(tái)檢驗(yàn)面積被分成250～260個(gè)微區(qū)，檢測(cè)面積在68～72mm2范圍內(nèi)。POINT&ID模式下采集背散射圖像，采集時(shí)間設(shè)置為10μs[12]。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

射擊實(shí)驗(yàn)完成后，按照既定的處理方式，分別對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的臉部、手部、衣袖、前胸進(jìn)行GSR提取，每一個(gè)檢材提取后提取者都要更換手套，避免交叉污染。通過(guò)掃描電鏡/能譜儀檢測(cè)分析，得出GSR的檢出數(shù)據(jù)，結(jié)果見(jiàn)表。

表 4 處取樣部位GSR 檢出數(shù)據(jù)

4.1.1 GSR數(shù)量與射擊次數(shù)、取樣部位的關(guān)系

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，射擊后0.5h內(nèi)，射擊1槍以上，4處取樣部位均可檢測(cè)出大量的GSR，射擊次數(shù)越多，GSR數(shù)量越多；射擊次數(shù)相同時(shí)，手部檢出數(shù)量最多，其次是衣袖，胸前要多于臉部。

4.1.2 GSR數(shù)量與清洗次數(shù)的關(guān)系

清水清洗后，4處取樣部位的GSR數(shù)量均大幅下降。射擊1槍情況下，清洗1次后，手部、衣袖平均檢出GSR數(shù)量仍大于10個(gè)，臉部、胸前的平均檢出數(shù)量低于10個(gè)；清洗2次后，臉部、衣袖、胸前GSR平均檢出數(shù)量均低于2個(gè)，手部平均檢出數(shù)量約為10個(gè)。射擊2～3槍情況下，清洗1次后，4處取樣部位GSR檢出數(shù)量均在10個(gè)以上；清洗2次后，臉部在射擊2槍的情況下，GSR檢出數(shù)據(jù)平均值在1.8個(gè)左右，射擊3槍時(shí)，平均值在10.5個(gè)左右，衣袖、前胸射擊2～3槍的情況下，平均值變化不大，衣袖在10個(gè)左右，胸前在2個(gè)左右，手部射擊2槍以上，清洗2次后GSR平均值仍能保持在20個(gè)以上。

4.1.3 不同取樣部位GSR檢出率與射擊次數(shù)、清洗次數(shù)的關(guān)系

射擊后0.5h內(nèi)，實(shí)驗(yàn)人員4處取樣部位均能檢出大量GSR特征，以此時(shí)的GSR數(shù)量為標(biāo)準(zhǔn)，將清洗后的GSR數(shù)量與其做比較，得出清洗后的GSR相對(duì)檢出率，見(jiàn)圖3。

4.2 實(shí)驗(yàn)討論

由表2可知，不同取樣部位，在清洗1次后，射擊殘留物數(shù)量均大量減少，臉部、手部及衣袖的檢出率降到30%左右，胸前檢出率則為10%左右。射擊1槍清洗2次后，衣袖、前胸部位的檢出率均不足1%，臉部、手部下降到5%左右，射擊次數(shù)增加，清洗后檢出率略有提高，但提高幅度并不明顯。

圖3 不同取樣部位清洗后GSR 檢出率比較

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果了解到，同樣射擊次數(shù)情況下，手部檢出數(shù)量最多，其次是衣袖，胸前要多于臉部。這與GSR產(chǎn)生的流場(chǎng)有關(guān)系，GSR主要來(lái)自于兩個(gè)流場(chǎng)：一是伴隨彈頭射出的同時(shí)，從槍口中冒出的火藥燃燒氣體；二是槍支發(fā)射過(guò)程中，拋殼器拋出彈殼時(shí)，隨著拋殼動(dòng)作從拋殼孔內(nèi)釋放出來(lái)的火藥燃燒殘留硝煙。因此，就與槍支的距離上講，附著量也是由近及遠(yuǎn)，進(jìn)而造成手部、袖口處較多，距離較遠(yuǎn)的臉部、胸前相對(duì)會(huì)較少，正常站姿射擊時(shí)，人臉部比射擊高度高，所以多數(shù)情況下比胸前也要少。清洗過(guò)程中，衣袖及胸前衣服纖維較多，清洗摩擦過(guò)程中更容易將GSR清洗掉，且在提取時(shí)也更容易受到纖維等雜質(zhì)的干擾，檢出效果不如較為光滑的手部及臉部。但持槍自殺、采用其他體位射擊的情況要另行討論。

本實(shí)驗(yàn)中，射擊后0.5h內(nèi)，在射擊者手部、臉部、衣袖、前胸4處取樣部位均能檢出較多的GSR，臉部數(shù)量相對(duì)較少。取樣部位用清水清洗1次后，4處取樣部位基本都還能檢出射擊殘留物，射擊1槍清洗2次后， 除手部外，其他3個(gè)取樣部位射擊殘留物平均檢出數(shù)量?jī)H在1個(gè)左右，手部檢出數(shù)量在10個(gè)左右。這說(shuō)明在實(shí)際案件中，案件犯罪嫌疑人開(kāi)槍后可能會(huì)及時(shí)洗手、換洗衣物，但通常的清水清洗方式并不能將射擊殘留物徹底清洗干凈。

5 結(jié)語(yǔ)

如果涉槍案件中的犯罪嫌疑人在作案后立即被控制，第一時(shí)間提取物證，其手部、衣袖、臉部、前胸位置均會(huì)有大量GSR顆粒附著，在電子掃描顯微鏡的背散射下，可以看到大量呈明亮狀態(tài)的球體顆粒，X射線能譜儀在POINT&ID模式下也可以非常容易發(fā)現(xiàn)GSR顆粒，從而定性。但如果犯罪嫌疑人利用洗手、洗衣服破壞了微量物證，GSR顆粒殘余數(shù)量會(huì)大幅下降，但采用正確有效的取樣方式，多處取樣，利用電子掃描顯微鏡結(jié)合X射線能譜儀上的GSR自動(dòng)分析軟件，對(duì)檢材中的GSR顆粒進(jìn)行全面自動(dòng)檢測(cè)，仍可發(fā)現(xiàn)極少量的GSR顆粒，不同取樣部位的結(jié)果互相佐證，依然可以為確定犯罪嫌疑人是否開(kāi)槍射擊過(guò)提供物證支持。