Comparison of the performance and fragmentation of common lead-free and lead-based hunting rifle bullets in shot wild ungulates and in ballistic soap | Vergleich der Wirksamkeit sowie der Fragmentierung gängiger bleifreier und bleihaltiger Jagdbüchsengeschosse in erlegten wildlebenden Huftieren und in ballistischer Seife

The present thesis was designed to assess the question whether lead-free hunting rifle bullets represent an adequate surrogate for conventional lead-based bullets in terms of animal welfare. The study was initiated as a result of the stakeholder conference on lead intoxications in white-tailed sea eagles organised by the IZW in 2005. Fragments of conventional lead core hunting bullets had been recognised as a major source of lead poisoning in white-tailed sea eagles and many other wildlife species. Reservations concerning the alleged reduced killing efficacy of lead-free bullets as an alternative to lead bullets were widely raised by hunters and the ammunition industry. For this study different approaches were used in order to assess the wounding capacity – the killing efficacy – and to describe fragmentation patterns of lead-free deforming and lead-free partially fragmenting bullets compared to lead-based bullets: 297 wild ungulates shot during regular hunting events in Germany were radiographed between 2006 and 2009 and the number of fragments as well as the maximum distance of fragments to the wound tract were evaluated. Fragmentation patterns significantly differed between lead-free and lead-based bullets. The use of lead-based bullets was associated with both a significantly higher number of fragments and a significantly larger maximum distance of fragments in relation to the wound tract. We showed that the use of lead core bullets results in a broad contamination of the carcass and the offal from shot ungulates and therefore should be avoided with regard to biological conservation, consumer protection and the prevention of food waste. The amount of tissue destruction in bodies of shot ungulates displays the wounding capacity associated with a bullet under field conditions. Comparable locations of the wound tract within the body should result in comparable wound dimensions. To answer the question whether wounds caused by lead-free bullets are less severe, thereby potentially causing superfluous pain to the animal by delayed entry of death, we conducted CT scans and post-mortem macroscopic examinations of 34 shot wild ungulates. The comparison of wound channel diameters along the bullet path and the determination of the maximum cross-sectional area of the wound tract did not reveal significant differences between lead-free and lead-based bullets. Additionally, we assessed the morphology of the wounds. All animals showed severe injuries to vital organs, which were likely to have caused rapid death due to exsanguination. No hints were found that lead-free bullets would produce less severe or smaller wounds. We conclude that lead-free rifle bullets perform as good as conventional lead core bullets under normal German hunting conditions. Wound ballistic simulation using glycerine soap as a tissue surrogate is widely used in ballistic research. The wounding potential of a given bullet corresponds to the cavity volume in the soap block. In order to compare lead-free and lead-based hunting rifle bullets under standardised conditions we analysed the cavities associated with three lead core and eight lead-free bullets. We did not find a superiority of lead core bullets in terms of cavity diameters in ballistic soap. The shape of the cavity, though, was significantly influenced by the bullet type. The maximum cavity diameter was positioned within the front part of the block for all bullets but situated significantly more distant to the target surface (“deeper”) for lead-free deforming bullets than lead core bullets or lead-free partially fragmenting bullets. So, the first bullet type might be more suitable for hunting larger wildlife species. Bullet-tissue-interaction varied substantially within bullet types, especially within the lead-free partially fragmenting bullets. Our results clearly showed that the actual bullet construction exerts a stronger influence on the wounding potential than the presence or absence of a lead core. This suggests that a standardised regime for official testing of all hunting bullet constructions prior to their licencing as official hunting bullets is desirable. Taking into consideration the results of all three parts of this thesis, lead-free hunting rifle bullets have to be regarded as an adequate surrogate for conventional lead-based bullets in terms of animal welfare. As the toxicity of lead for both humans and wildlife is well known and safety concerns have been shown to be unfounded, the phasing-out of conventional lead core bullets for hunting purposes should be strongly encouraged.

Unter Tierschutzgesichtspunkten ist der Schuss auf Wild im Rahmen der Jagdausübung nur dann akzeptabel, wenn er dem beschossenen Tier nicht mehr als die unvermeidbaren Schmerzen zufügt. Vor dem Hintergrund der Erkenntnisse über die Rolle bleihaltiger Jagdgeschosse als Verursacher von Bleivergiftungen bei Greifvögeln wird zunehmend der Einsatz bleifreier Geschossvarianten gefordert. Letztere sind allerdings hinsichtlich ihrer Tötungswirkung umstritten. Ziel der vorliegenden Doktorarbeit war es daher zu beurteilen, ob bleifreie Jagdbüchsengeschosse in Hinblick auf den Tierschutz einen adäquaten Ersatz für konventionelle bleihaltige Geschosse darstellen. Um die Verwundungswirkung – und folglich die Tötungswirkung – von Geschossen zu untersuchen und um das Splitterverhalten der Geschosse darzustellen, nutzten wir verschiedene Ansätze: Zwischen 2006 und 2009 fertigten wir Röntgenaufnahmen von 297 im Rahmen der regulären Jagdausübung in Deutschland erlegten wildlebenden Paarhufern an und ermittelten die Zahl der Geschossfragmente im Wildkörper sowie die maximale Distanz zwischen den Fragmenten und dem Schusskanal. Es zeigten sich signifikante Unterschiede im Splitterverhalten zwischen den bleifreien und den bleihaltigen Geschossen. Die Verwendung bleihaltiger Geschosse ging sowohl mit einer signifikant höheren Splitterzahl als auch mit einer signifikant größeren maximalen Entfernung der Splitter vom Schusskanal einher. Wir konnten zeigen, dass der Einsatz bleihaltiger Büchsengeschosse eine weitflächige Kontamination des Wildkörpers und des Aufbruchs mit sich bringt. Er sollte daher sowohl aus Naturschutz- wie auch aus Verbraucherschutzgründen vermieden werden. Die Tötungswirkung eines Geschosses ist direkt abhängig von der Gewebezerstörung, die es innerhalb des Wildkörpers verursacht. Im Rahmen der Jagdausübung sollten vergleichbare Trefferplatzierungen zu vergleichbaren Wunden führen. Um die Frage zu beantworten, ob bleifreie Geschosse zu weniger schweren Wunden führen und folglich den beschossenen Tieren vermeidbare Schmerzen zufügen, führten wir Computertomographien und pathologisch-anatomische Untersuchungen an 34 Stück Schalenwild durch. Der Vergleich der Wunddurchmesser entlang des Schusskanals und der maximalen Querschnittsfläche der Wundhöhle ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen bleihaltigen und bleifreien Geschossen. Alle untersuchten Tiere zeigten schwere Verletzungen lebenswichtiger Organe, die einen schnellen Todeseintritt durch Verbluten wahrscheinlich machen. Wir fanden keine Hinweise darauf, dass die Verwendung bleifreier Geschosse mit weniger schweren oder kleineren Wunden verbunden wäre. Die Simulation wundballistischer Prozesse mit Glyzerinseife als Gewebeersatz ist eine gängige Methode, um das Verhalten von Geschossen in einem Zielmedium darzustellen. Sie erlaubt einen Vergleich des Wirkungspotentials unterschiedlicher Geschosse. Für diese Arbeit wurden unter standardisierten Bedingungen Seifenblöcke beschossen. Wir analysierten die von acht bleifreien und drei bleihaltigen Geschossen verursachten Kavernen. Eine Überlegenheit bleihaltiger Geschosse in Bezug auf die Kavernendurchmesser in ballistischer Seife fanden wir nicht. Allerdings beeinflusste der Geschosstyp die Form der Kaverne signifikant. Der maximale Kavernendurchmesser befand sich bei allen Geschossen im vorderen Teil des Seifenblocks, jedoch lag er bei bleifreien Deformationsgeschossen signifikant tiefer innerhalb des Blockes als bei bleihaltigen Geschossen oder bei bleifreien Teilzerlegungsgeschossen. Der erstgenannte Geschosstyp scheint folglich für die Jagd auf schwereres Wild besser geeignet zu sein. Hinsichtlich der Wechselwirkungen zwischen Geschoss und Gewebe fanden wir deutliche Unterschiede innerhalb der Geschosstypen, insbesondere zwischen den einzelnen bleifreien Teilzerlegungsgeschossen. Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Geschosskonstruktion einen stärkeren Einfluss auf das Potenzial eines Geschosses hat als die An- oder Abwesenheit eines Bleikerns. Ein einheitlicher Zulassungstest vor dem Inverkehrbringen erscheint daher für alle Jagdgeschosskonstruktionen sinnvoll. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass bleifreie Jagdbüchsengeschosse mit Blick auf den Tierschutz als adäquater Ersatz für konventionelle bleihaltige Geschosse anzusehen sind. Da die Toxizität von Blei sowohl für den Menschen als auch für die Tierwelt hinreichend bekannt ist und Sicherheitsbedenken inzwischen ausgeräumt wurden, sollte der Verzicht auf bleihaltige Geschosse dringend empfohlen werden.