Analiza próbek powybuchowych dla potrzeb wymiaru sprawiedliwości : modelowe eksperymenty polowe

• Autorzy: Borusiewicz R. , Zadora G. , Zięba-Palus J.

Warianty tytułu

EN

Analysis of post-explosion samples for forensic purposes : model field experiments

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań było określenie powtarzalności wyników detonacji, zarówno pod względem ilości materiału pozostałego wybuchowego, jak i jego rozmieszczenia. Przeprowadzono modelowe eksperymenty na poligonie, polegające na detonacji ładunków pięciu różnych materiałów wybuchowych: TNT, RDX, PETN, dynamitu i materiału plastycznego, zawierającego RDX i TNT (kompozycja B). Każdy z eksperymentów (detonacja ładunku określonego materiału) powtórzono 3 razy. Eksperymenty prowadzono w kontrolowanych i powtarzalnych warunkach. Aby w sposób powtarzalny uzyskać próbki powybuchowe, w określonej odległości od detonowanych ładunków ustawiano arkusze ocynkowanej blachy. Po detonacji pobierano próbki, przecierając powierzchnię blach watą bawełnianą zwilżoną acetonem. Następnie próbki ekstrahowano dwiema porcjami metanolu, z użyciem łaźni ultradźwiękowej. Uzyskane ekstrakty łączono, zatężano przez odparowanie rozpuszczalnika, oczyszczano z cząstek stałych przez wirowanie i analizowano przy pomocy chromatografu cieczowego z detektorem typu DAD (HPLC-DAD). Chociaż eksperymenty powtarzano w taki sam sposób (na tyle na ile to możliwe w warunkach polowych) dla żadnego z pięciu badanych materiałów wybuchowych nie uzyskano powtarzalnych wyników, co można wytłumaczyć różnicami w efektywności detonacji, które najwyraźniej mogą wystąpić nawet dla pozornie identycznych ładunków. Nie zaobserwowano również spodziewanej zależności pomiędzy odległością od ładunku a ilością materiału w próbkach pobranych po wybuchu. Można to wytłumaczyć tym, że cząsteczki nieprzereagowanego materiału wybuchowego podczas wybuchu nie są rozpraszane równomiernie.

EN

The aim of research was to check the repeatability of explosion both for amount and distribution of explosives residues. The model field experiments were conducted. Charges of five different explosives: TNT, RDX, PETN, dynamite, and Composition B were detonated. Each experiment (detonation of the charge of each specific explosive) was repeated three times. The experiments were conducted under controlled conditions, exceeding those of research published so far. For each experiments three witness plates (sheets of galvanized steel) situated in a different distance from the charge were used, to collect post-blast residues in a reproducible way. Samples were collected by systematic swabbing of the surface of the plates by acetone moistened cotton swabs. Swabs were extracted with two portions of methanol, using ultrasonic bath. Extracts were combined, concentrated by solvent evaporation, cleaned by centrifugation, and analysed using HPLC-DAD. Although each of the experiments were conducted in a repeatable and uniform fashion (as much as possible in field conditions), the results proved to be unrepeatable for each of the five explosives tested. This lack of reproducibility may be explained by differences in the efficiency of a detonation which can, apparently, occur even for seemingly identical charges. Also, the intuitively expected relationship between distance from the charge and the amount of postblast residues was not observed. This may be explained by the fact that during detonation particles of unreacted explosives are not uniformly dispersed in all directions.

Słowa kluczowe

PL

chemia sądowa; materiały wybuchowe; próbki powybuchowe; HPLC

EN

forensic analysis; explosives; post-blast residues; HPLC

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 5
• Strony: 24--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Borusiewicz R.

• Instytut Ekspertyz Sądowych, ul. Westerplatte 9, 31-315 Kraków

autor

Zadora G.

• Instytut Ekspertyz Sądowych, ul. Westerplatte 9, 31-315 Kraków

autor

Zięba-Palus J.

• Instytut Ekspertyz Sądowych, ul. Westerplatte 9, 31-315 Kraków

Bibliografia

• [1] Borusiewicz R., A Review of Methods of Preparing Samples For Chromatographic Analysis for the Presence of Organic Explosive Substances. Problems of Forensic Sciences, 2007, 69, 5-29.
• [2] Kolla P., Sprunkel A., Identification of dynamite Explosives in Post Explosion Residues. Journal of Forensic Sciences, 1995, 40, 406-411.
• [3] Thompson R.Q., Fetterolf D.D., Miller M.L., Mothershead II R.F., Aqueous recovery from cotton swabs of organic explosives residue followed by solid phase extraction. Journal of Forensic Sciences, 1999, 44(4), 795–804.
• [4] Jenkins T.F., Walsh M.E., Miyares P.H., Hewitt A.D., Collins N.H., Ranney T.A., Use of snow-covered ranges to estimate explosives residues from high-order detonations of army munitions. Thermochimica Acta, 2002, 384, 173–185.
• [5] Taylor S., Hewitt A., Lever J., Hayes C., Perovich L., Thorne P., Daghlian C., TNT particle size distributions from detonated 155-mm howitzer rounds. Chemosphere, 2004, 55, 357–367.
• [6] Hewitt A.D., Jenkins T.F., Walsh M.E., Walsh R., Taylor S., RDX and TNT residues from live-fire and blow-in-place detonations. Chemosphere, 2005, 61, 888–894.
• [7] Pennington J.C., Brochu S., Walsh M.R., Hewitt A.D., Residues resulting from blow-in-place of specific munitions. Chapter 5. In Distribution and fate of energetics on DoD test and training ranges: Final Report. ERDC TR-06-13. Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer Research and Development Center. Vicksburg, 2006, pp 103-119. <http://el.erdc.usace.army.mil/elpubs/pdf/tr06-13.pdf> (accessed 23.25.2013).
• [8] Taylor S., Campbell E., Perovich L., Lever J., Pennington J., Characteristics of Composition B particles from blow-in-place detonations. Chemosphere, 2006, 65, 1405‑1413.
• [9] Hutchinson J.P., Evenhuis C.J., Johns C., Kazarian A.A., Breadmore M.C., Macka M., Hilder E.F., Guijt R.M., Dicinoski G.W., Haddad P.R., Identification of inorganic improvised explosive devices by analysis of post-blast residues using portable capillary electrophoresis instrumentation and indirect photometric detection with a light-emitting diode. Analytical Chemistry, 2007, 79, 7005-7013.
• [10] Hutchinson J.P., Johns C., Breadmore M.C., Hilder E.F., Guijt R.M., Lennard C., Dicinoski G., Haddad P.R., Identification of inorganic ions in post-blast explosive residues using portable CE instrumentation and capacitively coupled contactless conductivity detection. Electrophoresis, 2008, 29, 4593-4602.
• [11] Johns C., Shellie R.A., Potter O.G., O’Reilly J.W., Hutchinson J.P. Guijt R.M., Breadmore M.C., Hilder E.F., Identification of homemade inorganic explosives by ion chromatographic analysis of post-blast residues. Journal of Chromatography A, 2008, 1182, 205-214.
• [12] Hilmi A, Luong J.H.T., Nguyen S., Determination of explosives in soil and ground water by liquid chromatography - amperometric detection. Journal of Chromatography A, 1998, 844, 97‑110.
• [13] Bowerbank C.R., Smith P.A., Fetterolf D.D., Lee M.L., Solvating gas chromatography with chemiluminescence detection of nitroglycerine and other explosives. Journal of Chromatography A, 2000, 902, 413-419..
• [14] Wiliford C.W., Bricka R.M., Extraction of TNT from aggregate soil fractions. Journal of Hazardous Materials, 1999, 66, 1-13.
• [15] Calderara S., Gardbas D., Martinez F., Solid phase micro extraction coupled with on-column GC/ECD for the post-blast analysis of organic explosives. Forensic Science International, 2003, 137, 6-12.
• [16] Groom C.A., Beaudet S., Halasz A., Paquet L., Hawari J., Detection of the cyclic nitramine explosives hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazyne (RDX) and octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazine (HMX) and their degradation products in soil environments. Journal of Chromatography A, 2001, 909, 53-60.
• [17] Boopathy R., Manning J., Kulpa C.F., Biotransformation of explosives by anaerobic consortia in liquid culture and in soil slurry. International Biodeterioration & Biodegradation, 1998, 41, 67-74.
• [18] Halasz A, Groom C., Zhou E., Paquet L., Beaulieu C., Deshamps S., Corriveau A., Thiboutot S., Ampleman G., Dubois C., Hawari J., Detection of explosives and their degradation products in soil environments. Journal of Chromatography A, 2002, 963, 411‑418.
• [19] Taylor J.R., An Introduction to Error Analysis. The Study of Uncertainties in Physical Measurements. second ed,. University Science Books, Sausalito, California, 1997.
• [20] Sokal R.R., Rohlf F.J., Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. third ed., W. H. Freeman and Company, New York, 2000.