Anyagvizsgálati módszerek a bűnüldözésben

Átírás

1 Anyagvizsgálati módszerek a bűnüldözésben Robbanóanyagok, tűzkeltő anyagok, üvegtárgyak, rovarok kriminalisztikai vizsgálata Dr. Gál Tamás i.ü. vegyészszakértő

2 A robbanás, robbanóanyag fogalma és sokfélesége A robbanóanyagok analitikai vizsgálata A tűz keletkezésének okai Elektromos jelenségek által okozott tüzek Tűzkeltő anyagok analitikai vizsgálata Üvegek vizsgálata Igazságügyi rovartan

3 A robbanás fogalma: /köznapi értelemben/ Egy olyan jelenség, ami nagy durranással és rombolással jár

4 A robbanás fajtái: ROBBANÁS FIZIKAI KÉMIAI NUKLEÁRIS Az anyagi rendszernek csak a fizikai állapota változik meg, kémiai összetétele változatlan marad. (pl. kazánrobbanásnál a víz hirtelen gőzzé alakulása okozza a robbanást.) Nagyon gyors kémiai átalakulás, melynek során nagy mennyiségű, magas hőmérsékletű és nagy nyomású gázok keletkeznek. Ezek a gázok kiterjedésük közben mechanikai munkát (rombolást) végeznek. Létrejöhet maghasadás, vagy magfúzió következtében

5 Kémiai robbanás Térrobbanás Kondenzált fázisú robbanás Az egész. teret kitölti a levegő és az éghető komponens keveréke, az éghető komponens lehet: metángáz (sújtólég robbanás) finom por (liszt, szénpor, cukor) A robbanás epicentrumában kráter képződik. A robbanóanyag szilárd, plasztikus, vagy folyékony állapotú, kis térfogatban koncentrálódik: TNT préstest plasztik SEMTEX Nitroglicerin

6 Térrobbanás

7 A robbanóanyag Olyan vegyületek és keverékek, amelyek meghatározott külső behatásra gyors kémiai átalakulásra képesek, és ennek során nagy mennyiségű energia és sok gáz keletkezik. Nagyon sokféle robbanóképes anyag, illetve keverék létezik. Több tízezer!!! Ezek nagy részét szerencsére nem használják ilyen célra

8 Robbanóanyagok csoportosítása felhasználás szerint Katonai robbanóanyag Ipari robbanóanyag Pirotechnikai termék Házilag, jogellenesen előállított robbanóképes anyag

9

10 Katonai robbanóanyagok Nagyon szigorú minőségi követelmények alapján készülnek, katonai célra alkalmazzák őket, de vannak - Talált, el nem működött eszközök, - Nem megfelelően őrzött, illegálisan eltulajdonított eszközök és anyagok

11 Ipari robbanóanyagok: Nagyon sokféle, speciális célokat is kielégítő robbanóanyagok Sújtólégbiztos robbanóanyagok Víz alatti robbantáshoz használt robbanóanyagok Hő- és nyomásálló anyagok Vizes, emulziós anyagok, stb

12

13 Pirotechnikai termékek Sokféle szilárd porkeverék, amelyek éghető anyagokat és erélyes oxidáló-szereket tartalmaznak. Látvány és szórakoztató célú Technológiai

14 Házilagosan, jogellenesen előállított robbanóképes anyagok Magyarországon, az utóbbi 10 évben fekete füstös lőpor TATP (triaceton-peroxid) jód-azid kálium-permanganát + cukor kálium-nitrát + szorbit

15 TATP robbanás

16 Robbanóanyagok csoportosítása hatásmechanizmus alapján Tolóhatású robbanóanyagok Iniciáló (primer) robbanóanyagok Brizáns robbanóanyagok Mechanikai vagy hő hatásra kevésbé érzékenyek Biztonságosan kezelhetők. Pirotechnika i keverékek Alacsony hatóerejű Közepes hatóerejű Magas hatóerejű A robbanási átalakulás fő formáját az égés képezi Külső hő vagy mechanikai hatásra detonáció formájában robbannak. Érzékeny robbanóanyagok Robbantási lánc elindítására használják Gyutacs-érzékeny robbanóanyagok Önmagukban, vagy más komponensekkel keverve is használhatók NH 4 NO 3 alapú robbanó- anyagok. Nem mind gyutacsérzékeny Gáztermelőképességük kicsi, főleg a látványtechnikában alkalmazzák Példák és megjegyzések Fekete lőpor Nitrocellulóz lőporok Durranóhigany, ólomazid Paxit Dinamitok TNT Plasztikus robbanóanyagok Tetril, Hexogén, Nitropenta, Hexotol, Pentritol, Semtex Foto-, Blitz-, durranó-, füst-, ködelegy, szikraszökőkút, stb

17 A szakértői feladat: Bekövetkezett robbanások utáni vizsgálatok. A még fel nem robbant állapotú robbanóanyagok, illetve maradékaik vizsgálata

18 Bekövetkezett robbanások esetén: A robbanás reakciótermékei: CO, CO 2, H 2, H 2 O, N 2, N-oxidok (A légkörben egyébként is jelenlévő komponensek, nem informatív!) A robbanóanyagból maradó, el nem reagált mikroanyag maradványokat kell megtalálni és műszerrel megmérni!

19 A feladatot nehezítő körülmények: időjárás: eső, hó, szél a robbanást tűz is követi a tüzet a tűzoltók alaposan eloltják A helyszíneken megfelelő gyakorlattal és tapasztalattal rendelkező tűzszerész helyszínelő dolgozzon!!!

20 Robbanóanyagok analitikai vizsgálata Mikroszkópi vizsgálatok Kapilláris elektroforézis Kromatográfia (TLC, HPLC, LC/MS, GC/MS, electronic nose ) Spektrofotometria (FTIR, RAMAN) GC-FTIR SEM/EDS

21

22

23

24 Electronic nose Kimutatási határ TNT :10 pg/ml szobahőmérsékleten Ultra gyors GC Mérési idő 10 sec

25 Robbanóanyagok Raman spektroszkópiai vizsgálata TATP HMDT C4 PETN A minták vizsgálata in-situ minta-előkészítés nélkül történik Lehetőség van a műanyag vagy üveg mintatartón keresztül történő mérésre FLUORESSZCENCIA!!!!!

26

27 Robbanóanyag-porok FTIR vizsgálata pasztilla /KBr/CsI-dal együtt őrölve, préselve/ ATR-cellák gyémántcella diffúz reflexió jelentős őrlést és homogenizálást igényel a fázis tömörsége, felülete alapvetően befolyásolja a szórást - nem valós sávok megjelenése Kubelka-Munk korrekció

28 Robbanóanyagok FTIR spektruma

29 GC-FTIR Izomerek vizsgálata

30 Okozhatta-e a robbanást elektrosztatikus feltöltődés

31 A helyszínen talált porszerű anyagmaradványok származhatnak-e a petárdákból piro Al, C, karbonátok, Si és egyéb elemeket tartalmazó ásványok, KClO3, S piro Al, SiO2, KClO3, S FTIR SEM/EDS Si, Al, Fe2O3, KClO3, S A helyszínen talált porszerű anyagmaradvány

32 Kriminalisztikai tűzvizsgálatok

33 A tűz keletkezésének okai Elektromos jelenség Mechanikai ok Kémiai/biológiai ok villámcsapás öngyulladás - statikus gáz/folyadékcsövek törése feltöltődés éghető anyag szelepek/nyomásmérő jelenlétében berendezések hibái hálózati rövidzárlat elektromos készülék hibája mozgó alkatrész súrlódása öngyulladás nedvesen betakarított széna, halliszt, komposzt öngyulladás oxidálószerek és éghető anyagok egyidejű jelenlétében túlterhelt áramkör szándékos tűzkeltés /szerves oldószerek, ásványolaj származékok stb./

34 Elektromos jelenségek által okozott tüzek Az alumínium vezetékek a tűzben leolvadnak, gyakorlatilag nem vizsgálhatóak A rézvezetékkel szerelt hálózatok esetén lehet következtetni a tűz keletkezésének körülményeire Elsődleges tűzkeltő ok: a tüzet a rézvezeték szakadása során keletkező elektromos ív okozta Másodlagos zárlati ok:a magas hőmérséklettel égő tűz hatására szakadt el a vezeték és keletkezett rövidzárlat Ívhúzási ömlenyek jelzik, hogy a kábel a tűz idején feszültség alatt volt Az ömlenyek különleges csiszolatának mikroszkópi képe alapján eldönthető, hogy az a tűz következményeként, vagy a tűz előzményeként keletkezett

35 Tűzben keletkezett ív Makroméretű kristályok

36 Tűz előtt keletkezett ív Mikroméretű kristályok Ez okozta a tüzet!

37 Szándékos tűzkeltés által okozott tüzek Tűzkeltő anyagok/éghető folyadékok/molotov koktélok Szerves oldószerek (alkoholok, aceton, benzol, hexán, toluol, xilolok, éter ) Ásványolajszármazékok benzinek, kerozin, gázolajok stb. maradványai a tűzfészekben kimutathatók gyanúsított ruházatának vizsgálata helyszínen-gyanúsítottnált talált folyadék vizsgálata szakszerű mintavétel (mennyiség, edény, tárolás) műszeres analitikai kimutatás, azonosítás (GC, GC/MS, FTIR) tűzfészek kutatása

38 Ásványolaj származékok kromatogramjai transzformátorolaj motorbenzin petróleum gázolaj

39 Milyen ásványolaj származékot használtak a Molotov koktélhoz? A helyszínről származó ásványolaj maradvány motorbenzin összehasonlító minta A helyszínről származó ásványolaj maradvány

40 Ásványolaj származékok FTIR spektrumai Fékolaj Benzin Petróleum Motorolaj Gazolin Gázolaj Kerozin

41 Milyen ásványolaj származékot használtak a Molotov koktélnál?

42 Az ablakon beöntött éghető folyadék okozta a tüzet?

43 Tűzben keletkezett ömleny A tűz kitörését megelőzően keletkezett ömleny A rövidzárlat okozta a tüzet! 43

44 Mi okozta a kocsi kiégését?

45 Mi okozta a kocsi sérüléseit?

46 Üvegmaradványok kriminalisztikai vizsgálata Üvegtárgyak törésekor üvegdarabok, üveg-szilánkok kerülnek a környezetbe (útfelület, ruházat, gépkocsi utastere, stb.). A mikroméretű szemcsék viszonylag messzire is eljuthatnak. Összehasonlító vizsgálatok Ha nem törik üveg, akkor nem kerülnek üvegszemcsék a ruházatra!

47 rongálás-vandalizmus betörés Bűncselekmény típusa erőszakos bűncselekmények közlekedési balesetek Hol keresünk üvegmaradványokat? gyanúsított ruházata, cipője gyanúsított ruházata, cipője gyanúsított, sértett ruházata, cipője sértett ruházata, cipője, helyszín

48 Az üveg Túlhűtött folyadék, amelyben szilárd állapotban vannak a fémoxid komponensek Kémiai szerkezete véletlenszerűen, kristályosodás nélkül alakul ki a megszilárdulás pillanatában Fontosabb üvegképző fémoxidok: üvegképzők adalékanyagok üvegképzők és adalékanyagok SiO 2 Al 2 O 3 Na 2 O B 2 O 3 PbO CaO GeO 2 Sb 2 O 3 K 2 O P 2 O 5 ZnO MgO V 2 O 5 TiO 2 Li 2 O As 2 O 3 BeO BaO

49 Kristályos szerkezet Amorf szerkezet (üveg)

50 Különböző üvegek összetétele Source: Koons RD, Buscaglia J, Bottrell M, Miller ET. Forensic Glass Comparisons (Ch. 4). In: Saferstein R (ed.). Forensic Science Handbook. Vol I (2 nd ed). Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ (2002): zöld vas, krómoxid Színes üvegek kék kobalt barna vas, kén, titán

51 Üvegek típusai síküvegek közönséges táblaüvegek többrétegű, erősített üvegek (gépkocsi szélvédő) tükrök közönséges palacküvegek speciális üvegek optikai üvegek

52 Üvegmaradványok vizsgálata Fizikai illesztés Glass fragments recovered at the accident scene nyomszakértői feladat Physical match Broken headlight of the suspected vehicle Courtesy of University of Lausanne Színárnyalat, vastagság vizsgálata Optikai törésmutató vizsgálata Nyomelem összetétel vizsgálata

53 Optikai törésmutató vizsgálata Két vagy több üvegszemcsét fűthető tárgyasztalon közös olajfürdőbe helyezve, mikroszkóp alatt megfigyelhető, hogy a különböző szemcsék egyszerre tűnnek-e el a látómezőben. Ha egyszerre, akkor azonos törésmutatójúak, ha nem, akkor eltérő üvegek Speciális olajok melyeknek az optikai törésmutatója a hőmérséklet emelkedésével változik. Az olaj törésmutatója a C fok tartományban valahol azonos az üvegminta törésmutatójával. Ennél a hőmérsékletnél az üvegszemcse optikailag eltűnik a látótérből. T=87 C RI oil > RI glass T=97 C RI oil = RI glass T=117 C RI oil < RI glass Source: Saferstein R. Criminalistics (9 th ed). Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ (2006)

54 XRF (X-Ray fluorescence) Elemösszetétel vizsgálat Viszonylag nagy üvegdarabok esetén (~1-2 mm) meghatározható az üveg nyomelem összetétele is. SEM-EDS (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometry) ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)

55 Igazságügyi rovartan (forenzikus entomologia) A helyszínen lefoglalt maradványok alapján mikorra tehető az elhalt személy halálának időpontja? A talaj és biológiai anyagmaradványokból nyerhető adatok alapján valószínűsíthető-e, hogy az elhalt személy megtalálásának helye másodlagos helyszín? 55

56 Adott fajnál az egyes fejlődési stádiumok hossza meghatározott. 56