酒精含量检测技术应用进展

（河南省计量科学研究院，河南 郑州 450008）

0 前言

随着我国经济社会以及科学技术的深入发展，生产和生活方式发生了巨大变革，大气体分析类仪器的应用场景和领域越来越广泛，包括工业、农业、交通、科技、环保、国防、航天航空及日常生活等多个方面。特别是在交通方面，随着马路上驾驶汽车的增多，随之而来的酒后驾车酿成的事故也逐渐增加。据报道，国际上饮酒后驾驶机动车引起的马路交通事故较多，酒驾肇事已经发展成了社会公害之一。据有关研究发现，如果过量饮用酒精会直接影响驾驶员的操作能力、同时驾驶员的应急反应时间也会变得迟缓，而当驾驶员血液中酒精含量的浓度达到 50 mg/100 mL时，更会出现驾驶者注意力无法集中、注意力无法完全控制的情况[1-2]。

如何判断是否酒后驾驶，能否及时在现场取得实时的证据才是关键。公安机关根据公安部颁布的部门规章以及相关法定计量单位出具的技术标准，采购了一批采用电化学传感器的呼出气体酒精含量检测器，来满足法规要求，提高执法效率。

1 酒精含量检测技术分类

对于酒后驾驶机动车最为简单的测量方法，即在道路现场对驾驶人员进行直接的观测酒精含量是否超标。公安部最新的《道路交通安全违法行为处理程序规定》中提出，对抽血检验程序进行科学合理的调整，能够有效提高执法效率。同时规定指出，如果现场测试的酒精含量浓度达到或者超过醉酒临界值，且只有被检测人员对此测试结果存在异议的情况在才会再次进行抽血检测，如果无异议，则不需要再进行此环节，这即优化了执法环节，也提高了执法效率，并且为对呼出气体进行酒精含量检测的有效性和正确性提供了重要根据。驾驶人员饮酒后，体内约20%和80%的酒精分别通过驾驶者的胃及小肠的毛细血管吸收进入人体血液循环系统，在此循环中，有约90%的酒精通过肝脏新陈代谢为醋酸，有少量约5%的酒精由肾脏通过肺呼吸排出体外，剩下有少量约5%的酒精通过尿液、汗液等体液分泌出体外[1]。驾驶人员的血液中酒精含量除了和呼气中的酒精含量存在密切关系，还与汗液、尿液等液体存在联系。所以，目前酒精检测技术有如下四种方式，对驾驶员血液、唾液、尿液、呼出气体中的酒精含量进行检测。

1.1 血液酒精含量检测

血液酒精含量检测，就是指驾驶员血液中的酒精含量，但这一含量的体现过程，是指通过交通执法人员采集现场肇事驾驶员的血液样品，送至具有法定计量单位计量过的专业检测公安机构或其他经过授权的医疗部门及司法鉴定机构检测后，得到肇事司机当时血液中酒精含量的这一过程。气相色谱仪（顶空）是血液中酒精含量检测经常用到的仪器，通常采用以气体作为流动相的色谱法，通过样品在汽化室迅速汽化，经色谱柱分离后进入检测器，通过出峰的相对时间，以及峰面积及峰高，得到定量分析的目的。

1.2 唾液酒精含量检测

唾液酒精检测即通过酒精酶试纸条的显色反应来判断唾液中酒精含量。试纸的显色颜色可以基本测量出酒精含量程度，试纸显示的颜色程度与酒精含量的浓度呈正面关系，颜色越深，含量越高。在饮酒后大约2 h后驾驶车辆，其驾驶员的唾液与血液中的酒精浓度含量存在一定的相关系数，根据一般执法的检查数据显示，唾液和血液中乙醇的含量百分比为1.07%，浓度差最多不超过0.30 mg/mL[2]。

1.3 尿液酒精含量检测

该检测方法即通过现场执法人员提取饮酒驾驶员的尿液样品，送至具有法定计量单位计量过的专业检测公安机构或其他经过授权的医疗部门及司法鉴定机构检测后，得到肇事司机当时尿液中酒精含量的这一过程。据有关资料显示，尿液中酒精浓度含量与血液中酒精浓度的含量百分比为1.3%，因此由尿液中酒精含量浓度所检测的浓度并不是跟准确，更无法作为相关交通部门执法收集证据的手段。

1.4 呼出气体酒精含量检测

呼出气体酒精含量探测器目前是公安交管部门现场迅速检测车辆驾驶人员呼出气体酒精含量的主要执法工具。其主要组成部分包括气路、电子线路、传感器及显示器等。可根据其使用的传感器不同分为比色型、燃料电池型（电化学型）、半导体型和红外型等呼出气体酒精含量探测器，最常用的是电化学型。呼气酒精检测作为目前最为普遍的测量方法，原理就是在血液中扩散的酒精需要遵循亨利定律，酒精会自由地扩散在整个肺部中。血液中的酒精浓度，一般简称BAC，即呼出气体酒精含量测试仪在测量模式下的单位，分辨力为1 mg/100 mL。呼气中的酒精含量浓度，简称BrAC，即呼出气体酒检仪在维护模式下的单位，分辨力为0.001 mg/mL。BAC与BrAC之间的换算关系为：血液中酒精含量浓度BAC（mg/L）= 呼气中酒精浓度BrAC（mg/L）×2200，换算关系一般在酒检仪表面或产品使用说明书上都有注明，且换算后偏差应不超过1 mg/100 mL。通俗来讲，即为2 200 mL呼出的气体中所含的酒精的含量大约与1 mL血液中所含酒精的含量相同。

2 常见的4种检测方法特点

目前，现有的酒精含量检测方法基本上分为：血液酒精含量测试方法、唾液酒精含量测试方法、尿液酒精含量检测方法以及呼出气体酒精含量检测方法，见表1。

2.1 血液酒精含量测试方法

血液酒精含量测试方法虽然可以达到定性定量的目的，但是在实际的执法过程中：1）因血液中酒精含量浓度是一个动态的变化值，在不同的时间含量浓度各不相同，肇事时的血液浓度与送至检测机构检测时已有时间差，难以给出现场的检测结果。2）现场抽血有一定的难度，非专业操作人员无法操作。因此，目前在日常的现场执法过程中，对血液酒精含量的检测主要是在对呼出气体酒精含量的结果存在异议的情况下，才会采用进一步结果确认的方法。

2.2 唾液酒精含量测试方法

唾液酒精含量测试方法可以达到定性的目的，不能定量。但是优点是：一方面，操作简单易行，使用方便，对驾驶人员不会造成身体创伤；另一方面，检测样品可以留存提供作为证据，不像呼出气体检测器检测的呼出气体无法留存，无法保存实时的现场证据，对交通管理部门的执法带来麻烦，无法作为酒驾事件的决定性证据。

2.3 尿液酒精含量检测方法

尿液酒精含量检测方法也可以达到定性定量的分析，但是尿液只能反映几个小时内膀胱内尿液的平均浓度，而不能反映某个时间点的浓度，再加上此项检测的实际性过低，在当事人身上收集尿道尿液比较困难，所以用尿液中酒精含量的浓度来进行检测的方法在实际操作中极少使用。

2.4 呼出气体酒精含量检测方法

呼出气体酒精含量检测方法可以达到定性定量的分析，最大的优点是操作简单、上手容易，同时还不会对驾驶人员造成任何伤害，具有无创性的特点。但缺点是目前的条件下，交警部门在实际现场执法过程中，无法达到实验室的这种理想状态，受到不同环境对呼出气体酒检仪的误差影响、对不同驾驶者不同时段检测的浓度值不同的影响，导致检测结果因为质疑而与执法人员产生争执。

总的来说，这4种检测方法都可以在一定程度上反映酒精含量，但是从计量溯源的方向来看，目前根据JJG 657—2019呼出气体酒精含量探测器检定规程，已建立呼出气体酒精含量探测器检定装置，对呼出气体酒精含量探测器开展计量检定工作不仅是公安交管部门执法的需要，也是交警执法活动依法行政的基础。这能够最大限度地保证计量标准量值的溯源性和一致性，而且可以确保呼出气体酒精含量探测器量值具有准确性、一致性和可靠性的显著特点，同时也为技术水平提高，监督管理加强，高质量服务社会发展提供了坚强的科学保证。所以，目前在实际应用中最常用的还是血液酒精含量检测及呼气酒精含量检测。

3 酒精含量检测技术的发展趋势

目前呼出气体酒精含量检测器在使用过程中，需要与驾驶人员产生肢体皮肤上的接触，这种方式就意味着需要交通执法人员对现场具有疑似酒驾嫌疑的驾驶人员进行测试，才能够发现被检测者是否存在酒后驾车的行为。但是此方式不适用于在车流量大的时候或者在进行大批量车辆检查的时候使用，首先会造成道路车辆的拥堵；其次是需要投入的人力物力财力很大，但是却达不到同等预期的效果；最后容易存在浑水摸鱼、弄虚做假的行为，在看到前方有检查的时候，利用时间差用副驾驶员来替代酒驾的驾驶员，以此躲避呼出气体酒检仪的检测，而检测一群人员否酒精摄入超标时，往往会有遗漏和重复检测的现象发生等[3]。从上可见未来非接触式的酒精含量检测仪的研究和发展刻不容缓，是接下来的主要目标和方向。

表1 常见的4种检测酒精含量方法的优缺点及应用场合

3.1 非接触式的酒精检测

目前可用于非接触式的酒精含量检测仪有深圳某公司生产的“天鹰一号”、“猎豹八号”等，优点为不需要接触人体，只需要在车内驾驶者面前的空气接触，即可定性的反映出是否饮酒。在美国新墨西哥州新研制的一种皮肤血管酒精检测仪，通过将红外光照射在人的皮肤上，根据反射的红外光程度推算出被检测者的酒精含量，整个过程只需要60 s即可出结果，相较于呼出气体酒精含量检测仪来说，时间和操作上面都要便捷得多。还有俄罗斯的一家公司，研究出了通过发射一束特定波长的激光，来测试被检查者所处车内空气中的酒精含量的一种激光试的酒精含量检测器。

与目前已有的呼出气体酒精含量检测仪相比，非接触式的这些酒精检测仪的主要优点：1）不需要直接接触被检测者的身体，皮肤或者口腔，减少一次性吹管等塑料用品的使用，减少资源浪费。2）不一定需要被检测者的配合或者主动参与即可达到检查测试的目的，减少了弄虚作假情况的产生。3）可以显著地提高交警执法的力度及工作效率，减少人力财力及物力的浪费。

3.2 车载式酒精检测仪

在上面的文章中，我们讨论了一些目前酒精含量检测方法和检测所用仪器的现状和发展。其中就有呼出气体酒精含量检测器具有体积小、方便使用和操作的特点。最重要的一点是量值可溯源性，通过呼出气体酒精含量探测器检定规程建立呼出气体酒精含量探测器检定装置对呼出气体酒精含量探测器开展计量检定，保证计量标准量值的溯源性和一致性，确保呼出气体酒精含量探测器量值的准确、一致、可靠，为了提高技术水平，加强监督管理，更好地服务于社会提供有力的科学保证。

如果可以把这类经过法定检定机构检定过的酒检仪安装在汽车上，形成一种出厂必备的装置，即使交通执法人员没有对机动车驾驶员进行抽查检测时，也可以实时掌握到驾驶员的驾驶状态，可随时抽查驾驶员是否存在酒驾的嫌疑。这样不仅在物资上避免了人员的交叉传染性，并且同时节省了大量的人力物力财力。从另一方面考虑，可以在车辆中安装酒精锁车装置，类似于紧急情况处理，如果车辆的检测系统发现车内空间酒精浓度超标时，车辆会采取自动报警并锁车的警示，此方式可以从根本上杜绝驾驶员酒后驾驶的行为。例如目前有丰田公司设计的预防酒后驾驶装置，原理就是通过安装在方向盘或者驾驶者座椅上的感应检测系统，检测驾驶员的脉搏或者通过视频装置的方式来捕获驾驶者脸部表情、眼神状态来判断是否存在酒后驾车的违法行为。

我国目前已有相关的研究机构申请了车载预防酒后驾驶的装置专利，展开车载酒精检测装置系统的研发[4-5]，但是因为目前我国还没有发布相关的产品生产标准，以及判断其是否符合条件的计量技术规范和型式大纲。相关产品无法取得生产资质、无法进行产品验证、无法进行量值溯源。即缺乏相关的法律和国家政策保障，导致新产品的推广和研究较为困难。

4 结语

目前，呼出气体酒精含量探测器作为公安交通管理部门现场快速检测车辆驾驶人员呼出气体酒精含量的主要执法工具，已经在我国的交通部门执法工作中得到了普遍的应用。同时非接触式的呼出气体酒精含量检测仪更具有方便快捷、省时省力的优势。为了从根本上预防饮酒后驾驶所带来的安全隐患，减少因醉酒产生的交通事故，保护公众生命，可以推动车载预防驾驶员酒驾装置的强制应用。只有通过对于交通安全知识的不断宣传、交通部门的严格执法监管和积极推广车辆载入预防酒驾装置三措并举，才可以从根本上来减少酒后驾驶这种违法行为的发生。总的来说，现在的社会飞速发展，信息高度共享的时代，我们应该学习各个国家的先进酒精含量检测技术的发展，并结合我国的实际情况和操作实际性，选择符合我国国情的，具有中国特色的酒精检测技术，杜绝酒后驾驶行为的频发，减少交通事故的发生。