92式手枪射击残留物检出率的影响因素分析

王汝姣 陶 莹 张 芳 孟 杰

（天津市公安局物证鉴定中心 天津 300384）

1 引言

建国以来，我国一直实行严格的枪支管理制度[1]，因枪支对人民群众造成的伤害和恐慌是不可估量的。但近年来，涉枪案件仍屡见不鲜，给社会治安、人民群众人身财产安全造成严重的威胁。犯罪嫌疑人反侦查意识不断提高，在作案后，多会采取洗手、换洗衣服等方式清除身上可能遗留的微量物证，在不利情况下提取、检验鉴定出射击残留物（Gun Shot Residue 简称GSR）的存在是涉枪案件确定犯罪嫌疑人的重要手段。目前，通过研究被射客体上GSR的数量及分布来推断射击距离的报道较多[2-4]，也有分析常见洗手方式[5]、遗留时间[6]对射击者身上GSR检出率影响的报道，但鲜见综合分析射击次数、取样部位及清洗方式对GSR检出率影响的报道。本文多方位研究射击次数、取样部位、清洗次数对GSR检出率的综合影响，力求最大程度上考虑案件中可能遇到的情况，摸索建立更全面科学的GSR物证提取检验方法。

2 实验原理

2.1 GSR特征

GSR是指射击时从枪口或枪支机件缝隙中喷射出的枪弹底火药燃烧生成的烟垢、未完全燃烧的火药颗粒、微量金属屑和枪油等[7]。GSR一部分沉积在射击目标上，一部分沉积在射击者手、臂、前胸、脸等部位。军用枪等制式枪支的枪弹底火药中的无机成分大都包含Sb、Ba、Pb、Sn 4种元素，而在我们日常生活中，很难同时接触到上述4种元素，且GSR是在极高温度和压力下冷凝而成的，形态一般呈球状、瘤状或蜂窝等特征球体形状[8]，具体形态与其燃烧完全程度有关，直径范围多在0.1～10μm之间，偶尔出现50μm或更大。其特征形状及元素组成，使之与环境中的粒子有明显不同，因此检测到同时含有Sb、Ba、Pb、Sn 4种元素中的3种以上、且颗粒形态符合GSR特征的微量物证，可以作为认定GSR存在的重要标准[9]。GSR的存在是认定受检验者近期是否开过枪或亲密接触过射击者的重要依据。

2.2 扫描电镜/能谱仪自动分析检测GSR特征原理

扫描电镜检验GSR需要利用其背散射电子像功能。基于背散射电子像对重金属元素中的背散射电子产额大的原理，在扫描电镜放大图像的众多颗粒中，GSR 中的Sn、Sb、Ba、Pb元素颗粒会以高亮度的形式形态呈现出来，放大到5000倍以上，可以较清晰的看到GSR特征的球体形态。扫描电镜结合X射线能谱仪，可以同时完成GSR颗粒的显微形态及元素组合特征检测[10]。X射线能谱仪中的特征分析模式，以92式手枪的射击残留物成分图谱库为鉴别标准建立了GSR特征自动分析系统，利用上述背散射电子像灰度值对GSR中重金属的特殊响应，逐帧扫描、自动累加，马达台按照设置自动进行多视场测量，自行进行检材颗粒成分比对，GSR分析系统发现符合GSR谱库标准的颗粒，便以特征颜色呈现，标注为射击残留物[11]，见图1。图1中可以清晰看到含GSR的特征点数目及具体分类，通过菜单中的“单个”选项，可以直接将视野固定到感兴趣的特征点，随后切换能谱至POINT&ID检测模式对特征点进行认证，确认该位置点谱图是否符合92式手枪的GSR颗粒组成成分和含量，提高扫描电镜放大倍数，观察其形态是否呈特征球状，如成分、形态均符合GSR特征则确认GSR的存在，反之则排除此点，如图2。

图1 GSR 特征分析数据图

图2 POINT&ID 确认元素图

3 实验材料与方法

3.1 实验材料

92式手枪18把、子弹36发、警用长袖T恤18件、手套、清水、12mm双面碳导电胶垫若干、12mm凹槽钉型电镜取样台若干。FEI QUANTA 450电子扫描显微镜、OXFORD X-MAX（50）能谱仪。

3.2 实验方法

3.2.1 射击实验

射击实验在室内射击馆开展，射击距离均为距离靶位10m处。规避因风力、周遭环境对射击残留物存留的影响。参加实验的18名实验人员上身均着警用长袖T恤，排除衣物材质对射击残留物附着的影响，6人1组，第1组惯用手开1枪，第2组惯用手开2枪，第3组惯用手开3枪。

3.2.2 取样、制样

取样部位、处理方式：此次实验取样部位共有4处，分别是射击者持枪手部（着重提取虎口周围）、衣袖、脸部、前胸处。上述部位在射击前分别取样做空白对照。取样部位处理方式有3种，射击后0.5h内直接取样、清水清洗1次后取样、清洗1次5min后再清水清洗1次（简称清洗2次）后取样。

制样方式：本文采用12mm凹槽钉型电镜取样台及12mm双面碳导电胶垫取样，将双面导电胶垫的一面粘附在电镜取样台上，另一面在实验人员上述4个部位反复按捺粘取附着物，直至导电胶垫的胶面失去粘性。

3.2.3 仪器分析条件

实验条件设置：电子扫描显微镜采用高真空，背散射，加速电压20KV，束流6，放大倍率300倍，驻留时间5μs， 能谱仪采用POINT&ID和特征模式，特征模式下选择背散射，像素2048，最小检测特征尺寸0.39μm，样品台检验面积被分成250～260个微区，检测面积在68～72mm2范围内。POINT&ID模式下采集背散射图像，采集时间设置为10μs[12]。

4 实验结果与讨论

4.1 实验结果

射击实验完成后，按照既定的处理方式，分别对实验对象的脸部、手部、衣袖、前胸进行GSR提取，每一个检材提取后提取者都要更换手套，避免交叉污染。通过扫描电镜/能谱仪检测分析，得出GSR的检出数据，结果见表。

表 4 处取样部位GSR 检出数据

4.1.1 GSR数量与射击次数、取样部位的关系

通过实验结果可知，射击后0.5h内，射击1枪以上，4处取样部位均可检测出大量的GSR，射击次数越多，GSR数量越多；射击次数相同时，手部检出数量最多，其次是衣袖，胸前要多于脸部。

4.1.2 GSR数量与清洗次数的关系

清水清洗后，4处取样部位的GSR数量均大幅下降。射击1枪情况下，清洗1次后，手部、衣袖平均检出GSR数量仍大于10个，脸部、胸前的平均检出数量低于10个；清洗2次后，脸部、衣袖、胸前GSR平均检出数量均低于2个，手部平均检出数量约为10个。射击2～3枪情况下，清洗1次后，4处取样部位GSR检出数量均在10个以上；清洗2次后，脸部在射击2枪的情况下，GSR检出数据平均值在1.8个左右，射击3枪时，平均值在10.5个左右，衣袖、前胸射击2～3枪的情况下，平均值变化不大，衣袖在10个左右，胸前在2个左右，手部射击2枪以上，清洗2次后GSR平均值仍能保持在20个以上。

4.1.3 不同取样部位GSR检出率与射击次数、清洗次数的关系

射击后0.5h内，实验人员4处取样部位均能检出大量GSR特征，以此时的GSR数量为标准，将清洗后的GSR数量与其做比较，得出清洗后的GSR相对检出率，见图3。

4.2 实验讨论

由表2可知，不同取样部位，在清洗1次后，射击残留物数量均大量减少，脸部、手部及衣袖的检出率降到30%左右，胸前检出率则为10%左右。射击1枪清洗2次后，衣袖、前胸部位的检出率均不足1%，脸部、手部下降到5%左右，射击次数增加，清洗后检出率略有提高，但提高幅度并不明显。

图3 不同取样部位清洗后GSR 检出率比较

由实验结果了解到，同样射击次数情况下，手部检出数量最多，其次是衣袖，胸前要多于脸部。这与GSR产生的流场有关系，GSR主要来自于两个流场：一是伴随弹头射出的同时，从枪口中冒出的火药燃烧气体；二是枪支发射过程中，抛壳器抛出弹壳时，随着抛壳动作从抛壳孔内释放出来的火药燃烧残留硝烟。因此，就与枪支的距离上讲，附着量也是由近及远，进而造成手部、袖口处较多，距离较远的脸部、胸前相对会较少，正常站姿射击时，人脸部比射击高度高，所以多数情况下比胸前也要少。清洗过程中，衣袖及胸前衣服纤维较多，清洗摩擦过程中更容易将GSR清洗掉，且在提取时也更容易受到纤维等杂质的干扰，检出效果不如较为光滑的手部及脸部。但持枪自杀、采用其他体位射击的情况要另行讨论。

本实验中，射击后0.5h内，在射击者手部、脸部、衣袖、前胸4处取样部位均能检出较多的GSR，脸部数量相对较少。取样部位用清水清洗1次后，4处取样部位基本都还能检出射击残留物，射击1枪清洗2次后， 除手部外，其他3个取样部位射击残留物平均检出数量仅在1个左右，手部检出数量在10个左右。这说明在实际案件中，案件犯罪嫌疑人开枪后可能会及时洗手、换洗衣物，但通常的清水清洗方式并不能将射击残留物彻底清洗干净。

5 结语

如果涉枪案件中的犯罪嫌疑人在作案后立即被控制，第一时间提取物证，其手部、衣袖、脸部、前胸位置均会有大量GSR颗粒附着，在电子扫描显微镜的背散射下，可以看到大量呈明亮状态的球体颗粒，X射线能谱仪在POINT&ID模式下也可以非常容易发现GSR颗粒，从而定性。但如果犯罪嫌疑人利用洗手、洗衣服破坏了微量物证，GSR颗粒残余数量会大幅下降，但采用正确有效的取样方式，多处取样，利用电子扫描显微镜结合X射线能谱仪上的GSR自动分析软件，对检材中的GSR颗粒进行全面自动检测，仍可发现极少量的GSR颗粒，不同取样部位的结果互相佐证，依然可以为确定犯罪嫌疑人是否开枪射击过提供物证支持。