在交通执法中的呼气酒精检测

　　根据2008年世界卫生组织的交通事故调查，大约50%～60%的交通事故与酒后驾驶有关。[1]在我国，每年由于酒后驾驶引起的交通事故达数万起，其危害触目惊心。《中华人民共和国道路交通安全法》规定酒后驾驶机动车是严重的交通违法行为，并对饮酒驾驶和酒醉驾驶的处罚作了明确的规定。2004年5月31日发布实施，2010年修订的国家标准《车辆驾驶人血液、呼气酒精含量阈值与检验》（GB19522-2010）规定：饮酒驾驶是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或等于20mg/100ml,小于80mg/100ml的驾驶行为；醉酒驾驶是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或等于80mg/100ml的驾驶行为。该标准还规定了血液与呼气究竟含量的换算：车辆驾驶人员呼气酒精含量按1:2200的比例关系换算成血液酒精含量，即呼气酒精含量值乘以2200等于血液酒精含量值。[2]
　　1应用现状
　　判断是否是饮酒驾驶或者醉酒驾驶，最准确的方法是通过检查血液、呼气、唾液及小便等得到驾驶人员血液中的酒精含量。在交通执法或者公路交通例行检查中，要在现场抽取血液往往不现实，而送到医院再抽取血液则会因为路上花去的时间使血液中的酒精浓度与在现场时有所不同。最简单可行的方法是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。[3]目前，公安交通管理部门交通执法中大都使用呼气酒精检测仪进行呼气酒精含量检测，给现场交通执法中对酒后驾驶的查处提供了定量分析的依据。但是，各地公安交管部门使用的呼气酒精检测仪产品名目繁多，主要有比色型、半导体型、电化学型、红外线型四类，所测试的环境、准确度、稳定性、抗干扰性等方面千差万别。有的使用方便，但精度不够；有的操作繁琐，但测试准确性受环境影响大；有的抗干扰性差，等等现象都不同程度的存在于现场交通执法中，错判、漏判现象时有发生，常引起驾驶人的质疑和投诉。
　　2呼气酒精检测的法律地位
　　在我国，呼气酒精含量检测还不能作为法庭饮酒判定的证明使用。《交通警察道路执勤执法工作规范》中明确规定“使用酒精测试仪对有酒后驾驶嫌疑的驾驶人进行测试，测试结束后，应当告知检测结果；受测人违反测试要求的，应当重新测试。测试结果确认为酒后驾驶的，应当依照《道路交通违法行为处理程序规定》对交通违法行为人进行处理；测试结果确认为非酒后驾驶的，应当立即放行。处理结束后，禁止饮酒后的驾驶人继续驾驶车辆。测试结果显示为醉酒后驾驶或者受测人对测试结果有异议的，应当及时将受测人带至医院做血液检测，并通知其家属或者单位。”[5]即最终取得法律解释权的须血检。无形中即否定了呼气酒精检测仪检测的法律效力，产生了两种检测标准和结果，交警在处理酒后驾车特别是醉酒驾车的违法案件损耗太多的时间和精力，而且一旦遇到醉酒者纠缠，常常是事倍功半，有的甚至陷入诉讼官司，使得交警的执法成本太高，以上所述均不利于对酒后驾车违法行为的处罚，降低了执法的效率，减弱了执法的严肃性。
　　公共安全行业标准《血液酒精含量的检验方法》（GA/T842-2009）规定了血液酒精含量的顶空气相色谱检验方法，适用于道路交通执法活动中对人员血液中酒精、正丙醇的定性和定量分析。[6]
　　3技术分析
　　呼气酒精含量测试技术是90年代发展起来的一种新的检测技术，它将传感器技术、电子技术、信号处理和计算机技术融合在一起，克服了传统的单一气体传感器在检测中存在的交叉敏感等缺点，能够将酒精气体从呼气混合气体中分离出来，并对其进行定性或定量分析，它涉及材料、精密制造、多传感器融合、计算机、嵌入式系统、应用数学等多领域的科学与技术。[7]在公安交通管理部门常用的呼气酒精检测仪产品，涉及的技术主要有五类，他们是：比色技术、半导体检测技术、电化学检测技术、红外线检测技术。[8]
　　3.1比色技术
　　采用比色技术的酒精检测仪有：一次性呼气酒精测试试管、酒精浓度筛选试剂等，是利用酒精在重铬酸钾的酸性溶液中发生氧化反应时会导致溶液从黄色到绿色的一系列变化原理，根据这些变化计量酒精浓度。由此可以看出，应用该技术的酒精测试不能作为饮酒量的定量分析，只能作为定性判断。
　　3.2半导体检测技术
　　目前，采用半导体传感器的呼气酒精测试仪主要采用氧化锡半导体传感器，也有采用复合氧化物新型气敏材料的半导体传感器。下面以氧化锡半导体传感器为例简述半导体检测技术在呼气酒精检测仪的应用。氧化锡半导体作为传感器，具有气敏特性，当接触的气体中敏感的气体浓度增加，对外呈现的电阻值就降低。这种半导体在不同工作温度时，对不同的气体敏感程度是不同的，在特定的温度时，传感器对酒精具有较高的敏感度。当呼出气体（待测气体）的酒精与半导体进行接触时会被吸附在半导体的表面，改变其表面的电阻率，进而改变恒定电流的大小。根据这个电流的改变量计算呼气样品酒精浓度的测量值。在现场交通执法中，可作为饮酒量的定量分析，但易受到环境温度的限制。
　　对于其他对氧化锡半导体传感器有反应的气体的影响，测量时只能限制而无法排除对其的影响，易误判。
　　3.3燃料电池（电化学）检测技术
　　燃料电池型传感器是一种电化学装置，酒精燃料电池由一个多孔状的，两侧都涂上磨碎的铂（称为铂黑）的化学惰性圆盘组成。多孔圆盘里充满了一种酸性的电解质，铂线电气连接到铂黑层。将这个圆盘在一个塑料容器里完全的封装起来，它留有一个孔，通过这个孔，可以将固定量的呼出气体导入其表面。在装置内部，待测的物质，譬如酒精在载有催化剂的电极的表面发生氧化反应之后会发生一定量的电响应。
　　在电池表面的反应如下：酒精转化为乙酸，在这个过程中，每个酒精分子会产生两个自由电子，反应发生在燃料电池的上表面。释放的H+离子移到电池的下表面，和大气中的氧结合生成水，且每个H+要消耗一个电子。因此，上表面出现过多的电子，下表面就相应缺乏电子。如果两个表面电连接起来，就会有电流通过外部电路。通过适当的放大，这个电流就可以有效的表示在燃料电池中消耗的酒精量。如燃料电池显示出优良的特性，并对酒精浓度线性响应。响应范围从5到900ppm或其他计量单位等价值。当快速导入精确量的呼气样本到燃料电池中，电池的输出电流从零升高到最大值，然后最终变为零。变化的速率很大程度上由传感器的输出终端负载的电阻决定。当呼气被抽气采样系统抽进燃料电池后起燃烧反应，燃烧反应的过程将产生一个微小的电流，然后通过一个电子放大器放大这个电流，再经过模数转换成数字在数字显示屏上把反映酒精含量的数字值显示出来。
　　燃料电池酒精传感器的特点：测量精度高，可测范围广。由于它只对酒精气体反应，任何其它非酒精气体测量时给结果带来的干扰很少；另外，由于它对酒精气体的高敏感性，只要把它的环境温度控制在规定的范围内（有利于能量转换），即使是酒精浓度很低的气体也能在其两极产生微弱的电压输出。也存在不利于酒精测试的特点：一方面在持续测试高浓度的气体时，响应输出会呈现暂时性的“疲劳”状态；另一方面不能进行连续的测试，只能对待测气体样本进行测量。这意味着它们不能描绘呼出气体酒精浓度的变化曲线，以至于不能正确判断呼出的气体是来自于肺泡，还是仅仅来自于被测者的口腔。同时在装置内部，待测的物质，譬如酒精在载有催化剂的电极的表面发生氧化反应

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