呼气式酒精检测技术

  不管是警用酒精检测仪，还是车载防酒驾装置，都是酒精检测技术的防醉驾应用，目前广泛使用呼气式便携型产品，其核心是呼气酒精检测技术。虽然呼气式酒精检测仪使用已有一段时间，呼气式防酒驾装置近年来已开始推广使用，但呼气酒精检测技术本身的发展还存在许多问题。本文根据国外国内研究和发展状况，从呼气酒精检验测试标准和呼气气样采集方法、影响酒检结果准确性的因素、各种呼气式酒精检测技术优缺点及使用限制、防酒驾应用的若干实用措施、呼气式酒检产品使用维护和质量管理等方面，对呼气酒精检测技术及其便携型防醉驾产品应用做了综述，并给出了逐步发展的几点建议。

  呼吸过程中呼吸道的冷热程度和BrAC息息相关。因此在做呼出气体的酒精定量测试时，呼出气体的湿度和温度因受环境和温度和湿度影响较大，要重点考虑。任何一个时间里只要有可能，最好在恒温恒湿环境下进行呼出气体酒Leabharlann Baidu浓度测试。这一点对酒精检测仪使用是个挑战。

  在呼吸测试前过度换气或高频的深呼吸，会使BrAC降低20%。如果在测试前屏住呼吸20秒钟，会使BrAC提高15%。因此，驾车者的呼吸方式也会影响BrAC。

  呼出气体酒精含量检测仪是在规定的温度、湿度和气压条件下，分析测量呼出的肺深部气体中乙醇含量的仪器。国家标准《呼出气体酒精含量检测仪》（GB/T21254－2007）对被检人的呼气连续性和最小呼气量给出了明确的要求：酒检仪应在呼出气体体积大于1L时开始采样，采样时呼出气体的维持的时间应大于2.5s；若呼气过程中出现中断，酒检仪应发出报警信号；呼气流速小于0.10L/s时，应视为呼气中断。酒检仪一定要使用适宜的吹管，当吹气流速为0.17L/s时，气压应不超过25hPa。只有达到这些要求，才可能正真的保证采样气体为国家标准所要求的“肺深部气体”，从而确保量值的准确性和执法的公正性。

  目前可对气体中酒精含量进行仔细的检测的设备基本分为五种类型，即半导体型、电化学燃料电池型、红外线光谱型、比色型和气体色谱分析型，这些技术在测试环境要求、准确度、灵敏度、选择性、稳定性、抗干扰性、校准特性等方面都有差别。下面分析五种酒精检测技术原理、优缺点及使用限制。

  摘要：为解决酒后驾车这个世界性的道路交互与通行安全难题，目前世界各国在警用酒精检测仪和车载防酒驾装置中广泛使用呼气式酒精检测技术。根据国外国内研究和发展状况，从呼气酒精检验测试标准和呼气气样采集方法、影响酒检结果准确性的因素、各种呼气式酒精检测技术优缺点及使用限制、防酒驾应用的若干实用措施、呼气式酒检产品使用维护和质量管理等方面，对呼气酒精检测技术及其便携式防醉驾产品应用做了综述，并给出了逐步发展建议。

  半导体酒精传感器是利用半导体气敏元件同含酒精的气体接触后，使半导体性质发生明显的变化，从而检测气体中酒精的浓度。该传感器对酒精的灵敏度较高和选择性好，具有快速、灵敏、简便、价格低等突出优点。但半导体酒精传感器存在一些固有缺陷：

  早在1874年，人们就认识到人体内的酒精能够最终靠呼气来测量。药物代谢动力学研究表明：肺部毛细血管血液与肺泡气能很快达到动力平衡，因此呼出气体中的酒精浓度( Breath Alcohol Concentration，BrAC)与BAC紧密相关。最新研究表明：BrAC与动脉血源的BAC非常接近。因此通过检验测试呼出气体中的酒精浓度能判断驾驶员的饮酒状况。自1950s呼气式酒精检测仪发明以来，呼气式酒精检测技术已得到深入研究，呼气酒精浓度测试作为一种无创伤的测试方法，已发展成为交警执法和防酒驾采用的主要方法。目前在交通执法现场，交警普遍采用便携型呼气式酒精检测仪。20世纪70年代出现了几种呼出气体酒精浓度测试的新技术。瑞典在1990s后期开始在专业和商业运输中推广车载呼气式防酒驾装置，我国在2010年前后也有不少车载呼气式防酒驾装置专利出现。

  由于人是一个复杂的生理体，人种、体质、精神情况和所处环境等不同，人对酒精的反映差异很大，造成目前世界各国对人饮酒和醉酒的判定标准并不统一。美国DUI定罪线为血液中酒精浓度( Blood Alcohol Concentration，BAC)大于80mg/100ml。瑞典DUI非法线ml BAC，定罪线ml BAC。我国对血液和呼出气体酒精含量检测已有标准。GB19522—2010规定的饮酒和醉酒判定标准是：

  判断是否酒后驾车理论上应该以驾驶员血液中的酒精浓度为标准。血液检测是客观测试酒精影响驾驶能力的最直接最准确方法，可得到判断饮酒驾驶与醉酒驾驶的有效指标。血液酒精浓度检测的新方法有生化法(酶法)、湿化学法和物化法(气相色谱分析测定)。《血液酒精含量的检测验证的方法》(GA/T 842-2009)标准规定了血液酒精含量的顶空气相色谱检测验证的方法，适用于道路交互与通行执法活动中对驾驶人员血液中酒精、正丙醇的定性和定量分析，但目前我国血液检测没有对血源作统一规定，从动脉、毛细血管或静脉取样，检测结果有差异。美国以静脉血源作为法院起诉标准。另外抽血方式只适用在医院、法医室等专业机构进行，且检测预处理时间比较久，设备昂贵，检测费用也较高，对道路交互与通行现场和车载使用可操作性不强，只有交通肇事进行处罚或量刑作为执法证据性检测时，才强制在专业机构进行有时效性的血液酒精检测。

  另外，国家标准《呼出气体酒精含量检测仪》(GB/T21254-2007)中对呼气酒精测试仪的工作时候的温度、示值误差、重复性、抗干扰能力、吹气压力和吹气连续性监视等直接影响检测精度的指标作了定量规定，对呼气酒精检测仪的基准测试环境也做了明确的规定。因此，符合国家标准的呼气酒精检测仪在基准条件下的测试结果的准确性是比较高的。理论上讲，在我国符合GB/T21254-2007的酒精测试仪就可当作证据性检测设备，但呼气酒精含量检测还不能完全作为法庭饮酒判定的证明使用。真实的操作时，为提供更充分的法庭证据，针对酒后驾车肇事者还强制在认可的专业机构进行有时效性的血液酒精检测。

  据世界卫生组织（World Health Organization, WHO）预测，到2020年道路交互与通行事故伤害（Road Traffic Injury, RTI）将成为全世界第3位疾病，人、车、路三者在特定的环境里构成RTI的成因。世界有关RTI流行病学调查报告中无一例外指出人，尤其是驾驶员，是导致车祸的重要的因素，而驾驶员酒后驾驶(Driving Under the Influence of Alcohol, DUI)是RTI重要危险因素。据2008年WHO事故调查显示，大约50%～60%的交通事故与DUI有关，DUI被WHO列为车祸致死的首要原因。

  因为呼气式酒精检测技术方面的要求采集人体由肺部深处呼出来的气体，所以呼气的方式、时间长短、气流量的大小、呼气在空气中的扩散程度等都会影响检测的准确性。

  由于呼气酒精检测仪需要用力长达2.5秒进行深度呼气，在真实的操作时不好掌握。

  为防止呼出气体被空气稀释，一定要采用一个吹管。但从卫生健康和实用方便的方面出发，不建议使用吹管，强制使用是带冒犯性的。

  DUI是造成道路交通事故的重大隐患和第一大“杀手”，其后果十分严重，其危害触目惊心，已成为全世界高度关注急需解决的道路交互与通行安全问题。防酒后驾车迫在眉睫，但解决起来十分艰难，可谓任重道远。

  DUI作为一个全人类的共性社会问题是需要综合治理。一方面需要切实加强道路安全教育，增强驾驶员警觉意识和自我约束能力，如设立各种道路安全防DUI警示标志、加大防DUI危害性教育和公益宣传力度等；另一方面一定要通过立法，用加大DUI查处和处罚力度、将醉酒驾驶作为危险驾驶罪追究驾驶人的刑事责任等法律手段，达到惩戒与预防DUI的目的。虽然人们在用宣传教育及执法监管等手段来预防DUI方面做了大量努力，但在过去几十年中，效果并不令人满意。于是人们不得不将关注的焦点放在技术层面，在汽车上推广使用主动防酒驾装置，防患于未然，让酒驾者寸步难行。因此只有宣传教育、执法监管和推广车载防酒驾装置三措并举，才有机会彻底杜绝DUI事件的发生。

  驾驶员呼气酒精浓度检测的新方法，先检测BrAC，再将BrAC按特殊的比例系数转化为BAC，按BAC的标准评定驾驶员饮酒状况。BAC（单位mg/100ml）与BrAC(单位mg/L)的比例系数在1900∶1～3400∶1范围内变化，文献给出了BAC与BrAC对照表。我国真实的操作时行之有效的做法是测出呼气酒精浓度后，按血液、呼气酒精浓度比2200:1的比例计算出血液酒精浓度，即BAC=BrAC×2200。