The Effect of The Type of Cartridges and Number of Shots on Gunshot Residue Determination in Automatic Shotgun Shootings

Öz

Objective: This study aimed to investigate the relationship between gunshot residue type (GSR) and GSR amount by quantifying Sb, Ba and Pb from the gunshot residues accumulated on the inner and outer surfaces of the right and left hands during different shots (single shot, consecutive double shot and consecutive triple shots) using single lead shot pellets and multiple shot pellets, and to determine the change in GSR amount caused by consecutive shots using automatic shotgun. Methods: The shots were fired in an indoor shooting range using Slug brand single bullet cartridges, number 5 cartridges containing Cheddite brand pellets and Husan M71 automatic shotgun. The shots were designed as the single shot, consecutive double shots, and consecutive triple shots, each of which was repeated three times. Sb, Ba and Pb concentrations were analyzed by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry and the data were statistically evaluated. Results: In the study, it was determined that the amount of gunshot residue collected from the inner surface of the right and left hand was significantly higher than the outer parts of both hands because the ejection port of the rifle was on the right side. No significant difference was observed in the amount of gunshot residue in both hands depending on the number of shots fired and the type of cartridge used. Conclusion: This study is the first to examine the amount of gunshot residue left on the inner and outer surfaces of the double hand by different cartridge types and shot numbers during automatic shotgun shooting. Results also shows that the amount of gunshot residue detected on the hand surface can provide information about the sample collection surface, but does not allow a precise discrimination of the type of cartridge used.

Anahtar Kelimeler

• Gunshot Residue
• automatic shotgun
• cartridge
• firearm

Otomatik Av Tüfeği İle Yapılan Atışlarda Fişek Türünün ve Atış Sayısının Atış Artığı Tespitine Etkisi

Öz

Amaç: Bu çalışmada, av tüfeği ile atışlar gerçekleştirerek el üzerinde atış sonrası atış artığı (ASAA) incelemesi yapılması hedeflenmiş olup, tek kurşunlu saçma fişeği ve çoklu saçma fişeği kullanılarak yapılan farklı atışlarda (tek atış, ardışık çift atış ve ardışık 3 atış) sağ ve sol elin iç ve dış yüzeyinde biriken atış artıklarından Sb, Ba ve Pb için miktar tayini yapılarak saçma türü ile ASAA miktarı arasındaki ilişkinin araştırılması ve ardışık atışların ASAA miktarında oluşturduğu değişikliğin belirlenmesi amaçlandı. Yöntemler: Atışlar, Slug marka tek kurşunlu fişek, içinde Cheddite marka saçmaların bulunduğu 5 numara fişek ve Husan M71 marka otomatik av tüfeği kullanılarak kapalı atış poligonunda yapıldı. Çift el tutuşlu olacak şekilde tek atış, ardışık çift atış ve ardışık üç atış olarak tasarlanan atışların her biri üçer kez tekrar edildi. Sb, Ba ve Pb konsantrasyonları İndüktif Eşleşmiş Plazma-Kütle Spektrometresi ile analiz edildi, veriler istatistiksel olarak değerlendirildi. Bulgular: Çalışmada tüfeğin kovan atma boşluğunun sağ tarafta olması nedeniyle sağ ve sol el iç yüzeyinden toplanan atış artıklarının her iki elin dış kısımlarına göre anlamlı şekilde yüksek olduğu belirlendi. Atış sayısına ve kullanılan fişek türüne bağlı olarak her iki elde tespit edilen atış artığı miktarında anlamlı bir fark gözlemlenmedi. Sonuç: Bu çalışma, otomatik av tüfeği ile gerçekleştirilen atışlarda, farklı fişek türleri ve atış sayılarının çift elin iç ve dış yüzeylerinde bıraktığı atış artığı miktarını inceleyen ilk araştırmadır. El yüzeyinde tespit edilen atış artığı miktarının örnek toplama yüzeyi hakkında bilgi sağlayabileceğini, ancak kullanılan fişek türü hakkında kesin bir ayrım yapmaya olanak tanımadığını göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Atış Artığı
• Otomatik Av Tüfeği
• Ateşli Silah
• Fişek

Kaynakça

1. 1. Akçan R, Demircioglu D, Aydogan HC, Cavlak M, Erkan E, Demiray E, et al. Ear as an alternative sampling site for GSR analysis following shotgun discharge. J Forensic Sci. 2021;66(3):1042–7.
2. 2. Yıldırım MŞ, Demircioğlu D, Erkan E, Zengin HY, Elden U, Akçan R, et al. Surgical mask as an alternative sampling site for gunshot residue analysis. Forensic Chem. 2023;34:100501.
3. 3. Tarifa A, Almirall JR. Fast detection and characterization of organic and inorganic gunshot residues on the hands of suspects by CMV-GC–MS and LIBS. Sci Justice. 2015;55(3):168–75.
4. 4. Chang KH, Jayaprakash PT, Yew CH, Abdullah AFL. Gunshot residue analysis and its evidential values: a review. Aust J Forensic Sci. 2013;45(1):3–23.
5. 5. Lucas N. Assessment of the Persistence and Transference of Inorganic Gunshot Residues. Flinders University, College of Science and Engineering.; 2019.
6. 6. Serol M, Ahmad SM, Quintas A, Família C. Chemical analysis of gunpowder and gunshot residues. Molecules. 2023;28(14):5550.
7. 7. Reyes LC, López CE, Barrios AB, Soto CG, Ibáñez C, Díaz FJ. Development and application of a new nose hairs sample collection device for GSR Particles by scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS). Forensic Sci Int. 2018;290:42–8.
8. 8. French J, Morgan R. An experimental investigation of the indirect transfer and deposition of gunshot residue: Further studies carried out with SEM–EDX analysis. Forensic Sci Int. 2015;247:14–7.

9. 9. Charles S, Geusens N, Vergalito E, Nys B. Interpol review of gunshot residue 2016–2019. Forensic Sci Int Synerg. 2020;2:416– 28.
10. 10. French J, Morgan R, Davy J. The secondary transfer of gunshot residue: an experimental investigation carried out with SEM-EDX analysis. X-Ray Spectrom. 2014;43(1):56–61.
11. 11. Özdemir TK, Kılıç MD, Yayla M, Mercan S. Atış Sayısı Arttıkça El Üzerinde Kalan Atış Artığı da Artar mı? 9x19 mm Parabellum Fişek Örneği. Adli Tıp Derg. 38(1):27–36.
12. 12. Dalby O, Butler D, Birkett JW. Analysis of Gunshot Residue and Associated Materials-A Review. J Forensic Sci.
13. 13. Cardinetti B, Ciampini C, D’Onofrio C, Orlando G, Gravina L, Ferrari F, et al. X-ray mapping technique: a preliminary study in discriminating gunshot residue particles from aggregates of environmental occupational origin. Forensic Sci Int. 2004;143(1):1–19.
14. 14. Shrivastava P, Jain VK, Nagpal S. Gunshot residue detection technologies—a review. Egypt J Forensic Sci. 2021 Dec;11(1).
15. 15. Kilty JW. Activity after shooting and its effect on the retention of primer residue. J Forensic Sci. 1975;20(2):219–30.
16. 16. Bilgi S. Av tüfeği namlu uzunluğunun saçma dağılımına etkisinin değerlendirilmesi. Marmara Üniversitesi. Tıpta uzmanlık tezi. 2013.
17. 17. Arslan MM, Kar H, Üner B, Çetin G. Firing distance estimates with pellet dispersion from shotgun with various chokes: an experimental, comparative study. J Forensic Sci. 2011;56(4):988– 92.
18. 18. Alfonsi A, Calatri S, Cerioni E, Luchi P. Shooting distance estimation for shots fired by a shotgun loaded with buckshot cartridges. Forensic Sci Int. 1984;25(2):83–91.
19. 19. Reis ELT, Sarkis JES, Neto ON, Rodrigues C, Kakazu MH, Viebig S. A new method for collection and identification of gunshot residues from the hands of shooters. J Forensic Sci. 2003;48(6):1269–74.
20. 20. Vanini G, Souza MO, Carneiro MTWD, Filgueiras PR, Bruns RE, Romão W. Multivariate optimisation of ICP OES instrumental parameters for Pb/Ba/Sb measurement in gunshot residues. Microchem J. 2015 May 1;120:58–63.
21. 21. Santos A, Magalhães T, Vieira DN, Almeida AA, Sousa A V. Firing distance estimation through the analysis of the gunshot residue deposit pattern around the bullet entrance hole by inductively coupled plasma-mass spectrometry: An experimental study. Am J Forensic Med Pathol. 2007 Mar;28(1):24–30.
22. 22. Santos A, Ramos P, Fernandes L, Magalhães T, Almeida A, Sousa A. Firing distance estimation based on the analysis of GSR distribution on the target surface using ICP-MS—An experimental study with a 7.65 mm × 17 mm Browning pistol (.32 ACP). Forensic Sci Int. 2015 Feb 1;247(1):62–8.
23. 23. Rijnders MR, Stamouli A, Bolck A. Comparison of GSR Composition Occurring at Different Locations Around the Firing Position. J Forensic Sci. 2010 May 1;55(3):616–23.
24. 24. Yayla M. Ateşli Silah Atış Artığının Atış Sayısı ve Farklı Mermi Çekirdeklerine Bağlı Nicel Değişiminin Araştırılması. Hitit Üniversitesi. Yüksek lisans tezi. 2022.
25. 25. Kara İ. Atış sayısına bağlı olarak namluda biriken atış artığının atomik absorpsiyon spektrometre yöntemi ile kantitatif analizi. Karadeniz Chem Sci Technol. 2018;2(3):7–11.
26. 26. Can M, Üner H, Koç S, Tok M, Toprak S, Dışbudak M. MKE Kurumu Yapımı Tabanca Mermileri ile Yapılan Atışlarda El Üzerinde Kalan Atış Artıklarının Alevsiz Atomik Absorbsiyon Spektrofotometri Yöntemi ile Tespiti. Adli Tıp Bülteni. 2005;10(1):5–14.
27. 27. Çelikel A, Balcı Y, Üner B, Bal C. Av tüfeği namlu uzunluğunun saçma dağılımına etkisi ve atış mesafesinin belirlenmesinde önemi. Adli Tıp Derg. 2012;26(2):115–23.
28. 28. Sarıbey AY. Ateşli silahlar ile yapılan atışlar sonrası hedef yüzeyler üzerinde oluşan atış artıklarının incelenmesi. Ankara Üniversitesi. Doktora tezi. 2008.
29. 29. Magnusson B, Örnemark U. The Fitness for Purpose of Analytcal Methods-A Laboratory Guide to Method Validation and Related Topics. Eurachem. 2014.
30. 30. Brożek-Mucha Z. Variation of the chemical contents and morphology of gunshot residue in the surroundings of the shooting pistol as a potential contribution to a shooting incidence reconstruction. Forensic Sci Int. 2011;210(1–3):31–41.
31. 31. Costa RA, Motta LC, Destefani CA, Rodrigues RRT, do Espirito Santo KS, Aquije GMF V, et al. Gunshot residues (GSR) analysis of clean range ammunition using SEM/EDX, colorimetric test and ICP-MS: A comparative approach between the analytical techniques. Microchem J. 2016;129:339–47.
32. 32. Ditrich H. Distribution of gunshot residues–the influence of weapon type. Forensic Sci Int. 2012;220(1–3):85–90.
33. 33. Romolo FS, Margot P. Identification of gunshot residue: a critical review. Forensic Sci Int. 2001;119(2):195–211.
34. 34. Wolten GM, Nesbitt RS, Calloway AR, Loper GL, Jones PF. Equipment systems improvement program--final report on particle analysis for gunshot residue detection. Rep ATR-77 (7915)-3, Aerosp Corp, Washington, DC. 1977;
35. 35. Çigilli O. Numune alma yöntemi geliştirilerek, inorganik atış artıklarının (antimon) elektrotermal atomik absorbsiyon spektrometresi ile nicel analizi ve yöntem verimliliği. Bursa Uludag University (Turkey); 2022.
36. 36. Brożek-Mucha Z. Chemical and morphological study of gunshot residue persisting on the shooter by means of scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectrometry. Microsc Microanal. 2011;17(6):972–82.
37. 37. Gassner AL, Ribeiro C, Kobylinska J, Zeichner A, Weyermann C. Organic gunshot residues: Observations about sampling and transfer mechanisms. Forensic Sci Int. 2016;266:369–78