酒精含量檢測技術應用進展

（河南省計量科學研究院，河南 鄭州 450008）

0 前言

隨著我國經濟社會以及科學技術的深入發展，生產和生活方式發生了巨大變革，大氣體分析類儀器的應用場景和領域越來越廣泛，包括工業、農業、交通、科技、環保、國防、航天航空及日常生活等多個方面。特別是在交通方面，隨著馬路上駕駛汽車的增多，隨之而來的酒后駕車釀成的事故也逐漸增加。據報道，國際上飲酒后駕駛機動車引起的馬路交通事故較多，酒駕肇事已經發展成了社會公害之一。據有關研究發現，如果過量飲用酒精會直接影響駕駛員的操作能力、同時駕駛員的應急反應時間也會變得遲緩，而當駕駛員血液中酒精含量的濃度達到 50 mg/100 mL時，更會出現駕駛者注意力無法集中、注意力無法完全控制的情況[1-2]。

如何判斷是否酒后駕駛，能否及時在現場取得實時的證據才是關鍵。公安機關根據公安部頒布的部門規章以及相關法定計量單位出具的技術標準，采購了一批采用電化學傳感器的呼出氣體酒精含量檢測器，來滿足法規要求，提高執法效率。

1 酒精含量檢測技術分類

對于酒后駕駛機動車最為簡單的測量方法，即在道路現場對駕駛人員進行直接的觀測酒精含量是否超標。公安部最新的《道路交通安全違法行為處理程序規定》中提出，對抽血檢驗程序進行科學合理的調整，能夠有效提高執法效率。同時規定指出，如果現場測試的酒精含量濃度達到或者超過醉酒臨界值，且只有被檢測人員對此測試結果存在異議的情況在才會再次進行抽血檢測，如果無異議，則不需要再進行此環節，這即優化了執法環節，也提高了執法效率，并且為對呼出氣體進行酒精含量檢測的有效性和正確性提供了重要根據。駕駛人員飲酒后，體內約20%和80%的酒精分別通過駕駛者的胃及小腸的毛細血管吸收進入人體血液循環系統，在此循環中，有約90%的酒精通過肝臟新陳代謝為醋酸，有少量約5%的酒精由腎臟通過肺呼吸排出體外，剩下有少量約5%的酒精通過尿液、汗液等體液分泌出體外[1]。駕駛人員的血液中酒精含量除了和呼氣中的酒精含量存在密切關系，還與汗液、尿液等液體存在聯系。所以，目前酒精檢測技術有如下四種方式，對駕駛員血液、唾液、尿液、呼出氣體中的酒精含量進行檢測。

1.1 血液酒精含量檢測

血液酒精含量檢測，就是指駕駛員血液中的酒精含量，但這一含量的體現過程，是指通過交通執法人員采集現場肇事駕駛員的血液樣品，送至具有法定計量單位計量過的專業檢測公安機構或其他經過授權的醫療部門及司法鑒定機構檢測后，得到肇事司機當時血液中酒精含量的這一過程。氣相色譜儀（頂空）是血液中酒精含量檢測經常用到的儀器，通常采用以氣體作為流動相的色譜法，通過樣品在汽化室迅速汽化，經色譜柱分離后進入檢測器，通過出峰的相對時間，以及峰面積及峰高，得到定量分析的目的。

1.2 唾液酒精含量檢測

唾液酒精檢測即通過酒精酶試紙條的顯色反應來判斷唾液中酒精含量。試紙的顯色顏色可以基本測量出酒精含量程度，試紙顯示的顏色程度與酒精含量的濃度呈正面關系，顏色越深，含量越高。在飲酒后大約2 h后駕駛車輛，其駕駛員的唾液與血液中的酒精濃度含量存在一定的相關系數，根據一般執法的檢查數據顯示，唾液和血液中乙醇的含量百分比為1.07%，濃度差最多不超過0.30 mg/mL[2]。

1.3 尿液酒精含量檢測

該檢測方法即通過現場執法人員提取飲酒駕駛員的尿液樣品，送至具有法定計量單位計量過的專業檢測公安機構或其他經過授權的醫療部門及司法鑒定機構檢測后，得到肇事司機當時尿液中酒精含量的這一過程。據有關資料顯示，尿液中酒精濃度含量與血液中酒精濃度的含量百分比為1.3%，因此由尿液中酒精含量濃度所檢測的濃度并不是跟準確，更無法作為相關交通部門執法收集證據的手段。

1.4 呼出氣體酒精含量檢測

呼出氣體酒精含量探測器目前是公安交管部門現場迅速檢測車輛駕駛人員呼出氣體酒精含量的主要執法工具。其主要組成部分包括氣路、電子線路、傳感器及顯示器等。可根據其使用的傳感器不同分為比色型、燃料電池型（電化學型）、半導體型和紅外型等呼出氣體酒精含量探測器，最常用的是電化學型。呼氣酒精檢測作為目前最為普遍的測量方法，原理就是在血液中擴散的酒精需要遵循亨利定律，酒精會自由地擴散在整個肺部中。血液中的酒精濃度，一般簡稱BAC，即呼出氣體酒精含量測試儀在測量模式下的單位，分辨力為1 mg/100 mL。呼氣中的酒精含量濃度，簡稱BrAC，即呼出氣體酒檢儀在維護模式下的單位，分辨力為0.001 mg/mL。BAC與BrAC之間的換算關系為：血液中酒精含量濃度BAC（mg/L）= 呼氣中酒精濃度BrAC（mg/L）×2200，換算關系一般在酒檢儀表面或產品使用說明書上都有注明，且換算后偏差應不超過1 mg/100 mL。通俗來講，即為2 200 mL呼出的氣體中所含的酒精的含量大約與1 mL血液中所含酒精的含量相同。

2 常見的4種檢測方法特點

目前，現有的酒精含量檢測方法基本上分為：血液酒精含量測試方法、唾液酒精含量測試方法、尿液酒精含量檢測方法以及呼出氣體酒精含量檢測方法，見表1。

2.1 血液酒精含量測試方法

血液酒精含量測試方法雖然可以達到定性定量的目的，但是在實際的執法過程中：1）因血液中酒精含量濃度是一個動態的變化值，在不同的時間含量濃度各不相同，肇事時的血液濃度與送至檢測機構檢測時已有時間差，難以給出現場的檢測結果。2）現場抽血有一定的難度，非專業操作人員無法操作。因此，目前在日常的現場執法過程中，對血液酒精含量的檢測主要是在對呼出氣體酒精含量的結果存在異議的情況下，才會采用進一步結果確認的方法。

2.2 唾液酒精含量測試方法

唾液酒精含量測試方法可以達到定性的目的，不能定量。但是優點是：一方面，操作簡單易行，使用方便，對駕駛人員不會造成身體創傷；另一方面，檢測樣品可以留存提供作為證據，不像呼出氣體檢測器檢測的呼出氣體無法留存，無法保存實時的現場證據，對交通管理部門的執法帶來麻煩，無法作為酒駕事件的決定性證據。

2.3 尿液酒精含量檢測方法

尿液酒精含量檢測方法也可以達到定性定量的分析，但是尿液只能反映幾個小時內膀胱內尿液的平均濃度，而不能反映某個時間點的濃度，再加上此項檢測的實際性過低，在當事人身上收集尿道尿液比較困難，所以用尿液中酒精含量的濃度來進行檢測的方法在實際操作中極少使用。

2.4 呼出氣體酒精含量檢測方法

呼出氣體酒精含量檢測方法可以達到定性定量的分析，最大的優點是操作簡單、上手容易，同時還不會對駕駛人員造成任何傷害，具有無創性的特點。但缺點是目前的條件下，交警部門在實際現場執法過程中，無法達到實驗室的這種理想狀態，受到不同環境對呼出氣體酒檢儀的誤差影響、對不同駕駛者不同時段檢測的濃度值不同的影響，導致檢測結果因為質疑而與執法人員產生爭執。

總的來說，這4種檢測方法都可以在一定程度上反映酒精含量，但是從計量溯源的方向來看，目前根據JJG 657—2019呼出氣體酒精含量探測器檢定規程，已建立呼出氣體酒精含量探測器檢定裝置，對呼出氣體酒精含量探測器開展計量檢定工作不僅是公安交管部門執法的需要，也是交警執法活動依法行政的基礎。這能夠最大限度地保證計量標準量值的溯源性和一致性，而且可以確保呼出氣體酒精含量探測器量值具有準確性、一致性和可靠性的顯著特點，同時也為技術水平提高，監督管理加強，高質量服務社會發展提供了堅強的科學保證。所以，目前在實際應用中最常用的還是血液酒精含量檢測及呼氣酒精含量檢測。

3 酒精含量檢測技術的發展趨勢

目前呼出氣體酒精含量檢測器在使用過程中，需要與駕駛人員產生肢體皮膚上的接觸，這種方式就意味著需要交通執法人員對現場具有疑似酒駕嫌疑的駕駛人員進行測試，才能夠發現被檢測者是否存在酒后駕車的行為。但是此方式不適用于在車流量大的時候或者在進行大批量車輛檢查的時候使用，首先會造成道路車輛的擁堵；其次是需要投入的人力物力財力很大，但是卻達不到同等預期的效果；最后容易存在渾水摸魚、弄虛做假的行為，在看到前方有檢查的時候，利用時間差用副駕駛員來替代酒駕的駕駛員，以此躲避呼出氣體酒檢儀的檢測，而檢測一群人員否酒精攝入超標時，往往會有遺漏和重復檢測的現象發生等[3]。從上可見未來非接觸式的酒精含量檢測儀的研究和發展刻不容緩，是接下來的主要目標和方向。

表1 常見的4種檢測酒精含量方法的優缺點及應用場合

3.1 非接觸式的酒精檢測

目前可用于非接觸式的酒精含量檢測儀有深圳某公司生產的“天鷹一號”、“獵豹八號”等，優點為不需要接觸人體，只需要在車內駕駛者面前的空氣接觸，即可定性的反映出是否飲酒。在美國新墨西哥州新研制的一種皮膚血管酒精檢測儀，通過將紅外光照射在人的皮膚上，根據反射的紅外光程度推算出被檢測者的酒精含量，整個過程只需要60 s即可出結果，相較于呼出氣體酒精含量檢測儀來說，時間和操作上面都要便捷得多。還有俄羅斯的一家公司，研究出了通過發射一束特定波長的激光，來測試被檢查者所處車內空氣中的酒精含量的一種激光試的酒精含量檢測器。

與目前已有的呼出氣體酒精含量檢測儀相比，非接觸式的這些酒精檢測儀的主要優點：1）不需要直接接觸被檢測者的身體，皮膚或者口腔，減少一次性吹管等塑料用品的使用，減少資源浪費。2）不一定需要被檢測者的配合或者主動參與即可達到檢查測試的目的，減少了弄虛作假情況的產生。3）可以顯著地提高交警執法的力度及工作效率，減少人力財力及物力的浪費。

3.2 車載式酒精檢測儀

在上面的文章中，我們討論了一些目前酒精含量檢測方法和檢測所用儀器的現狀和發展。其中就有呼出氣體酒精含量檢測器具有體積小、方便使用和操作的特點。最重要的一點是量值可溯源性，通過呼出氣體酒精含量探測器檢定規程建立呼出氣體酒精含量探測器檢定裝置對呼出氣體酒精含量探測器開展計量檢定，保證計量標準量值的溯源性和一致性，確保呼出氣體酒精含量探測器量值的準確、一致、可靠，為了提高技術水平，加強監督管理，更好地服務于社會提供有力的科學保證。

如果可以把這類經過法定檢定機構檢定過的酒檢儀安裝在汽車上，形成一種出廠必備的裝置，即使交通執法人員沒有對機動車駕駛員進行抽查檢測時，也可以實時掌握到駕駛員的駕駛狀態，可隨時抽查駕駛員是否存在酒駕的嫌疑。這樣不僅在物資上避免了人員的交叉傳染性，并且同時節省了大量的人力物力財力。從另一方面考慮，可以在車輛中安裝酒精鎖車裝置，類似于緊急情況處理，如果車輛的檢測系統發現車內空間酒精濃度超標時，車輛會采取自動報警并鎖車的警示，此方式可以從根本上杜絕駕駛員酒后駕駛的行為。例如目前有豐田公司設計的預防酒后駕駛裝置，原理就是通過安裝在方向盤或者駕駛者座椅上的感應檢測系統，檢測駕駛員的脈搏或者通過視頻裝置的方式來捕獲駕駛者臉部表情、眼神狀態來判斷是否存在酒后駕車的違法行為。

我國目前已有相關的研究機構申請了車載預防酒后駕駛的裝置專利，展開車載酒精檢測裝置系統的研發[4-5]，但是因為目前我國還沒有發布相關的產品生產標準，以及判斷其是否符合條件的計量技術規范和型式大綱。相關產品無法取得生產資質、無法進行產品驗證、無法進行量值溯源。即缺乏相關的法律和國家政策保障，導致新產品的推廣和研究較為困難。

4 結語

目前，呼出氣體酒精含量探測器作為公安交通管理部門現場快速檢測車輛駕駛人員呼出氣體酒精含量的主要執法工具，已經在我國的交通部門執法工作中得到了普遍的應用。同時非接觸式的呼出氣體酒精含量檢測儀更具有方便快捷、省時省力的優勢。為了從根本上預防飲酒后駕駛所帶來的安全隱患，減少因醉酒產生的交通事故，保護公眾生命，可以推動車載預防駕駛員酒駕裝置的強制應用。只有通過對于交通安全知識的不斷宣傳、交通部門的嚴格執法監管和積極推廣車輛載入預防酒駕裝置三措并舉，才可以從根本上來減少酒后駕駛這種違法行為的發生。總的來說，現在的社會飛速發展，信息高度共享的時代，我們應該學習各個國家的先進酒精含量檢測技術的發展，并結合我國的實際情況和操作實際性，選擇符合我國國情的，具有中國特色的酒精檢測技術，杜絕酒后駕駛行為的頻發，減少交通事故的發生。