생체시료에서 총기발사잔사물(GSR) 검출을 위한 새로운 지표물질 적용 연구

김지영; 유승진

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김지영 (경찰대학) 유승진 (경찰대학)

저널정보: 경찰대학 경찰학연구편집위원회 경찰학연구 경찰학연구 제24권 제4호(통권 제80호)

발행연도: 2024.12

수록면: 255 - 277 (23page)

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우리나라는 총기 및 화약류 등의 제조, 사용 등 관리가 법으로 규정되어 있어 이와 관련한 사건, 사고의 발생 건수가 적었다, 그러나 불법 사제 총기 제작과 국제 테러 발생 증가 등으로 그 위험성에서 벗어날 수 없게 되었고 최근 우리나라에서도 마약과 함께 총기가 밀반입된 사례가 발생하였다. 본 연구는 총기 사건과 관련하여 생체 시료에서 총기 발사 잔사물(Gunshot Residue)의 지표 물질로 발사자를 식별할 수 있는 정도의 가능성을 판단하고자 하였다. GSR의 법과학적 증거확보를 위한 분석기법 연구는 오랜 시간 동안 다양하게 진행되어 왔으나 GSR과 관련하여 생체 시료에서 특정 지표 물질 검출 여부에 대한 연구는 미비한 실정이다. 특히, 우리나라의 경우 특정 기관에서만 총기를 사용하고 있어 이와 관련한 연구에는 한계가 있다. 기존 총기 발사자의 의복이나 신체 외부에서의 GSR를 채취하는 방식에서 벗어나 생체 시료인 소변(Urine)에서 GSR의 특정 지표 물질 검출 여부를 본 연구에서 확인하였다.
사격 훈련 노출 빈도 등에 따라 실험자를 분류하여 3차례의 실험을 실시하였다. 다수의 시료에서 다양한 금속 성분의 농도를 분석할 수 있는 ICP/MS(Inductively Coupled Plazma/ Mass Spectrometer)를 이용하여 연구를 진행하였다.
본 연구를 통해 의복을 바꿔 입거나 세척으로 소실되어 밝혀낼 수 없던 신체 외부 GSR 연구의 한계를 생체 시료인 소변을 통해 GSR 지표 물질을 검출하여 신뢰할 수 있는 법과학적 증거를 확보할 수 있을 것으로 판단하였다.
3차례 실험을 통해 생체 시료인 소변에서의 GSR은 사격 환경에 노출이 많은 실험자에게서 뇌관 화약의 주성분인 납(Pb)이 높은 농도로 검출되었다. 안티모니(Sb), 바륨(Ba) 또한 저빈도, 무빈도보다 높게 나타났으나 모든 실험에서 납(Pb)에서 가장 유의미한 차이를 나타냈다. 본 실험의 결과를 통해 사격 훈련에 오랜 시간 반복적으로 노출된 경우 생체 시료에서 화약의 주성분인 중금속이 높게 검출되어 발사자를 특정할 수 있는 법과학적 증거로써 소변 시료의 활용 가능성을 확인 할 수 있었다. 또한, 납(Pb)은 사격 환경 노출 정도를 추정할 수 있는 법과학적 실험 결과로 활용할 수 있으며 사격을 실시하는 기관의 사격장 환경개선 기초 자료로도 활용할 수 있을 것이다. 향후 소변에서 뇌관화약 뿐만 아니라 GSR의 새로운 지표 물질 검출 및 다양한 생체 시료 연구를 통해 신뢰도를 높일 수 있는 추가적인 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

South Korea maintains strict regulatory control over firearms, explosives, and related substances, leading to a relatively low incidence of gun-related incidents compared to other countries, where firearm incidents and casualties are more prevalent. However, the risk posed by firearms is expanding globally due to the rise of improvised firearms shared online and increased international terrorist activity. Recently, there has even been a case of firearms being smuggled alongside narcotics into South Korea. Research on forensic analysis techniques for detecting inorganic gunshot residues (GSR) has been extensively conducted over a long period, yet studies focused on identifying specific indicator substances for GSR detection in biological samples are still limited. In South Korea, firearm use is restricted to specific institutions, limiting the breadth of related studies. This study aims to move beyond traditional GSR collection from shooters’ clothing or external surfaces of the body by selecting and analyzing indicator substances in urine, a biological sample, to detect the presence and concentration of GSR residues. We collected urine samples from experimental groups categorized by shooting exposure frequency. Given that gunpowder contains various metal components, we employed ICP/MS (Inductively Coupled Plasma/Mass Spectrometer), an analytical technique capable of detecting trace metals, for its advantages in providing quantitative results quickly and analyzing trace amounts of metallic elements. Through this research, we sought to overcome the detection limitations of GSR from clothing or external surfaces, which can be challenging to trace if garments are changed or washed. Additionally, in cases involving highly trained shooters who are exposed to prolonged shooting environments, heavy metal components (lead, antimony, barium) from gunpowder may accumulate in biological substances such as urine. These trace metals can be detected in urine, thus providing rapid, reproducible, and reliable forensic evidence beyond conventional GSR analysis.
Detection of inorganic GSR in urine, a biological sample, showed significant quantitative differences in lead (Pb) levels, one of the primary components of primers, within the high-frequency exposure group. Antimony (Sb) and barium (Ba) also varied, but the difference was most pronounced for lead (Pb). To account for potential background heavy metal accumulation from lifestyle factors, we conducted a second experiment involving spouse samples, finding similar lead (Pb) levels as observed in the first experiment. The third experiment also yielded consistent results with the previous two trials. Our analysis results indicate that repeated, prolonged exposure to gunpowder and related materials during firearms training may lead to significant detection of gunpowder’s primary metallic components in biological samples, offering forensic evidence potential through urine-based GSR detection to identify shooters. These results may also serve as scientific data to estimate heavy metal exposure, such as lead (Pb), contributing to efforts to improve the environmental safety of shooting ranges.

#총기발사잔사물 #유도결합플라즈마/질량분석법 #중금속 #납 #소변 시료 #Gunshot Residue(GSR) #Inductively Coupled Plasma/Mass Spectrometer (ICP/MS) #Urine Sample #Lead (Pb) #Heavy Metals

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