Analiza powietrza wydychanego

Wojciech Gubała

 ANALIZA POWIETRZA WYDYCHANEGO NA ZAWARTOŚĆ ALKOHOLU

Aspekty fizjologiczne, techniczne i prawne.

 

 Alkohol etylowy (etanol) C2H5OH

Alkohol etylowy należy do najszerzej stosowanych rozpuszczalników w przemyśle. Ekspozycja człowieka na etanol jest prawdopodobnie najczestszym kontaktem z rozpuszczalnikiem z wyjątkiem oczywiście wody. W znacznych ilościach jest używany w celach konsumpcyjnych jako składnik napojów alkoholowych. Zatrucia etanolem występuja przede wszystkim z powodu nadmiernego jego spożycia Działanie alkoholu etylowego na ustrój człowieka

Badania prowadzone w zakresie działania alkoholu etylowego na ośrodkowy układ nerwowy wskazują, że już stężenia 0, 3%o ‑ 0, 5%o wymiernie zaburzają funkcje ruchowe, zmysłowe i intelektualne człowieka. Zagrożenie dla otoczenia po spożyciu niewielkich dawek alkoholu [stężenie alkoholu we krwi w granicach 0,5%o ‑ 0, 7%o] wynika z nieuzasadnionego wzrostu zaufania do swoich umiejętności. Przy tych stężeniach z reguły nie występują wyraźne zewnętrzne objawy zatrucia, a ponadto osoba, która spożywa alkohol, sama nie zdaje sobie sprawy z wystepujących zaburzeń.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa ruchu drogowego istotny jest wpływ alkoholu na czas reakcji kierowcy, wzrok, funkcje intelektualne oraz zdolność prowadzenia pojazdu. Przy stężeniach alkoholu 0, 2%o ‑ 0, 4%o mogą wystąpić zaburzenia wzroku objawiające się drganiem gałek ocznych, co prowadzi do zaburzeń ostrości oraz pola widzenia i jego głębi. Pojawia się wówczas zjawisko tzw. „ciemnego tunelu” polegające na zwężeniu pola widzenia i zmniejszonej zdolności równoczesnego odbierania większej liczby bodźców. Etanol w stężeniu około 0, 4%o może powodować trudności w rozpoznawaniu obiektów o małym rozmiarze oraz zaburzać zdolności adaptacji wzroku do światła i ciemności

Dalszy wzrost stężenia alkoholu we krwi powyżej 0, 4%o prowadzi do zakłóceń działania kolejnych ośrodków układu nerwowego. Obserwuje się obniżenie nastroju, zwiększoną agresywność, spadek psychicznej tolerancji, pojawienie się błędów w logicznym myleniu, opóźnienie czasu reakcji. Następuje porażenie ośrodków podkorowych, odpowiedzialnych między innymi za sferę ruchów. Wystepuje brak koordynacji ruchowej, zataczanie się, mowa staje się niewyraźna, przechodząca w bełkot.

Jednym z elementów zmian psychomotorycznych charakterystycznych u osób po spożyciu alkoholu jest zaburzenie chodu. W przypadku spożycia dużej dawki alkoholu zmiany w sposobie poruszania są charakterystyczne, a ich rozpoznanie na ogół nie natrafia na trudności. Wykazano ujemny wpływ alkoholu na zaburzenia równowagi ujawniający się już przy stężeniu 0,6%o, a nawet 0,4%o alkoholu we krwi.

W ostatnim etapie ostrego zatrucia alkoholem dochodzi do depresji ośrodków wegetatywnych zlokalizowanych w rdzeniu przedłużonym, co powoduje utratę świadomości i wrażliwości na bodźce zewnętrzne (upojenie alkoholowe). W przypadku wystąpienia porażenia ośrodka oddechowego i naczyniowo‑ruchowego następuje zgon.

Ogólnie można powiedzieć, że objawy kliniczne nietrzeźwości są wyraźniej dostrzegalne podczas fazy wchłaniania alkoholu z przewodu pokarmowego do krwiobiegu oraz wzrostu jego stężenia w tkankach aniżeli w trakcie eliminacji z ustroju. Identyczny poziom etanolu we krwi w czasie fazy wchłaniania i w fazie eliminacji nie musi oznaczać jednakowych stężeń w obrębie ośrodkowego układu nerwowego. Wynika to z procesu redystrybucji polegającego głównie na wyrównywaniu stężeń we krwi i tkankach. Wyrównanie takie odbywa się wcześniej w układzie krew ‑ mózg niż w układzie krew ‑ mięśnie, z powodu szybszego przenikania etanolu do mózgu i stosunkowo słabszego ukrwienia mięśni.

Dalszy wzrost stężenia alkoholu we krwi prowadzi do zakłóceń kolejnych ośrodków systemu nerwowego. Obserwuje się obniżenie nastroju, zwiększoną agresywność, spadek tolerancji, pojawienie się błędów w logicznym myśleniu, opóźnienie czasu reakcji. Występuje porażenie ośrodków podkorowych odpowiedzialnych między innymi za sferę ruchową. Obserwujemy brak koordynacji ruchowej, zataczanie się, mowa staje sie niewyraźna, przechodząca w bełkot.

W ostatnim etapie ostrego zatrucia alkoholem dochodzi do depresji ośrodków wegetatywnych zlokalizowanych w rdzeniu przedłużonym, co objawia się utratą świadomości i wrażliwości na bodźce zewnętrzne i jest obrazem upojenia alkoholowego. W przypadku wystąpienia porażenia ośrodka oddechowego i naczyniowo ‑ ruchowego następuje zejście śmiertelne.

Należy jednak zaznaczyć, że alkohol oddziaływuje na poszczególne osoby w różny sposób, nie dający sie jednoznacznie określić, ponadto ten sam człowiek może zupełnie inaczej reagować na alkohol w zależności od sytuacji, pory dnia, stanu zdrowia czy też stopnia zmęczenia fizycznego i psychicznego.

Najczęściej obserwowane objawy intoksykacji wywołanej alkoholem u osób w zależności od jego stężenia stwierdzonego w powietrzu wydychanym przedstawia Tabela I. [cyt. za Lion Alcometer, Operating Instruction Manual].

Tabela I.Obserwowane objawy intoksykacji w zależności od stężenia alkoholu w powietrzu wydychanym

. Stężenie alkoholu w powietrzu wydychanym mg/dm3FazaObjawy
0 ‑ 0,2Trzeźwośćbrak widocznych objawów,ale badany może być bar dziej gadatliwy i wykazy‑ wać nadmiernie dobre sa‑ mopoczucie
0,15 ‑ 0,5Euforianadmierna pewność siebie, osłabienie samokontroli i koncentracji,zachwianie koordynacji ruchowej
0,4 ‑ 1,0Pobudzenieniestabilność emocjonalna błędne sądy,zaburzenia koncentracji uwagi,niez‑ borność ruchowa
0,7 ‑ 1,2Dezorientacjachaos myślowy,zawroty głowy, wyolbrzymiony strach,agresja lub smu‑ tek,utrata spostrzegania koloru,kształtu,nadmierna ruchliwość,słabsze odczu‑ wanie bólu,trudności w utrzymaniu równowagi, niewyraźna bełkotliwa mo‑ wa,możliwość wystąpienia śpiączki
1,1 ‑ 1,6stupor (osłupienie)apatia,bezwładność,nie‑ zdolność do stania i cho dzenia,wymioty,możliwość wystąpienia trudności z utrzymaniem moczu,śpiącz‑ ka lub osłupienie
1,5 ‑ 2,0Śpiączkaśpiączka,zniesienie czu‑ cia i odruchów,obniżenie ciepłoty ciała,zaburzenia krążenia i oddychania. Możliwość śmierci.
Powyżej 1,9Zgonzgon spowodowana para‑ liżem ośrodkaoddechowego

 

Fizjologia analizy powietrza wydychanego

Znane jest od ponad wieku, że nieznaczne ilości alkoholu, u osoby, która go wypiła są, wydalane w formie niezmienionej z powietrzem wydychanym. Woń alkoholu w powietrzu wydychanym, wygląd danej osoby i jej zachowanie najczęściej są pierwszymi wskazówkami podejrzenia o konsumpcję alkoholu. Najprostszym „instrumentem” do stwierdzenia obecności alkoholu w powietrzu wydychanym jest oczywiście nos. Pod koniec XIX wieku pojawiły się ilościowe metody analizy alkoholu w płynach ustrojowych. Jakkolwiek wobec współczesnych standardów techniki te były niedojrzałe, jednakże pozwalały one naukowcom śledzić losy alkoholu w ustroju i ocenić w przybliżeniu zależność między stężeniem alkoholu we krwi, a występującymi objawami.

Gwałtowny wzrost transportu samochodowego po I Wojnie Światowej ostro naświetlił rolę alkoholu w wypadkach drogowych. Spowodowało to pilną konieczność opracowania i zastosowania bardziej wiarygodnych metod badania zatrucia alkoholem. Stosowanie wyłącznie badań klinicznych ujawniało ich słabą stronę medyczno-prawną w ocenie stanu trzeźwości kierowców. Występujace znaczne zmienności osobnicze w objawach zatrucia alkoholem oraz wpływ doświadczenia lekarza na ich ocenę powodowały dyskredytację wyników otrzymanych w zwykłych klinicznych warunkach. Było to siłą napędową poszukiwań bardziej obiektywnych testów oceny trzeźwości. Wykorzystano w tym celu metody chemiczno-fizyczne do mierzenia stężenia alkoholu w płynach biologicznych: krew, powietrze wydychane, mocz pobranych od osób podejrzanych o konsumpcje alkoholu. Doprowadziło to do legislacji systemu opartego na „chemicznym teście zatrucia” z dopuszczalną granica stężenia alkoholu w płynach ustrojowych jako podstawy zasądzenia.Pierwszą osobą, która zaproponowała użycie analizy powietrza wydychanego jako testu nietrzeźwości był Emil Bogen w 1927 r. Pobierał on powietrze wydychane do gumowego wnętrza piłki nożnej i następnie przepuszczał znaną objętość tego powietrza przez mieszaninę kwasu siarkowego i dwuchromianu potasu. Ten odczynnik chemiczny był podobny do stosowanego w późniejszych czasach w rurkowych probierzach trzeźwości. Zmiany zabarwienia odczynnika z zółtego do różnych odcieni niebieko-zielono-żółtego były porównywane z seria zalakowanych rurek zawierający ten sam związek chemiczny, do którego dodano znane ilości alkoholu. Na podstawie badań Bogen stwierdził dobrą korelację między stężeniem alkoholu w powietrzu wydychanym a klinicznymi objawami i symptomami nietrzeźwości.Widoczne objawy działania alkoholu widoczne są po dotarciu przez niego do mózgu. Alkohol jest transportowany do ośrodkowego układu nerwowego przez układ krwionośny, a zatem jego stężenie we krwi było wystarczająco obiektywne dla testu stanu trzeźwości. Należy zaznaczyć, że w początkach stosowania tych metod nie definiowano precyzyjnie skąd należy pobrać krew: z tętnicy, naczyń kapilarnych czy też żył. Wartości dopuszczalnych przez prawo stężeń alkoholu we krwi różniły się między krajami, a nawet wewnątrz tego samego państwa w różnych jego częściach np. w USA, Kanadzie, Australii.Wprowadzenie badania powietrza wydychanego posiadającego charakter nieinwazyjny, mogło być przeprowadzane przez policje przy użyciu kompaktowych urządzeń. Pojawiły się one w końcu lat 1930, wprowadzone przez firmy Drunkometer, Alcolmeter i Intoximeter (37). Klasyczny instrument o nazwie Breathalyzer był skonstruowany w 1954 przez Roberta F. Borkensteina.Pojawiła się zawiła sytuacja ponieważ kierowanie pojazdem pod wpływem alkoholu było definiowane poprzez stężenie alkoholu we krwi, jakkolwiek większość pomiarów zawartości alkoholu w organizmie człowieka dla celów sądowych dotyczyła analizy powietrza wydychanego. Konieczna zatem była zamiana zmierzonego stężenia alkoholu w powietrzu wydychanym na odpowiadające stężenie we krwi. Pomiar stężenia alkoholu w powietrzu wydychanym następnie przetwarzany (przeliczany) na stężenie we krwi przez wyskalowanie analizatora w stały współczynnik podziału alkoholu między krew/powietrze wydychane. Ogólnie przyjmuje się, że 1 objętość krwi zawiera taką sama ilość etanolu jak 2100 objętości powietrza wydychanego w 34oC. Wybrana wartość współczynnika podziału alkoholu między krew, a powietrze wydychane jest zasadniczym elementem, który determinuje dokładność analizy powietrza wydychanego w przypadku stosowania jej do określenia stężenia alkoholu we krwi. W praktyce dla celów sądowych przyjęto współczynnik podziału 2100:1 dla wszystkich ludzi, we wszystkich warunkach testu pomimo wielu różnych opinii w tej kwestii ówczesnych naukowców. Zalecenie stosowania 2100 : 1 współczynnika podziału alkoholu miedzy powietrze wydychane i krew zostało przyjęte na spotkaniu ekspertów w 1952 pod auspicjami National Safety Council Committee.Od 1972 r. zostały poczynione znaczne postępy w zastosowaniu nowych metod i technik w analizie powietrza wydychanego wykorzystując szeroki asortyment mikroprocesorów kontrolujących przebieg oddechu. Wzrasta liczba krajów wprowadzających dowodowy pomiar powietrza wydychanego. Pozwala to na nie inwazyjną technikę pobieranie próby, bardziej efektywną kontrolę drogową, zaoszczędzenie czasu przez policję oraz możliwość wyciagnięcia natychmiastowych sankcji. Przy stosowaniu tej metody badania trzeźwości unika się dotykania, transportu i przechowywania prób krwi od osób z AIDS lub żółtaczką.

W krajach europejskich takich jak Wielka Brytania (1985) Holandia (1987), Austria (1986), Francja (1985), Norwegia (1988) i Szwecja (1989) zawartość alkoholu w ustroju jest obecnie definiowane jako stężenie w próbie powietrza wydychanego. Delikatny problem stanowi wybór dopuszczalnego prawnie stężenia alkoholu w powietrzu wydychanym. Obowiązujące stężenia alkoholu we krwi w danych krajach zostały przeliczone wprost na stężenie alkoholu w powietrzu wydychanym przez użycie średniego współczynnika podziału alkoholu między krew/powietrze wydychane i tak: Wielka Brytania i Holandia wprowadziły współczynnik 2300:1, zaś Austraia 2000:1, Norwegia, Szwecja, Polska 2100:1. Wybór konkretnych współczynników krew/powietrze wydychane przez ustawodawców różnych krajów pozostaje niewiadomy.

W celu uzyskania obowiązującej wartości BrAC ustawodawca zwykle dzieli obowiązującą wartość BAC przez współczynnik podziału krew/powietrze wydychane. Arbitralną decyzją jest zastosowanie jednostek tj. miligramy, mikrogramy czy gramy alkoholu obecnego w powietrzu wydychanym w objętości mililitrów, decylitrów czy litrów. Przejście alkoholu z krwi do powietrza wydychanego Po przejściu przez wątrobę, krew zawierająca alkohol jest pompowana z prawej komory serca i wchodzi do płuc przez tętnicę płucną z szybkością przepływu około 5-6 litrów/ minutę. Masywny przepływ krwi jest rozmieszczany na dużej powierzchni około 60 m2. Objętość krwi w kapilarach płucnych w dowolnym czasie różni się od 60-140 ml, co oznacza, że jest to cienka warstwa pokrywająca niezwykle dużą powierzchnię. Układ oddechowy człowieka może być dla ułatwienia rozpatrywany jako składający się z 2 części, z których każda spełnia różną funkcję. W skład górnego układu oddechowego wchodzi nos, usta, gardło, tchawica i dwa oskrzela, które dzielą się na płuca. Główną funkcją górnego układu oddechowego jest usuwanie obcych ciał i kurzu z wchłanianego powietrza oraz modyfikowanie warunków pobieranego powietrza w zależności od temperatury i wilgotności. Wchłaniane powietrze jest ogrzewane do temperatury ciała i wysycane parą wodną. Śluz wyścielający górne drogi oddechowe dostarcza ciepła i wilgoci do ogrzania wdychiwanego powietrza podczas oddychania w zimnych warunkach. Powoduje to oziębienie powierzchni śluzu. W trakcie normalnego wydychiwania powietrza z pęcherzyków płucnych, które ma temperaturę ciała 37oC i wysycane jest parą wodną, następuje zwracanie ciepła i wilgoci do śluzu. W trakcie przechodzenia powietrza z pęcherzyków płucnych przez drogi oddechowe następuje spadek jego temperatury, tak że przy opuszczaniu ust wynosi około 34,5oC (44). Jasne jest, że związki rozpuszczalne w wodzie jak aceton i alkohol, jeżeli są obecne w wydychanym powietrzu będą wchodzić w zależności ze śluzem dróg oddechowych podczas oddychania. Występowanie równowagi par alkoholu między wydychanym powietrzem i śluzem pojawia się podczas normalnego oddychania i jest zaburzone w wyniku anormalnego sposobu oddychania lub ekstremalne wahania temperatury i wilgotności w otoczeniu osoby oddychającej. Zaniedbanie w przeszłości uważnego monitorowania drogi, na której prowadzone było badanie powietrza wydychanego, tłumaczy zbyt duże przedziały wartości współczynnika krew-powietrze wydychane cytowane w piśmiennictwie.

 

Wymiana gazowa w płucach

Druga część układu oddechowego zaczyna się w punkcie, w którym tchawica dzieli się na dwa oskrzela, lewą i prawą stronę płuc, formując drzewo oskrzelowe. Każde z oskrzeli ulega podziałowi powtarzając i kontynuując podział 23 razy zanim przekształci się w oskrzeliki. Gałąź ta przechodzi w trakt w trakt pęcherzyków płucnych.. Płuca osoby dorosłej o średniej budowie ciała zawierają około 300 milionów pęcherzyków. Między pęcherzykowe przegrody pokryte są bogata siecią naczyń włosowatych, które ułatwiają efektywną wymianę gazową miedzy krwią i powietrzem pęcherzyków płucnych. Całkowita powierzchnia zdolna do wymiany gazowej wynosi 50-90 m2 (średnio 70 m2). Krew i powietrze w płucach sa rozdzielone przez pęcherzykowo-kapilarną membranę, której grubość wynosi 0,001 mm. Tlen pobierany jest z wdychiwanego powietrza i łączy się z hemoglobiną, białkiem wewnątrz czerwonych ciałek krwi i w ten sposób transportowany jest w organizmie. W celu utrzymania właściwej równowagi kwasowo-zasadowej nadmiar dwutlenku węgla obecnego w krwi płucnej jest usuwany z powietrzem wydychanym jako produkt odpadowy. Wymiana gazów przez membranę pęcherzyki płucne- naczynia włosowate jest procesem dyfuzji podlegającej zależność gradientu stężeń. Przejście alkoholu z krwi do powietrza wydychanego odbywa się na tej samej podstawie procesu jak wymiana gazów. Zasadnicza różnica polega na tym, że alkohol jest łatwiej rozpuszczalny w wodzie , a zatem i we krwi, która zawiera 80% w/w wody. Alkohol dyfunduje z krwi płucnej do powietrza pęcherzyków płucnych, zanim nie osiągnie stanu równowagi w temperaturze ciała 37oC. Stosunek stężeń alkoholu we krwi i powietrzu pęcherzyków płucnych w stanie równowagi nazywa się współczynnikiem podziału krew/powietrze lub współczynnikiem rozpuszczalności Ostwalda. Faktycznie nigdy nie został on zmierzony w danym momencie w membranie pęcherzykowo – kapilarnej u człowieka z uwagi na trudności techniczne i względy etyczne. Budowa anatomiczna i fizjologia płuc zapewniają wystarczającą wymianę gazową, aby przyjąć, że następuje całkowita i natychmiastowa równowaga alkoholu między krwią płucną a powietrzem pęcherzykowym. Temperatura krwi przepływającej przez płuca może być przyjmowana za taką samą jak normalna temperatura ciała. Analiza powietrza wydychanego a współczynnik podziału etanolu między krew a powietrze W 1910 brytyjski farmakolog A.R.Cushny, badał wydalanie różnych lotnych związków, takich jak aceton, chloroform i alkohol przez płuca kotów (15). Aczkolwiek przekazał on tylko szczupłe informacje o alkoholu, nie mniej jego wnioski są często cytowane przez tych którzy przeglądają historie analizy powietrza wydychanego.

Wydalanie substancji lotnych z płuc jest dokładnie analogiczne do ich parowania z roztworów wodnych, a komórki płuc zachowują się wyłącznie biernie w tym procesie.

Stwierdzenie to implikuje, że prawo Henry’ ego działa dla związków typu alkohol również w warunkach in vivo podczas przechodzenia gazów i par z krwi do powietrza wydychanego. Wydaje się, że to najbliższe do ogólnej aplikacji prawa Henry’ego, jest stwierdzenie, że stężenia alkoholu w wydychanym powietrzu wzrasta wprost jako funkcja stężenia we krwi. Stały współczynnik proporcjonalności podziału alkoholu krew/powietrze wydychane w wysokości 2100:1 został przyjęty w USA. Należy zauważyć, że jest większy niż wartość 1800:1 która jest stosowana do równowagi krew/powietrze dla etanolu w 37oC zgodnie do eksperymentów in vitro.

Prace pionierskie z zakresu podstaw fizjologicznych analizy powietrza wydychanego zostały przedstawione przez dwóch szwedzkich naukowców Liljestrand i Linde (61). Badali rozmieszczenie alkoholu między krew i powietrze w różnych temperaturach przez umieszczanie małych objętości krwi w obszernych szklanych naczyń i następnie analizowanie stężenia alkoholu we krwi i powietrzu po kilku godzinach przechowywania w stałej temperaturze. Na podstawie tych eksperymentów in vitro wyznaczyli współczynnik podziału krew/powietrze dla etanolu. W drugiej części tych samych badań, ochotnicy wypijali określone porcje alkoholu i oznaczano stężenia w próbach końcowej fazy wydechu i arterializację krwi żylnej. Próby krwi otrzymywane były przez nakłucie żyły powierzchniowej po ogrzaniu ręki w gorącej wodzie. Stwierdzili, że zmiany stężenia alkoholu we krwi przebiegają w zakresie podobnym do równania BrAC x 2000. Pozwala to na przyjęcie następującej zależności między stężeniem alkoholu we krwi, a powietrzem wydychanym:

Stężenie alkoholu we krwi tętniczej = stężenie alkoholu w końcu wydech x 2000 Problemy dotyczące tzw alkoholu zalegającego w ustach i możliwość erupcji gazów żołądkowych do ust tak jak i wpływ różnic stężenia alkoholu w krwi tętniczej i żylnej na poziom alkoholu w powietrzu wydychanym były dobrze rozpoznane przez tych dwóch szwedzkich naukowców. Praca ich była kontynuowana przez Rolla N. Harger i współpracowników, którzy badali możliwości zastosowania analizy powietrza wydychanego do kontroli trzeźwości w ruchu drogowym. Harger stał się głównym orędownikiem analizy powietrza wydychanego do badania trzeźwości.Oczywiście nie może istnieć uniwersalny stały współczynnik podziału alkoholu krew/powietrze wydychane, który byłby stosowany do wszystkich badanych we wszystkich warunkach testu. Wartości uzyskane empirycznie wskazują na między i wewnątrz osobnicze różnice zależne między innymi od rodzaju analizowanej krwi tj tętnicza, żylna lub kapilarna, techniki pobierania powietrza wydychanego tj końcowa faza wydechu, wydech mieszany lub oddychanie zwrotne polegające na ponownym wdychiwaniu wydychanego powietrza. Precyzja, dokładność i specyficzność metod stosowanych do oznaczania alkoholu we krwi i powietrzu wydychanym przyczyniają się do korekty zakresu wartości współczynników. Chybione jest obliczanie współczynników krew/powietrze wydychane kiedy stężenie alkoholu w próbach jest mniejsze niż 0,03 g% w/v (0,3%o). Przy tak niskich stężeniach alkoholu we krwi odpowiednio małe różnice bezwzględne w stężeniu mają tendencję do zwiększania kalkulowanego współczynnika. Wiele prac wyraża opinie o większym współczynniku podziału aniżeli 2100:1 i zastąpienia go wartością 2300:1-2400;1, która wydaje się dawać lepsza zgodność między stężeniem alkoholu we krwi żylnej w fazie poabsorpcyjnej, a końcową fazą wydechu. (23, 82, 1, 26, 30). Teoretyczny zakres współczynników podziału krew/powietrze wydychane może wynosić od 1800:1 dla układu krew- powietrze w temp. 37oC do 2586 : 1, dla układu woda-powietrze w temp. 34oC. Ta ostatnia wartość może odnosić się do sytuacji, kiedy alkohol w wydychanym powietrzu występuje w równowadze z wodą śluzu lub śliny zanim oddech opuści usta.

Efekt alkoholu zalegającego w ustach

Badania stężenia alkoholu w powietrzu wydychanym dla celów dowodowych muszą być przeprowadzone nie wcześniej niż 15-20 minut od zakończenia konsumpcji alkoholu. Czas ten jest niezbędny do usuniecia cząsteczek alkoholu o wysokim steżeniu wymieszanego ze śliną i wydzieliną śluzową w ustach. Stężenia alkoholu w piwie, winie i wódkach są setki razy większe niż te w krwi i powietrzu wydychanym a zatem istnieje ryzyko zanieczyszczenia wydychanego powietrza napojami alkoholowymi jeżeli test jest przeprowadzony zbyt wcześnie . Taka sytuacja może prowadzić do uzyskania fałszywie wysokich wyników pomiaru. Kontrolowane badania wykazały, że 15-20 minut jest wystarczające do eliminacji efektu alkoholu zalegającego w ustach

Historia metod badania powietrza wydychanego na zawartość alkoholu. Pionierskie badania podjęte przez Francis Edmund Anstie w połowie XIX wieku wykazały, że tylko niewielka cześć spożytego alkoholu wydalana jest w postaci niezmienionej z moczem i wydychanym powietrzem. Mechanizm wydychania lotnych substancji przez płuca włączając w to etanol był przedmiotem badań farmakologa Arthura Robertsona Cushny (1866-1926) w serii eksperymentów z kotami. Znaczne ilości lotnych substancji jak aceton, chloroform, eter, octan etylu, metanol i etanol były podawane dożylnie zwierzętom, a stężenie związków w wydychanym powietrzu oznaczano poprzez utlenienie i następnie miareczkowanie jodometryczne. Swoje spostrzeżenia Cushny podsumował następująco:„… stan równowagi etanolu miedzy krwią płucną i powietrzem pęcherzykowym w płucach w temperaturze ciała i stężenie alkoholu w wydychanym powietrzu winny być zatem proporcjonalne do stężenia w pęcherzyku płucnym i także stężenia we krwi”Wydalanie acetonu przez płuca było badane szczegółowo przez Widmarka już w 1917 r i wykazał, że aceton we krwi może być oznaczony poprzez zmierzenia stężenia w powietrzu wydychanym. Jeżeli by Widmark używał etanolu zamiast acetonu w swoich eksperymentach, teoria analizy alkoholu w powietrzu wydychanym do obliczenia współistniejącego stężenia we krwi – byłaby odkryta wiele lat wcześniej. Badania fizjologii płuc i anestezjologia pomogły wyjaśnić wiele czynników wpływających na wymianę gazową w płucach, a wyniki tych prac były wprost stosowane w teorii i praktyce analizy powietrza wydychanego.

Praca dotycząca wydalania alkoholu prze płuca i ilościowej analizy w powietrzu wydychanym była opublikowana w 1930 przez dwóch szwedzkich naukowców. Byli to Goran Liljestrand (1886-1968) i Paul Linde. Monitorowali oni absorpcje, dystrybucję i eliminacje alkoholu z ustroju przez mierzenie jego stężeń w próbach krwi i powietrzu wydychanym w odstępach 30 – 60 minut. Uzyskane wyniki wskazywały, że powietrze i krew były równo wartościowe jako materiał ludzki do wskazania obecności alkoholu.

Podstawowe badania Liljestrand i Linde (18) także zawierały nową informację o współczynnikach podziału etanolu miedzy krew/powietrze, mierzona in vitro w różnych temperaturach. Otrzymywane wyniki były porównywane ze współczynnikami krew/powietrze wydychane oznaczonymi poprzez analizę steżenia alkoholu w próbach krwi i równolegle pobieranego powietrza wydychanego. W tym czasie mikrometoda Widmarka znajdowała szerokie zastosowanie do analizy prób krwi i nie było potrzeby poszukiwania alternatywnej metody oznaczania alkoholu na przykład w powietrzu wydychanym. Co więcej, otrzymywanie próby krwi kapilarnej z palca czy też żylnej opisane przez Widmarka było bardziej praktyczne niż pobieranie próbki powietrza, przechowywanie, transport porcji powietrza do późniejszej analizy w laboratorium. Nie zachodziła zatem potrzeba budowy instrumentu do analizy powietrza wydychanego dla celów policyjnych. W Stanach Zjednoczonych w 1938 r Harger, Lumb, Hulpie podali opis i wyniki przyrządu nazwanego ‘Drunkometrem”.Próbę powietrza wydychanego pobierano się do balonu gumowego, a następnie przepuszczano przez naczynie zawierające roztwór 1 cm3 n/20 KmnO4 w 55% H2SO4 i przez substancję adsorbującą CO2 (krzemian glinu) do spirometru. Z chwilą odbarwienia roztworu nadmanganianu potasu badanie próbki jest ukończone. Redukcja 1 cm3 n/20 KmnO4 odpowiada zawartości 0,169 mg alkoholu, a przyrost wagi rurki adsorbującej CO2 informuje o faktycznej ilości przedmuchanego powietrza płucnego (każde 190 mg przyrostu wagi = 1 cm3 krwi). Jak okazało się później, przyrząd dawał poważne błędy ilościowe. Między innymi stwierdzono, że ściany balonu gumowego nie są całkowicie nieprzepuszczalne dla CO2. W roku 1941 również w Stanach Zjednoczonych Jetter, Moore i Forrester opisali podobny przyrząd tzw. Intoximeter. Pomiar w tym aparacie trwał dłużej. Próbę powietrza pobierano do balonu, a następnie przedmuchiwano przez rurkę z zawierającą nadchloran magnezu. W przypadku obecności alkoholu związek ten ulegał szybkiej redukcji. Następnie po rozpuszczeniu zawartości rurki w wodzie, miareczkowano roztwór metodą jodometryczną (jak w próbie Widmarka). Pomiar zawartości CO2 następował podobnie jak w ‘Drunkometrze”. Błędy były jednak znaczne i sięgały do 20 %.Prawie w tym samym czasie Greenberg i Keator (R.Gradwohla: Legal Medicine, St. Louis, 1954) skonstruowali Alcometer. Od osoby badanej pobierano próbę powietrza wydychanego do ogrzewanego odbieralnika. Ostatnią porcje, pochodzącą już z głębi płuc (powietrze pęcherzykowe) objętości 100 cm3 przepuszczano przez roztwór pieciotlenku jodu. W obecności alkoholu następowała redukcja związku i pojawienie się wolnego jodu. Przebieg tej reakcji w obecności skrobi był mierzony elektrofotometrycznie w drugiej probówce. Błąd pomiaru wynosił +/-5%. Przyrządem bardziej rozwiniętym konstrukcyjnie od poprzednich był tzw. Breathalyzer, którego konstruktorem był Borkenstein.Działanie przyrządu polegało na pomiarze fotometrycznym zredukowanego (w obecności alkoholu) roztworu dwuchromianu. Powietrze wdmuchiwało się do cylindra (A) z którego po przestawieniu kurka (D) przechodziło przez wymienną ampułkę (B) zawierającą dwuchromian potasu (dokładnie 3 cm3 roztworu K2Cr2O7 0,25/100 w 50% H2SO4. Ampułka ustawiona była przed komórką fotoelektryczną. Druga ampułka (C) umieszczona symetrycznie przed drugą komórką fotoelektryczną i zawierała identyczny, ale wzorcowy i nie zmieniony roztwór dwuchromianu. W przypadku obecności alkoholu dwuchromian w ampułce B zmieniał zabarwienie z żółtego na zielone, a różnica w pochłanianiu światła była zmierzona i przeniesiona automatycznie na zegar 9F). Tarcza zegara zaopatrzona była w skalę podającą od razu wyniki w przeliczeniu na proporcjonalną zawartość alkoholu we krwi w %o. W Europie w początkach lat 50-tych w Niemczech rozpoczęto poszukiwania nowych metod do chemicznej analizy różnych szkodliwych gazów i rozpuszczalników organicznych parujących do atmosfery.Przez odpowiedni dobór pewnych związków chemicznych można było uzyskać zmianę ich zabarwienia po reakcji z gazami lub parami rozpuszczalników organicznych. To doprowadziło do odkrycia bardzo prostego urządzenia do analizy etanolu w powietrzu wydychanym do kontroli kierowców na drodze. Podejrzany wydmuchiwał około 1l powietrza przez rurkę do plastykowego woreczka. Rurka zawierała upakowaną mieszaninę dwuchromianu potasu i stężonego kwasu siarkowego zaadsorbowanego na kryształach żelu krzemionkowego, którego kolor z pomarańczowo-żółtego zmieniał się na zielono niebieski pod wpływem par alkoholu. Para wodna zawarta w powietrzu wydychanym reagowała z kwasem siarkowym powodując wytwarzanie ciepła przyspieszającego reakcję. Chemicznie było to podobne do reakcji utleniania Widmarka dobrze stosowanej do analizy prób krwi.We wczesnych latach 1950 probierze trzeźwości o nazwie alcotest były produkowane w Niemczech. To proste urządzenie było bardzo praktyczne do wstępnego badania trzeźwości kierowców, dając natychmiastową reakcję na alkohol. Alcotest był używany przez policję drogową także innych krajów w połowie lat 1950 i był bardziej obiektywny do stwierdzenia alkoholu aniżeli woń oddechu. W Polsce podobną konstrukcję rozwinęli Illg i Markiewicz.

Bardziej wyrafinowane urządzenie chemiczne składające się z rurki i pojemnika do analizy alkoholu w powietrzu wydychanym zostało opracowane w Japonii w połowie lat 50-tych i ten system jest nadal jeszcze używany do kontroli kierowców. Osoba poddana badaniu napełnia plastykowy worek mieszaniną powietrza wydychanego, następnie dokładnie znana objętość próby powietrza jest przy pomocy ręcznej pompki przetłaczane przez rurkę zawierającą kryształy kwasu chromowego. Zmiana zabarwienia z żółtego na niebiesko-zielone wskazuje na obecność alkoholu. Długość zmiany warstwy zabarwienia mierzona w milimetrach była zbliżona do funkcji liniowej stężenia w powietrzu wydychanym. Rurka mogła być przechowywana i w razie konieczności przedstawiana jako dowód w sądzie.

W 1962 r japoński wynalazca rurki detektora Tatsuzo Kitagawa (1907-1984) we współpracy z Dr. B. M. Wright – angielskim inżynierem biomedycznym skonstruowali praktyczny instrument do uzytku przez policję. Kilka prototypów instrumentów wyprodukowano i chociaż uzyskano dobrą korelacje z krwią , analizator Kitagawa-Wright nigdy nie był używany w celach dowodowych.

Analizatory powietrza wydychanego wykorzystujace nowe metody analityczne były skonstruowane we wczesnych latach 70-tych jako efekt współpracy między Lion Laboratories (Barry, Wales, U.K.), Departament Chemii Uniwersytetu w Cardiff i Medical Research Council w Londynie. Urządzenie pracowało na nowych zasadach analitycznych nazywanych elektrochemicznym utlenianiem na powierzchni katalitycznej.

Analizator ten nazwano Alcolmeter i składał się z detektora elektrochemicznego, w którym zachodziło utlenianie etanolu i nowatorskiego systemu pobierania próbki powietrza. Około 1,5 ml powietrza było pobierane z końcowej fazy wydechu, a wynik badania był uzyskiwany w ciągu 30 sekund. Metoda pobierania końcowej porcji wydechu dawała wysoka powtarzalność nie tylko w badaniach in vivo ale także przy pobieraniu par znad cieczy. Alcolmetr był podstawowym urządzeniem używany do wstępnego badania alkoholu w powietrzu wydychanym, a wyniki pomiaru podawane były w różnych opcjach: świecące diody w kolorach zielonym, pomarańczowym, żółtym lub w skali cyfrowej. Przez szereg lat użytkowania wprowadzono różne modele. Urządzenia te wykazywały dobrą selektywność wobec etanolu ponieważ aceton i węglowodory nie utleniają się na powierzchni elektrody. Aczkolwiek inne alkohole metanol, n-propanol i acetaldehyd są utleniane, jednakże wykazują powolny przebieg reakcji w porównaniu z etanolem. Tabela IChronologiczny rozwój podręcznych analizatorów powietrza wydychanego stosowanych w kontroli trzeźwości

Rok wprowadzeniaUrządzenieKraj pochodzeniaZasady detekcji alkoholu
1941Intoximeter (U.S.)Utlenienie z zakwaszeniem KmnO4, który odbarwia się przy stężeniu BAC powyżej 0,15g% w/v
1953Alcotest rurkowy z workiem (Niemcy)Utlenianie z K2Cr2O7 +H2SO4 zaadsorbowanym na żelu krzemionkowym
1956Kitagawa detektor rurkowy (Japonia)Utlenianie z kwasem chromowym
1969Sober-meter (U.S.)Utlenianie z K2Cr2O7+H2SO4 adsorbowanym na żelu krzemionkowym
1969Alcolyser rurkowy (Walia, U.K.)Utlenianie z K2Cr2O7+H2SO4 adsorbowanym na żelu krzemionkowym
1974Alcolmeter (Walia, U.K.)Utlenianie elektrochemiczne
1984Alcotest (Niemcy)Utlenianie elektrochemiczne
1994Alcotest 7410 (Niemcy)Breathalyzer 7410 (U.S.)Utlenianie elektrochemiczne
1995Alcoodose 2 (Francja)Absorpcja w podczerwieni przy 9,4 um

Tabela II Klasyfikacja dowodowych analizatorów powietrza wydychanego w podziale na 6 generacji w zależności od czasu ich wprowadzenia do użytku

Rok (generacja)Typ urządzeniaZasada pomiaru alkoholu w powietrzu wydychanym
1930-1953 (pierwsza)DrunkometerIntiximeterAlcometerUtlenianie z zakwaszeniem KmnO4 lub I2O5 (Alcometer)
1953-1970(druga)BreathalyzerPhoto-Electric IntoximeterEthanographeUtlenianie z zakwaszeniem KmnO+ kwas siarkowy zawarty w szklanych ampułkach z detekcją fotometryczną
1969 (trzecia)GC IntoximeterRozdział metodą gazowej chromatografii na Porapak Q z ilościowa detekcją płomieniowo- jonizacyjną
1970 (trzecia)Intoxilyzer 4011Absorpcja promieniowania podczerwonego przy pojedynczej długości fali 3,4um
1971 (trzecia)Alco-AnalyzerRozdział metodą gazowej chromatografii na Porapak Q z ilościowa detekcją cieplno-przewodnościową
1973 (trzecia)Alert (screening test)Zastosowano tin-oxide solid-state półprzewodnik nazwany Taguchi (T-cell0 który utlenia etanol z powodu zmian resistivity
1975 (czwarta)Intoximeter 3000Absorpcja w podczerwieni przy pojedynczej długości fali 3,4 um w połączeniu z T-cell w tym samym urządzeniu
1976 (czwarta)Intoxilyzer 5000Absorpcja w podczerwieni przy dwóch długościach fal (3,39um i 3,48um)
1979 (czwarta)AlcomatAlcotestAbsorpcja w podczerwieni przy długości fali 3,4um lub 9,5 um
1979 (czwarta)DataMasterAbsorpcja w podczerwieni przy dwóch długościach fal (3,37um i 3,44um)
1986 (piąta)Alcotest 7110AlcomatAnaliza w podczerwieni przy pojedynczej długości fali 9,5um
1992 (szósta)Intoxilyzer 6000Analiza w podczerwieni przy wielu długosciach fal
1994 (szósta)Intoximeter EC/IRElektrochemiczny fuel cell detektor do analizy alkoholu i detektor promieniowania podczerwonego do monitorowania profilu CO2 podczas wydychania
1995 (szósta)Alcotest 7110 Mark IIIPołączona podczerwień i utlenianie elektrochemiczne (fuell cell) do detekcji alkoholu

METODY STOSOWANE DO OZNACZANIA ZAWARTOŚCI ETANOLU W POWIETRZU WYDYCHANYM Oznaczanie stężenia etanolu w powietrzu wydychanym stanowi podstawową procedurę analityczną wymaganą dla celów sądowych. W urządzeniach obecnie używanych do analizy powietrza wydychanego na zawartośc alkoholu stosuje się w tym celu nastepujące metody chemiczne i fizyczne: 1. Chemiczne utlenianie etanolu przez związki o charakterze silnych utleniaczy2. Zmiany przewodności półprzewodnika 3. Utlenianie elektrochemiczne 4.Spektrometrię w podczerwieni (IR)

Metoda chemicznego utleniania etanolu

Metody, w których wykorzystuje się działanie redukujące alkoholu w stosunku do silnych utleniaczy, takich jak np. dwuchromian potasowy, nadmanganian potasowy. Etanol zawarty w powietrzu wydychanym ulega utlenieniu przez te związki w obecności stężonego kwasu siarkowego. Utlenienie etanolu do aldehydu octowego przez dwuchromian potasu powoduje powstawanie zmian w zabarwieniu utleniacza z pierwotnie żółtego do różnych odcieni żółto-zielonego i zielonego.Metoda chemicznego utleniania etanolu znalazła zastosowanie w pierwszych instrumentach tzw. rurkowych probierzach trzeźwości do analizy powietrza wydychanego. Wprawdzie testery te nie były zbyt dokładne, ale mogły być używane do badań wstępnych zwłaszcza w kontroli na drodze. Sporadycznie są jeszcze stosowane, jednakże pozytywny wynik badania musi być bezwzględnie potwierdzony inną specyficzną metodą.

Kolejnym etapem udoskonalenia przyrządów do analizy powietrza wydychanego wykorzystujących metodę utleniania chemicznego było dodatkowe zastosowanie spektrofotometrii pozwalającej na pomiar występujących zmian zabarwienia odczynnika pod wpływem par etanolu. Zmiana zabarwienia i jej intensywność jest mierzona przez integralny filtr fotometru, a wartość absorpcji jest przeliczona na stężenie alkoholu wskazywane liczbowo na odpowiedniej skali. Podręczny Breathalyzer był prototypem urządzeń stosujących tę zasadę pomiaru i był szeroko stosowany przez ponad 20 lat od wprowadzenia w 1954 r. Obecnie praktyczne zastosowanie tych urządzeń jest znikome.

Metoda z zastosowaniem detektora półprzewodnikowego

Półprzewodnik jest to ciało stałe o właściwościach pośrednich między metalicznym przewodnikiem z jednej strony i nieprzewodzącym izolatorem z drugiej. Stosowanie półprzewodników w detekcji etanolu w zasadzie jest ograniczone do używania sensora Taguchi. Sensor ten zastosowany w urządzeniach do oznaczania różnych gazów został opatentowany w Stanach Zjednoczonych w 1973 r. Używany był w podręcznych analizatorach powietrza wydychanego stosowanych do badań wstępnych, chociaż czasem również w dowodowych analizatorach powietrza wydychanego. Podstawą budowy sensora Taguchi jest niewielki porowaty element tlenku cynowego. Jego przewodnictwo elektryczne wzrasta proporcjonalnie do stężenia alkoholu w parach próbki, na której poddany jest działaniu.

Półprzewodnik ten zastosowano między innymi w podręcznym testerze alkoholu ALERT Model J2A-1000 zasilanym bateryjnie. Urządzenie mierzy najwyższe obecne steżenie alkoholu w powietrzu wydychanym. Rozwiązania konstrukcyjne zapobiegały pomiarowi przy braku ciągłosci wydechu, jednakże wiele innych substancji powodowało wystepowanie wzrostu przewodnictwa. Aparat bardzo użyteczny do wstepnego badania trzeźwości w trakcie kontroli drogowej, lecz wynik dodatni wymagał potwierdzenia przy uzyciu innych metod.

Metoda utleniania elektrochemicznego

Technologia ta jest stosowana w analizatorach powietrza wydychanego od ponad 15 lat. W pierwszym etapie była wykorzystywana do badań wstępnych, a obecnie znalazła zastosowanie w dowodowych urządzeniach oraz w tzw. pasywnych testerach. Zastosowane w tej metodzie tzw. ogniwo paliwowe (fuel cell) nie reaguje na ewentualna obecność w powietrzu wydychanym acetonu, jednakże może reagować na metanol, n-propanol, isoppropanol i aldehyd octowy. Ten ostatni związek jest obecny w powietrzu wydychanym w stężeniach zbyt niskich aby wpłynąć na wynik pomiaru. Natomiast inne wymienione alkohole są znacznie bardziej toksyczne niż etanol. W praktyce zatem nie występuje zagrożenie chemicznej interferencji przez te związki. Ponadto detektor ten nie reaguje na rozpuszczalniki organiczne (węglowodory) często obecne w przemyśle. Detektor ten stosuje się przede wszystkim w urządzeniach podręcznych. Ze względu na szerokie rozpowszechnienie zastosowania tego detektora, szczegółowo omówiono jego działanie. Oznaczenie stężenia etanolu polega na elektrochemicznym jego utlenieniu na kontrolowanym potencjale elektrody. Etanol jest elektro utleniany do kwasu octowego poprzez aldehyd octowy w 4 elektronowym procesie, a powstający w tym procesie prąd elektryczny jest mierzony. Wielkość powstającego prądu elektrycznego jest proporcjonalna do stężenia alkoholu w powietrzu wydychanym.

Przebieg reakcji chemicznej zachodzącej na powierzchni elektrody:

 

(szybko)

Alkohol w próbie powietrza + Fuel Cell – Kwas octowy + Elektrony

(wolno)

CO2 + H2O + O2

Zalety zastosowania metody utleniania elektrochemicznego w analizie powietrza wydychanego na zawartośc alkoholu:

– wysoka czułość w stosunku do niskich stężeń etanolu w próbie powietrza– wymagana niewielka ilość próbki powietrza– wystepująca liniowość steżeń w bardzo szerokim zakresie– wysoka selektywność wobec par etanolu– brak wpływu dwutlenku wegla na wynik pomiaru– długi okres pracy (około 3 lata, jednakże zależny od liczby przeprowadzonych badań i ich warunków)

Wystepujące niedogodności przy pomiarach:

– wymagana kompensacja temperatury,– wymagany krótki czas przerwy między pozytywnymi pomiarami w celu samowyczyszczenia się ogniwa paliwowego (fuel cell)– przejściowo może pojawić się efekt „zmęczenia” detektora spowodowany wysokimi stężeniami alkohou, lub dużą częstotliwością pomiarów; efekt szybko zanika i detektor samoczynnie powraca do stanu gotowosci– do budowy detektora wymagane kosztowne materiały (złoto, platyna)– wymagane zastosowanie powtarzalnego mechanicznego systemu pobierania próbek

Metoda z zastosowaniem absorpcji promieniowania podczerwonego

Spektrometria w podczerwieni polega na pomiarze wielkości, przy której związki chemiczne absorbują promieniowanie podczerwone w specyficznej długości fali, częstotliwości i energii. W spektrometrii w podczerwieni stosuje się długości fal w zakresie od 770 nm a 12 000 nm. Podczas absorpcji promieniowania podczerwonego przez dany związek ulega zwiększeniu lub wzmocnieniu jego ruch obrotowy lub wibracyjny. Grupy funkcyjne związków np. poszczególne kombinacje atomów jak C-H, C-C, CO lub OH absorbują energię promieniowania przy długościach fal charakterystycznych dla określonych grup . Te pasma absorpcji stosuje się do identyfikacji i ilościowego oznaczenia poszczególnych związków, w tym również etanol.W praktyce badania powietrza wydychanego na zawartośc alkoholu pobranego od kierowców prawdopodobieństwo obecności związków inerferujacych jest tak niewielkie, że nie stanowi to znaczącego problemu. Wszystkie urządzenia na podczerwień wyświetlają liczbowe wyniki pomiarów, drukują wyniki, posiadają wewnętrzne pompy, i różne automatyczne czujniki kontrolujace przebieg badania. Występujące różnice między typami analizatorów wyposażonych w detektor promieniowania podczerwonego dotyczą ich selektywności wobec alkoholu. Pomiar zawartości alkoholu w podczerwieni przy jednej długości fali nie może być absolutnie specyficzny nawet w odniesieniu do etanolu. Wiarygodne oznaczenie jakościowe i pomiar ilościowy stężenia związku chemicznego wymagaja zastosowania dwóch długości fal.Instrument, w którym zastosowano ilościowy pomiar etanolu w powietrzu wydychanym przy pojedynczej długości fali nie jest specyficzny dla tego związku, a selektywność metody wzrasta proporcjonalnie do liczby użytych długości fal.

 

Typy analizatorów powietrza wydychanego użytkowanych w Polsce i ich zastosowanie

W rozdziale opisano niektóre z urządzeń, które do końca roku 2000 uzyskały pozytywną opinie Instytutu Ekspertyz Sadowych w Krakowie w zakresie ich stosowania w kontroli trzeźwości. Wyboru przedstawionych urządzeń dokonano w aspekcie ich reprezentatywności dla danej grupy.

Czujniki pasywne

Czujniki pasywne typu P.A.S. TM III (latarka) i P.A.S TM Vr, AlcoBlow wyposażone są w detektor utleniania elektrochemicznego. Pomiar następuje poprzez pobranie próbki powietrza wydychanego w sposób swobodny. Z założenia winny być stosowane wyłącznie do szybkiego stwierdzania obecności alkoholu w powietrzu wydychanym lub w zamkniętym pomieszczeniu. Uzyskane wyniki pomiarów zależne są między innymi od odległości umieszczenia testera od ust badanego, siły z jaka osoba badana dokonuje wydechu (bierne pobranie próby wydechu, lub aktywna współpraca badanego). Ponadto wyniki pomiarów będą zależne od czynników zewnętrznych panujących na ulicy (wiatr, temperaturaTestery mogą być przeznaczone wyłącznie do wstępnych, orientacyjnych badań zawartości alkoholu we krwi poprzez analizę powietrza wydychanego. Uzyskany wynik badania nie posiada wartości dowodowej do oceny stanu trzeźwości. Ocena stanu trzeźwości bezwzględnie musi być zweryfikowana badaniem powietrza wydychanego przy użyciu urządzeń, których pomiar posiada wartość dowodową lub poprzez analizę pobranej próby krwi.

Tester P.A.S TM III – latarka (PAS System LLC, U.S.A)

Tester P.A.S. TM III składa się z elektrycznej latarki sygnalizacyjnej wyposażonej w detektor alkoholu Urządzenie jest używane do sprawdzania poziomu alkoholu w oddechu bez aktywnego udziału lub przy bezpośrednim udziale osoby badanej. Oznacza to pasywne pobieranie próby oddechu, w przeciwieństwie do aktywnego podczas, którego osoba badana winna wydmuchać nie mniej niż 1,5 l powietrza w sposób ciągły do ustnika elektronicznego urządzenia. P.A.S. może być również stosowany do wykrywania otwartych pojemników z alkoholem oraz niskich poziomów zawartości alkoholu w zamkniętych pomieszczeniach.Podczas używania P.A.S. próba oddechu lub powietrza otaczającego zasysana jest przez odpowiednią pompkę. Zasysane powietrze przechodzi przez tzw. ogniwo paliwowe, które w obecności par alkoholu generuje słaby prąd elektryczny. Prąd ten ulega elektronicznie wzmocnieniu, a następnie jest użyty do działania wyświetlacza diagramu paskowego. Liczba pasków wyświetlana w wyświetlaczu wskazuje przybliżoną zawartość alkoholu etylowego w próbie powietrza. Urządzenie jest zasilane z akumulatora o wielokrotnym ładowaniu, które zapewnia dostarczany zintegrowany zasilacz (prostownik). P.A.S. TM III stosowany jest jako przyrząd do wykrywania alkoholu w powietrzu wydychanym bez bezpośredniego aktywnego uczestnictwa osoby badanej. Z tego powodu nie jest możliwe uzyskanie dokładnego pomiaru zawartości alkoholu w powietrzu wydychanym. Uzyskany wynik posiada jedynie wartość szacunkową. Celem stosowania urządzenia jest podjęcie szybkiej decyzji o ożyciu urządzenia , którego pomiar posiada wartość dowodową, lub też odstąpienia od dalszych czynności w tym kierunku. W celu przeprowadzenia badania należy trzymać tester (otwór wlotu powietrza do czujnika) w odległości 12,5-17,5 cm od ust badanego. Osoba badana zaczyna mówić wówczas należy szybko wcisnąć przycisk sterujący. Urządzenie pobiera próbkę przez 5 sekund. Istotne jest zatem, aby osoba badana mówiła w sposób ciągły (np. liczyła) przez 5-10 sekund. W tym czasie następuje pobranie próbki powietrza do badań. Odczyt polega na zaświeceniu się diod w ilości i kolorze stosownym do przybliżonej zawartość alkoholu we krwi badanej osoby. I tak zaświecenie się dwóch zielonych pasków wskazuje na zawartość alkoholu we krwi do 0,2 promila, kolejne 4 paski w kolorze pomarańczowym wskazują stężenie co 0,1 promila do wartości 0,6 promila. Następne 3 paski czerwone wykalibrowane są w odstępach co 0,2 promila do stężenia 1,2 promila. Ogniwo paliwowe analizuje próbkę w ciągu około 15-20 sekund. Podczas tego okresu, jeżeli alkohol jest obecny zapalają się kolejne diody w postaci pasków. Operator może określić występowanie maksimum stężenia bowiem liczba zapalających się diod przestaje rosnąć i zaczyna opadać.

Urządzenia dostarczające wyniku o wartości dowodowej

a) podręczne AlcoSensor IV -RBT IV (Intoximeters, U.S.A.) Alcosensor IV – RBT IV jest urzadzeniem wyposażonym w detektor utleniania elektrochemicznego.Aparat prawidłowo funkcjonuje w zakresie temperatur od 10-40oC. Temperatura jest istotnym czynnikiem wpływającym na zachodzace w detektorze reakcje chemiczne. Temperatura pracy urządzenia jest pierwszą informacja wyświetlaną na ekranie aparatu po założeniu ustnika. W przypadku temperatur wykraczających poza deklarowany przez producenta zakres nastepuje blokada uniemożliwiająca pomiar. Chwilowe umieszczenie urządzenia we właściwej temperaturze przywraca jego zdolność do pracy (badań). Kolejne testy mogą być wykonywane w odstepie 2 minut. Detektor aparatu nie reaguje na niewielkie ilości acetonu i węglowodorów ewentualnie obecnych w powietrzu wydychanym. Po każdorazowym badaniu z wynikiem dodatnim aparat przez krótki czas usuwa resztki alkoholu z detektora. Przy wysokim zmierzonym steżeniu alkoholu czas czyszczenia może wynosic nawet około 2 minut. Do badań używany jest jednorazowy ustnik umożliwiajacy przepływ powietrza tylko w jednym kierunku. Założenie ustnika do aparatu powoduje uruchomienie urządzenia, które samoczynnie się „zeruje‘ pobierajac próbe powietrza z otoczenia oraz przygotowuje się do testu. Świetlna, pulsująca informacja „TEST“ oznacza gotowość do przeprowadzenia badania. Wydech musi być wykonany w sposób ciągły do momentu pojawienia ie na ekranie dwóch znaków „+“. Po upływie 40 sek pojawia się wynik badania, który znika po 3 sek. Naciśnięcie przycisku RECALL powoduje ponowne wyświetlenie ostatniego wyniku pomiaru. W celu przeprowadzenia nastepnego badania należy nacisnąć przycisk SET (zabezpiecza detektor przed nadmiernym zużyciem0 oraz czerwony przycisk powodujący usuniecie ustnika. W przypadku nie usuniecia ustnika pojawia się pulsujący sygnał dżwiękowy.Przy użyciu urządzenia Alcosensor IV-RBT IV istnieje możliwośc przeprowadzenia również pomiaru w opcji pasywnej. Urządzenie może wsółpracować z drukarka RBT IV. Wydruk zawiera nastepujące pozycje; date i godzine badania, kod identyfikacyjny badanego np. PESEL, imie i nazwisko osoby badanej oraz przeprowadzajacej badanie, numer seryjny analizatora oraz drukarki., stan po kalibracji urządzenia i wynik badania. Dokładność pomiarów wynosi w zakresie od 0,00%o do 4,00%o.Drukarka RBT IV posiada pamiec, która umożliwia zarejestrowanie 1000 wyników badań. Urządzenie może współpracować z siecia komputerowa i tworzyć bazę danych. b) stacjonarne

Alkometr A 2.0 (AWAT Sp. z o.o., Polska)

Alkometr A 2.0 jest elektronicznym urządzeniem do analizy zawartości alkoholu w powietrzu wydychanym, przeznaczonym do kontroli trzeźwości (fot. 6)Aparat wyposażony jest w detektor promieniowania podczerwonego. Zasada działania polega na pomiarze stopnia osłabienia promieniowania podczerwonego w paśmie 3,37-3,42 um przez pary alkoholu znajdujące się w wydychanym powietrzu po spozyciu alkoholu przez badanego pacjenta. Czujnikiem promieniowania podczerwonego jest niedyspersyjny detektor typu NDIR (Non Dispersive Infra Red). Pomiaru steżenia par alkoholu w wydychanym powietrzu dokonuje się całkowicie w sposób automatyczny poprzez przyciśniecie tylko jednego przycisku. Wynik pomiaru odpowiadajacy zawartosci alkoholu we krwi (%o) lub bezposrednio w powietrzu wydychanym mg/l jest w postaci cyfrowej wyświetlany na wskaźniku alfanumerycznym oraz wydrukowany na tasmie papierowej.Sterowanie urządzenia przy pomocy mikroprocesora zapewnia prawidłowy przebieg pomiaru i chroni przed różnego typu manipulacjami. Urządzenie zostało zaprojektowane do użytku stacjonarnego jak również może być zainstalowane na stanowiskach ruchomych to jest w samochodach.Zasady przeprowadzenia pomiaru. minutowy

Badanie należy przeprowadzić najwcześniej po upływie 20 minut od ostatniego spożycia alkoholu. Zasadę tę stosuje się również w przypadku użycia różnego typu dezodorantów do ust zawierających alkohol jak i leków zawierających w swym składzie etanol. Należy także zachować 20 czas odczekania przed pomiarem jeżeli wystąpiło odbijanie się lub wymioty u osoby badanej. Płukanie ust wodą lub napojami bezalkoholowymi nie zastępuje wymaganego czasu odczekania. Po paleniu tytoniu zalecany jest również 10 minutowy czas przerwy przed badaniem..

W otoczeniu aparatu nie powinny występować żadne opary alkoholowe jak również dym tytoniowy. Urządzenie w sposób automatyczny kontroluje wpływ powietrza otaczającego na wynik pomiaru. W przypadku zaistnienia niewłaściwych warunków na wyświetlaczu pojawia się informacja o występowaniu błędu w teście zerowym i pomiar jest niemożliwy. Należy wówczas powziąć czynności zmierzające do ich poprawienia (wietrzenie pomieszczenia, zmiana miejsca ustawienia aparatu). Po automatycznym przeprowadzeniu testów sprawdzających aparat informuje o gotowości przeprowadzenia pomiaru. Aparat jest gotowy do wykonania pomiaru w okresie 3 minut i w tym czasie należy dokonać wydechu. Jeżeli podczas pomiaru rozpoznane zostaną błędy (zbyt mała objętość wydechu, obecność alkoholu zalegającego), to następuje ich wskazanie na wyświetlaczu i w zależności od rodzaju błędu musi być powtórzona próba oddechu względnie całkowicie przerwany przebieg pomiaru. Zakres pomiarowy od 0 do 6%o

Dokładność:

Dla zakresu 0-1%o < 0,05%o Dla zakresu 1-6%o < 5%Czas pomiaru 1 minMinimalne parametry wydechu: Objętość wydechu >1,5 l Czas wydechu > 3 sCzas przygotowania do pracy 15 mnutTemperatura pracy 0 – 40oCZasilanie Z sieci 220 V Z akumulatora + 12V Urządzenie Intox EC/IR (Intoximeters, U.S.A.) Urządzenie Intox EC/IR jest stacjonarnym urządzeniem do analizy zawartości alkoholu w powietrzu wydychanym.Urządzenie wyposażone jest w dwa oddzielne systemy detekcji – utlenianie elektrochemiczne i podczerwień, których funkcje kontroluje system analogowy. Detektor elektrochemiczny (EC) posiada charakterystykę liniową, natomiast detektor promieniowania podczerwonego (IR) ‑ nieliniową. Oznacza to, że detektor EC może być kalibrowany jednopunktowo co wystarcza do zapewnienia liniowość w pełnym zakresie wskazań, natomiast detektor IR wymaga wielopunktowej kalibracji w celu uzyskania większej dokładności i pewności oznaczeń punktów w analitycznym zakresie. Uszkodzenia mechaniczne lub chemiczne zatrucie detektora EC przez dym papierosowy lub zalanie wodą bardzo rzadko występują w przypadku aparatu Intox EC/IR. Zastosowanie ogniwa paliwowego /Fuel Cell/ zapewnia:‑ lepszą dokładność w przypadku wykonywania wielu testów w krótkim odstępie czasu,‑ lepszą regenerację detektora do pierwotnej wartości po okresie intensywnego używania,‑ dłuższy okres stabilności kalibracji,‑ doskonałą liniowość wskazań odpowiednią do stężenia próbki,‑ wystarczy określenie jednego punktu do wykonania kalibracji,‑ precyzję i dokładność w zakresie stężeń poniżej 0,5%o alkoholu we krwi,‑ specyficzność [swoistość] wobec alkoholu, nie sygnalizuje obecności acetonu ani innych substancji znajdujących się w oddechu,‑ możliwość natychmiastowego powtarzania testów;‑ nie wymaga powtórnej kalibracji po wykonaniu wielokrotnych testów pozytywnych.Detektor IR posiada szereg właściwości, których nie wykazuje detektor EC. Najważniejszą jest zdolność do oznaczania stężenia alkoholu w sposób ciągły podczas przepływu próbki powietrza. Pozwala to na określenie dokładnie momentu w którym powinna być przekazana próbka powietrza do analizy w detektorze EC. Pozwala to także na dokładne oznaczenie obecności alkoholu zalegającego w jamie ustnej. Kombinacja dwóch analitycznych systemów dostarcza wszystkich niezbędnych informacji koniecznych do wykonania precyzyjnego i dokładnego oznaczenia stężenia alkoholu w powietrzu wydychanym. Zapewnia pobranie próbki powietrza do badań pochodzącego z pęcherzyków płucnych i nie zanieczyszczonej przez alkohol z górnych dróg oddechowych. Detektor promieniowania podczerwonego zbudowany jest z 3 kanałów; jednego dla dwutlenku węgla i dwóch dla etanolu, które łączą się ze sobą. Energia promieniowania podczerwonego jest wychwytywana przez wszystkie trzy kanały detektora. Stałe napięcie jest wytwarzane jeżeli nie jest obecny dwutlenek węgla lub etanol. W przypadku obecności etanolu w próbie sygnał docierający do detektora etanolowego jest obniżany, natomiast kanał dwutlenku węgla pozostaje niezmieniony. Obecność dwutlenku węgla powoduje obniżenie sygnału w odpowiednim dla niego kanale. Obniżenie sygnału w kanałach jest proporcjonalne do stężenia interesującego nas gazu. Monitorowanie w podczerwieni próbki powietrza wydychanego zapewnia:‑ pomiar powietrza pochodzącego z pęcherzyków płucnych,‑ wyeliminowanie wpływu alkoholu zalegające na wynik pomiaru.Zainstalowanie w urządzeniu Intox EC/IR odpowiednich mikroprocesorów umożliwia połączenie przez modem do centralnego komputera w celu wykonania sprawdzenia jakości oznaczeń i zakodowanych danych. Odbywa się to poprzez połączenie z komputerem firmy Intoximeters Inc. w Stanach Zjednoczonych za pomocą linii telefonicznej.Aparat posiada wbudowaną drukarkę termiczną. Przed przeprowadzeniem badania można wpisać szereg informacji dotyczących osoby kontrolowanej jak i przeprowadzającej badanie. Wykorzystanie odpowiedniej opcji w programie pozwala także na przeprowadzenie kolejnych pomiarów z pominięciem informacji osobowych.Zakres pomiaru wynosi od 0,000 do 0,400 gms etanolu/210 l powietrza wydychanego, co odpowiada stężeniu alkoholu we krwi od 0,00%o do 8,00%o Negatywny wynik pomiaru, próba wolna od alkoholu, aparat sygnalizuje do ok. 10 sek, natomiast pozytywny wynik badania, tj. w przypadku obecnego alkoholu ‑ od ok. 30 do ok. 45 sek. W przypadku negatywnego testu badania mogą być wykonywane co 15 ‑ 20 sek., przy pozytywnym teście czas oczekiwania może wynosić do ok. 2 min. i zależny on jest od stężenia alkoholu w próbie powietrza. Zainstalowany w aparacie komputer automatycznie kontroluje objętość powietrza wydychanego [próby] oraz występowanie plateau tj. ustalenie się stałego stężenia etanolu w wydychanej próbie powietrza. Pamięć aparatu wynosi 1 MByte RAM. Urządzenie Intox EC/IR zostało w Stanach Zjednoczonych zaakceptowane do oficjalnego użytku przez U.S. DOT i wprowadzone do kontroli trzeźwości w ruchu drogowym w wypadkach i wykroczeniach. Urządzenia do kalibracji (symulatory) analizatorów powietrza wydychanego Kalibratory inna nazwa symulatory są urządzeniami służącymi do przygotowania i uwolnienia par próbki o znanym stężeniu etanolu. Próbkę par uzyskuje się w wyniku występującej równowagi stężeń alkoholu w przepływającym powietrzu nad wodnym roztworem etanolu o znanym stężeniu w stałej temperaturze. Uzyskana w ten sposób próbka jest wystarczająca do symulacji procesu przebiegającego u człowieka. Urządzenia te stosuje się do kalibracji analizatorów oraz wytwarzania próbek kontrolnych służących do oceny prawidłowego funkcjonowania aparatów do analizy powietrza wydychanego na zawartość alkoholu. Do tego celu stosuje się tzw. kalibratory np. Toxitest czy Guth 34 C. Są to elektronicznie kontrolowane urządzenia umożliwiające sprawdzenie dokładności oznaczenia alkoholu w wydychanym powietrzu przez wszelkie aparaty pomiarowe.Do kalibratora wprowadza się odpowiednie roztwory alkoholu, które zostają następnie podgrzane do temp. 34 +/-0,2oC (Taką temperaturę posiada powietrze wydychane). W pojemniku kalibratora zawierającego tak ogrzany roztwór alkoholu ustala się odpowiednia równowaga stężeń alkoholu w fazie gazowej w stosunku do stężenia alkoholu w roztworze wodnym. Odpowiada to w przybliżeniu procesom nasycania alkoholu w drogach oddechowych, zgodnie ze wspomnianym już prawem Henry-Daltona. To powietrze znad ogrzanego roztworu alkoholu jest następnie przeprowadzane przez testowany aparat.Posługując się jednym roztworem alkoholu nie powinno się wykonywać więcej niż 25 badań kontrolnych. Stężenie alkoholu bowiem w roztworze wzorcowym obniża się w toku testowania. Ustalono, że obniżenie to – po przeprowadzeniu 25 badań wynosi około 5%, a więc odpowiada wartości błędu pomiaru. Nie należy także przechowywać wzorcowego roztworu alkoholu w kalibratorze, gdyż zawarty w nim etanol paruje, powodując obniżenie jego zawartości. Kalibracja urządzenia do analizy powietrza wydychanego nie powinna obejmować tylko jednej wartości stężenia. Zgodnie z zasadami metrologii należy objąć kontrolą kilka różnych stężeń, np. 5 w interesującym nas obszarze. Kontrolą winna być oczywiście objęta także wartość „zero”.Kalibracja miernika jest – w zasadzie- także jego regulacją, aby wskazane dla konkretnej wartości stężenia mieściły się w granicach błędu zadeklarowanego przez producenta. Trzeba zdawać sobie sprawę z faktu, że absolutnie dokładny pomiar nie istnieje. Błąd o znanych wartościach jest nieodłącznie związany z każdym wynikiem. Według metrologów – zmierzyć , oznacza wskazać przedział, w którym znajduje się mierzona wartość. Według zaleceń producentów urządzenia do pomiaru alkoholu w wydychanym powietrzu powinny być kalibrowane co 6 miesięcy. Inną formą standardu etanolu do kalibracji lub sprawdzania urządzeń jest mieszanina alkoholu w gazie obojętnym (azot lub argon) przechowywana pod ciśnieniem w butlach. Mieszaniny te produkowane są w stałych zawartościach etanolu, w związku z tym dla różnych stężeń wymagane są oddzielne mieszaniny. Urządzenia do kalibracji (symulatory) analizatorów powietrza wydychanego Kalibratory inna nazwa symulatory są urządzeniami służącymi do przygotowania i uwolnienia par próbki o znanym stężeniu etanolu. Próbkę par uzyskuje się w wyniku występującej równowagi stężeń alkoholu w przepływającym powietrzu nad wodnym roztworem etanolu o znanym stężeniu w stałej temperaturze. Uzyskana w ten sposób próbka jest wystarczająca do symulacji procesu przebiegającego u człowieka. Urządzenia te stosuje się do kalibracji analizatorów oraz wytwarzania próbek kontrolnych służących do oceny prawidłowego funkcjonowania aparatów do analizy powietrza wydychanego na zawartość alkoholu. Do tego celu stosuje się tzw. kalibratory np. Toxitest czy Guth 34 C. Są to elektronicznie kontrolowane urządzenia umożliwiające sprawdzenie dokładności oznaczenia alkoholu w wydychanym powietrzu przez wszelkie aparaty pomiarowe.Do kalibratora wprowadza się odpowiednie roztwory alkoholu, które zostają następnie podgrzane do temp. 34 +/-0,2oC (Taką temperaturę posiada powietrze wydychane). W pojemniku kalibratora zawierającego tak ogrzany roztwór alkoholu ustala się odpowiednia równowaga stężeń alkoholu w fazie gazowej w stosunku do stężenia alkoholu w roztworze wodnym. Odpowiada to w przybliżeniu procesom nasycania alkoholu w drogach oddechowych, zgodnie ze wspomnianym już prawem Henry-Daltona. To powietrze znad ogrzanego roztworu alkoholu jest następnie przeprowadzane przez testowany aparat.Posługując się jednym roztworem alkoholu nie powinno się wykonywać więcej niż 25 badań kontrolnych. Stężenie alkoholu bowiem w roztworze wzorcowym obniża się w toku testowania. Ustalono, że obniżenie to – po przeprowadzeniu 25 badań wynosi około 5%, a więc odpowiada wartości błędu pomiaru. Nie należy także przechowywać wzorcowego roztworu alkoholu w kalibratorze, gdyż zawarty w nim etanol paruje, powodując obniżenie jego zawartości. Kalibracja urządzenia do analizy powietrza wydychanego nie powinna obejmować tylko jednej wartości stężenia. Zgodnie z zasadami metrologii należy objąć kontrolą kilka różnych stężeń, np. 5 w interesującym nas obszarze. Kontrolą winna być oczywiście objęta także wartość „zero”.Kalibracja miernika jest – w zasadzie- także jego regulacją, aby wskazane dla konkretnej wartości stężenia mieściły się w granicach błędu zadeklarowanego przez producenta. Trzeba zdawać sobie sprawę z faktu, że absolutnie dokładny pomiar nie istnieje. Błąd o znanych wartościach jest nieodłącznie związany z każdym wynikiem. Według metrologów – zmierzyć , oznacza wskazać przedział, w którym znajduje się mierzona wartość. Według zaleceń producentów urządzenia do pomiaru alkoholu w wydychanym powietrzu powinny być kalibrowane co 6 miesięcy. Inną formą standardu etanolu do kalibracji lub sprawdzania urządzeń jest mieszanina alkoholu w gazie obojętnym (azot lub argon) przechowywana pod ciśnieniem w butlach. Mieszaniny te produkowane są w stałych zawartościach etanolu, w związku z tym dla różnych stężeń wymagane są oddzielne mieszaniny. Prawne aspekty badania na zawartość alkoholu Praktyka ustalania trzeźwości przyznaje zasadniczą (lecz nie wyłączną) procesową rolę dowodową wynikom badań analitycznych. Wprawdzie stany po użyciu alkoholu i nietrzeźwości mogą być ustalone na przykład na podstawie zeznań świadków opisujących zachowanie podejrzanego lub badania lekarskiego, jednakże oznaczony poziom stężeń alkoholu we krwi lub powietrzu wydychanym ma w takich przypadkach podstawowe znaczenie. Niezbędne jest zatem pobranie próby krwi osoby podejrzanej o spożycie alkoholu względnie przeprowadzenie analizy powietrza wydychanego.Stan nietrzeźwości – zgodnie z art. 115 par. 16 kk występuje wtedy, gdy:1. zawartość alkoholu we krwi przekracza 0, 5%o, albo prowadzi do stężenia przekraczającego tę wartość lub2. zawartość alkoholu w 1 dm3 wydychanego powietrza przekracza 0, 25 mg albo prowadzi do stężenia przekraczającego tę wartość. Próg ten jest sztywny i dla ustalenia stanu nietrzeźwości nie ma znaczenia indywidualna tolerancja na alkohol. Stan ten może być ustalany wszystkimi środkami dowodowymi, zwykle chodzi jednak o oznaczenie laboratoryjne zawartości alkoholu we krwi za pomocą metody chromatografii gazowej lub enzymatycznej ADH. Coraz powszechniej stosowane są różnego typu elektroniczne urządzenia do analizy powietrza wydychanego np. Alcomat, Alkometr A 2.0, Alcotest 7110 lub z podręcznych Alcotest 7410, AlcoSensor IV, SD-400. Za dopuszczalnością stosowania tego rodzaju urządzeń wypowiedział się Sąd Najwyższy m.in. w uchwale pełnego składu Izby Karnej z dnia 15 lutego 1989 r. – VI KZP 10/88, stwierdzając, że „Zawartość alkoholu we krwi może być ustalona zarówno analizą chemiczną, jak i innymi sprawdzonymi metodami, np. analizą stężenia alkoholu w wydychanym powietrzu urządzeniem Alcomat lub innymi o podobnym działaniu”. Prawo o ruchu drogowym nadaje pierwszeństwo badaniom zawartości alkoholu w organizmie za pomocą urządzeń elektronicznych dokonujących pomiaru stężenia alkoholu w wydychanym powietrzu (art.126 ust.1). Dopiero, gdy stan osoby podlegającej badaniu uniemożliwia jego przeprowadzenie urządzeniem elektronicznym, ustalenie zawartości alkoholu w organizmie następuje na podstawie badania krwi lub moczu (art.126 ust.2)Badanie na zawar6tość alkoholu (art.126 ust 3), może być wykonane również w razie braku zgody kierującego, o czym należy go uprzedzić (art. 127 ust.3).Minister Zdrowia i Opieki Społecznej został upoważniony do określenia, w drodze rozporządzenia, warunków i sposobu przeprowadzenia badań w celu ustalenia zawartości w organizmie alkoholu (art.126 ust 4).

Badanie na zawartość alkoholu może być zarządzone na podstawie art. 47 art.1 ustawy z dnia 26 października 1982 r. o wychowaniu w trzeźwości i przeciwdziałaniu alkoholizmowi (Dz. Ust. Nr 35 poz.23 z póź. zm.), który to przepis upoważnia do poddania takiemu badaniu osoby, co do której zachodzi podejrzenie, że popełniła przestępstwo lub wykroczenie po spożyciu alkoholu. Prowadzenie, w stanie nietrzeźwości lub w stanie po użyciu alkoholu, pojazdu mechanicznego stanowi wykroczenie określone w art.. 87 par.1 k.w., a innego pojazdu na drodze publicznej – wykroczenie z art.87 par.2 k.w. Nie można poddać badaniu na zawartość alkoholu osoby, która w stanie nietrzeźwości lub po użyciu alkoholu prowadziła inny pojazd niż mechaniczny na drodze niepublicznej, ale nie jest to potrzebne, skoro zachowanie takie jest bezkarne.

Badaniu na zawartość alkoholu lub obecność środka działającego podobnie do alkoholu jest poddawany kierujący pojazdem w razie uczestniczenia w wypadku drogowym, w którym ktoś jest zabity lub ranny (art. 128 ust.1 ustawy „Prawo o ruchu drogowym”). Może być poddana takiemu badaniu także inna osoba, jeżeli zachodzi uzasadnione podejrzenie, że mogła kierować pojazdem.

Zarówno kierujący pojazdem, jak i osoba, co do której zachodzi uzasadnione podejrzenie, że mogła kierować pojazdem uczestniczącym w wypadku drogowym, mają prawo żądać od organu kontroli ruchu drogowego przeprowadzenia badania krwi lub moczu w celu ustalenia zawartości w organizmie alkoholu lub środka podobnie działającego do alkoholu (art.128 ust.3 ustawy „Prawo o ruchu drogowym”).

Stan ten może być ustalany przy wykorzystaniu innych środków dowodowych, co może być konieczne w sytuacji, gdy wykonanie badania krwi lub użycie wspomnianych urządzeń jest niemożliwe np. z powodu ucieczki sprawcy z miejsca wypadku. Dowodami takimi mogą być zeznania świadków opisujących zachowanie się podejrzanego przed wypadkiem np. co do spożywania przez niego alkoholu lub po wypadku, wyjaśnienia oskarżonego.

W sytuacji zatrzymania do kontroli trzeźwości osoby, która odmawia zgody na pobranie krwi i lekarz znajduje przeciwwskazania do wykonania zabiegu, możliwości stwierdzenia zawartości alkoholu w organizmie są niewielkie. W celu prawidłowego przeprowadzenia badania powietrza wydychanego, konieczne jest aby osoba poddana testowi wykonała wydech w sposób ciągły o objętości 1, 2-1, 5 dm3. Stanowi to warunek niezbędny do uzyskania próby powietrza pochodzącego z pęcherzyków płucnych, w którym zawartość alkoholu w sposób miarodajny odzwierciedla stan trzeźwości. Jeżeli osoba nie chce współpracować przy przeprowadzeniu badania, wówczas uzyskanie niezbędnej do pomiaru objętości powietrza wydychanego nie jest możliwe. Wprawdzie takie elektroniczne urządzenia do analizy powietrza wydychanego jak Alco –Sensor !V firmy Intoximeters lub SD-400 firmy Lion posiadają możliwość badania powietrza wydychanego na zawartość alkoholu podczas swobodnego oddechu, jednakże jak wskazują badania przeprowadzone w tym zakresie w Instytucie Ekspertyz Sądowych, uzyskany w ten sposób wynik jest szacunkowy. Fakt ten nie wyklucza możliwości uzyskania wyników wiarygodnych ilościowo, jednakże należy to traktować w kategoriach przypadku.

Wartość dowodowa analizy powietrza wydychanego na zawartość alkoholu.

Uchwałą Pełnego Składu Izby Karnej Sadu Najwyższego z dnia 15 lutego 1989r. ‑ VI KZP 10/88 [OSNKW 1989, Nr 3 ‑ 4, poz.19] przyjęto, że zawartość alkoholu we krwi może być ustalona np. „analizą stężenia alkoholu w wydychanym powietrzu”. Zagadnienie ujęte w ten sposób jednoznacznie określa, z punktu widzenia analitycznego, badanie powietrza wydychanego jako pośrednią analizę próby krwi. Fakt ten niejako prowokuje do porównywania wyników uzyskanych z laboratoryjnego badania próby krwi z wartościami otrzymanymi po przeprowadzeniu badania powietrza wydychanego. Wartości te w większym lub mniejszym stopniu są zbliżone, jednakże nie można oczekiwać w każdym przypadku pełnej ich zgodności. Spowodowane jest to m. in. przemianami alkoholu w ustroju i technicznymi aspektami wykonania pomiaru. W zakresie dotyczącym fizjologii przemian alkoholu można wyróżnić następujące przyczyny występowania rozbieżności wyników pomiarów:‑ stężenie alkoholu oznaczone na podstawie analizy powietrza wydychanego odnosi się do jego zawartości we krwi tętniczej pęcherzyków płucnych, natomiast pobrania próby krwi dokonuje się rutynowo z żyły łokciowej. W fazie wchłaniania alkoholu z przewodu pokarmowego do krwiobiegu, obserwuje się nieco wyższe stężenie alkoholu w krwi tętniczej, aniżeli w równolegle pobranej próbie krwi żylnej, – wynik stężenia alkoholu we krwi w oparciu o badanie powietrza wydychanego powstaje przez automatyczne mnożenie [w programie aparatu] stężenia alkoholu w powietrzu wydychanym przez przeciętny współczynnik podziału etanolu między powietrze zawarte w pęcherzykach płucnych, a krew. Bardzo istotne znaczenie ma rodzaj urządzenia zastosowanego do badania oraz prawidłowy sposób jego przeprowadzenia .Pomiar zawartości alkoholu za pomocą analizatorów powietrza wydychanego, może dotyczyć wyłącznie analizy powietrza pochodzącego z pęcherzyków płucnych, gdyż tylko ten rodzaj powietrza ma stały i bezpośredni kontakt z krwią. Powietrze pochodzące z jamy ustnej i górnych części dróg oddechowych nie spełnia tego podstawowego warunku. Podczas badania należy zatem wykluczyć wpływ tzw. alkoholu zalegającego, gdyż zmierzone stężenie alkoholu nie odpowiada rzeczywistej jego zawartości w pęcherzykach płucnych. Bezpośrednio bowiem po konsumpcji napoju alkoholowego jego resztka oraz pary utrzymują się w jamie ustnej oraz górnych drogach oddechowych do około 15 minut. Aparaty stacjonarne typu Alcomat, Alkometr A 2.0, Alcotest 7110, w odróżnieniu od podręcznych analizatorów np. Alcotest 7410, Alcosensor IV, Alcometer SD‑400 sygnalizują obecność alkoholu zalegającego. Miarodajny wynik badania można uzyskać stosując podręczne analizatory powietrza wydychanego dwukrotnie w odstępie czasu wynoszącym 15 minut. Różnica między dwoma pomiarami nie powinna być większa aniżeli 10% wartości drugiego pomiaru przy stężeniach powyżej 1, 0 promila, a przy stężeniach niższych od 1, 0 promile nie powinna przekraczać 0, 1 promila. W innych krajów rozwiązano np. kwestię alkoholu zalegającego, wymagając, aby bez względu na rodzaj użytego aparatu, od chwili zatrzymania osoby do kontroli do czasu badania, upłynęło co najmniej 20 minut. W okresie tym ewentualny alkohol zalegający ulega zanikowi. Opisany sposób wyklucza wpływ nie tylko alkoholu zalegającego na wynik badania, ale również i niektórych preparatów aerozolowych i leków sporządzanych w postaci kropli. Jak dowiodła praktyka, w kontroli trzeźwości, możemy spotkać się z przypadkami użycia leku lub dezodorantu do ust w formie aerozolowej lub w postaci kropli sporządzonych na bazie etanolu bezpośrednio przed tą kontrolą, . Badania wykonane w Instytucie Ekspertyz Sądowych z wykorzystaniem aparatów Alcomat i Alcotest 7410 potwierdziły, że prawidłowa procedura badania eliminuje ewentualne omyłki wynikającej ze stosowania doustnych preparatów i leków w formie wziewnej. W praktyce sądowej notowane są przypadki, kiedy podejrzany deklaruje użycie tych środków w celu podważenie prawidłowości warunków i wyników pomiaru i uniknięcia tym sposobem odpowiedzialności.Ogólnie za pomocą analizy powietrza wydychanego (traktowanej jako pośrednia analiza prób krwi), możemy uzyskać, przy zachowaniu odpowiednich warunków pomiaru, wynik bardzo zbliżony do tego jaki otrzymuje się w bezpośredniej laboratoryjnej analizie próby krwi.

Ustawa o wychowaniu w trzeźwości i przeciwdziałaniu alkoholizmowi z dnia 26 października 1982 r. [Dz.U. 1982 Nr 35, poz 230 z póź. zm] określa zarówno stan po użyciu alkoholu jak i stan nietrzeźwości, wartościami stężeń alkoholu w mg/dm3 powietrza wydychanego (niezależnie od wartości jego stężeń we krwi określonych w promilach). Podawanie zatem wyników analizy powietrza wydychanego w mg/dm3 wyeliminuje wszelkie dyskusje dotyczące korelacji stężeń alkoholu oznaczanych metodami pośrednimi i bezpośrednimi.. W tej sytuacji dla prawidłowej oceny wyników pomiarów uzyskanych za pomocą analizatorów powietrza wydychanego, należy bezwzględnie przestrzegać okresu 15 minut między dwoma pomiarami. W związku z tym należy przyjąć, że stężenie alkoholu we krwi, zmierzone przy użyciu analizatorów powietrza wydychanego, było nie mniejsze niż 0, 2%o lub 0, 5%o, jeżeli oba pomiary wykonane w odstępie 15 minut miały wartości nie niższe niż 0, 20%o i 0, 50%o. Natomiast o faktycznym przekroczeniu stężeń 0, 2%o i 0, 5%o można mówić dopiero po stwierdzeniu stężeń 0, 26%o i 0, 56%o w analizie powietrza wydychanego. Przypadki stwierdzenia ‑ w wyniku dwóch pomiarów ‑ stężeń alkoholu powyżej i poniżej wartości „progowej” wymagają wykonania trzeciego badania po upływ po upływie kolejnych 15 minut. Ułatwia to późniejszą interpretację wyników.