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

建國以來，我國一直實行嚴格的槍支管理制度[1]，因槍支對人民群眾造成的傷害和恐慌是不可估量的。但近年來，涉槍案件仍屢見不鮮，給社會治安、人民群眾人身財產(chǎn)安全造成嚴重的威脅。犯罪嫌疑人反偵查意識不斷提高，在作案后，多會采取洗手、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、檢驗鑒定出射擊殘留物（Gun Shot Residue 簡稱GSR）的存在是涉槍案件確定犯罪嫌疑人的重要手段。目前，通過研究被射客體上GSR的數(shù)量及分布來推斷射擊距離的報道較多[2-4]，也有分析常見洗手方式[5]、遺留時間[6]對射擊者身上GSR檢出率影響的報道，但鮮見綜合分析射擊次數(shù)、取樣部位及清洗方式對GSR檢出率影響的報道。本文多方位研究射擊次數(shù)、取樣部位、清洗次數(shù)對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的GSR物證提取檢驗方法。

2 實驗原理

2.1 GSR特征

GSR是指射擊時從槍口或槍支機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機成分大都包含Sb、Ba、Pb、Sn 4種元素，而在我們?nèi)粘Ｉ钪校茈y同時接觸到上述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，因此檢測到同時含有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，可以作為認定GSR存在的重要標準[9]。GSR的存在是認定受檢驗者近期是否開過槍或親密接觸過射擊者的重要依據(jù)。

2.2 掃描電鏡/能譜儀自動分析檢測GSR特征原理

掃描電鏡檢驗GSR需要利用其背散射電子像功能。基于背散射電子像對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元素顆粒會以高亮度的形式形態(tài)呈現(xiàn)出來，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，可以同時完成GSR顆粒的顯微形態(tài)及元素組合特征檢測[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為鑒別標準建立了GSR特征自動分析系統(tǒng)，利用上述背散射電子像灰度值對GSR中重金屬的特殊響應，逐幀掃描、自動累加，馬達臺按照設(shè)置自動進行多視場測量，自行進行檢材顆粒成分比對，GSR分析系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)符合GSR譜庫標準的顆粒，便以特征顏色呈現(xiàn)，標注為射擊殘留物[11]，見圖1。圖1中可以清晰看到含GSR的特征點數(shù)目及具體分類，通過菜單中的“單個”選項，可以直接將視野固定到感興趣的特征點，隨后切換能譜至POINT&ID檢測模式對特征點進行認證，確認該位置點譜圖是否符合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GSR的存在，反之則排除此點，如圖2。

圖1 GSR 特征分析數(shù)據(jù)圖

圖2 POINT&ID 確認元素圖

3 實驗材料與方法

3.1 實驗材料

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

3.2 實驗方法

3.2.1 射擊實驗

射擊實驗在室內(nèi)射擊館開展，射擊距離均為距離靶位10m處。規(guī)避因風力、周遭環(huán)境對射擊殘留物存留的影響。參加實驗的18名實驗人員上身均著警用長袖T恤，排除衣物材質(zhì)對射擊殘留物附著的影響，6人1組，第1組慣用手開1槍，第2組慣用手開2槍，第3組慣用手開3槍。

3.2.2 取樣、制樣

取樣部位、處理方式：此次實驗取樣部位共有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及12mm雙面碳導電膠墊取樣，將雙面導電膠墊的一面粘附在電鏡取樣臺上，另一面在實驗人員上述4個部位反復按捺粘取附著物，直至導電膠墊的膠面失去粘性。

3.2.3 儀器分析條件

實驗條件設(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，最小檢測特征尺寸0.39μm，樣品臺檢驗面積被分成250～260個微區(qū)，檢測面積在68～72mm2范圍內(nèi)。POINT&ID模式下采集背散射圖像，采集時間設(shè)置為10μs[12]。

4 實驗結(jié)果與討論

4.1 實驗結(jié)果

射擊實驗完成后，按照既定的處理方式，分別對實驗對象的臉部、手部、衣袖、前胸進行GSR提取，每一個檢材提取后提取者都要更換手套，避免交叉污染。通過掃描電鏡/能譜儀檢測分析，得出GSR的檢出數(shù)據(jù)，結(jié)果見表。

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

通過實驗結(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，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，臉部、胸前的平均檢出數(shù)量低于10個；清洗2次后，臉部、衣袖、胸前GSR平均檢出數(shù)量均低于2個，手部平均檢出數(shù)量約為10個。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個左右，射擊3槍時，平均值在10.5個左右，衣袖、前胸射擊2～3槍的情況下，平均值變化不大，衣袖在10個左右，胸前在2個左右，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)，實驗人員4處取樣部位均能檢出大量GSR特征，以此時的GSR數(shù)量為標準，將清洗后的GSR數(shù)量與其做比較，得出清洗后的GSR相對檢出率，見圖3。

4.2 實驗討論

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

由實驗結(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)生的流場有關(guān)系，GSR主要來自于兩個流場：一是伴隨彈頭射出的同時，從槍口中冒出的火藥燃燒氣體；二是槍支發(fā)射過程中，拋殼器拋出彈殼時，隨著拋殼動作從拋殼孔內(nèi)釋放出來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，進而造成手部、袖口處較多，距離較遠的臉部、胸前相對會較少，正常站姿射擊時，人臉部比射擊高度高，所以多數(shù)情況下比胸前也要少。清洗過程中，衣袖及胸前衣服纖維較多，清洗摩擦過程中更容易將GSR清洗掉，且在提取時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。

本實驗中，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個取樣部位射擊殘留物平均檢出數(shù)量僅在1個左右，手部檢出數(shù)量在10個左右。這說明在實際案件中，案件犯罪嫌疑人開槍后可能會及時洗手、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

如果涉槍案件中的犯罪嫌疑人在作案后立即被控制，第一時間提取物證，其手部、衣袖、臉部、前胸位置均會有大量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自動分析軟件，對檢材中的GSR顆粒進行全面自動檢測，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槍射擊過提供物證支持。