Robert F. Borkenstein의 음주 측정기는 도로 안전 분야에서 놀라운 발명품이었습니다. 그것은 간단한 색상을 바꾸는 화학 반응을 사용하여 많은 생명을 구하고 도로를 더 안전하게 유지했습니다.1800 년대에 술을 마시고 집으로가는 것은 큰 문제가 아니 었습니다. 자전거 타는 사람이나 보행자가 집으로 돌아 오는 동안 자신이나 다른 사람들을 얼마나 많이 다치게 할 수 있었습니까? 그러나 칼 벤츠 (Carl Benz)는 1880 년대에 최초의 상업적으로 이용 가능한 자동차에 세계를 소개했으며 10 년 안에 음주와 운전 상황이 문제로 바뀌 었습니다. 그런 다음 1954 년 여름 Robert F. Borkenstein의 지하실의 깊이에서 우리의 영웅 인 The BreathalyZer ™가있었습니다. 호흡 알코올 분석기는 매년 수천 명의 생명을 절약하기 위해 간단한 화학을 사용하는 화려한 장비입니다. 그래서, 그들의 기원 이야기와 기능에 대해 조금 더 친숙함으로써 그들에게 그들에게 그들에게 기한을 주도록합시다. 그러나 먼저, 우리는 왜 알코올이 사람들이 처음에 운전자를 위협하는지 이해해야합니다.
음주 및 운전 후 DUI 사고 (사진 크레디트 :Antoniokalini/Shutterstock)
알코올의 뇌에 미치는 영향
운전하려면 멀티 태스킹, 경고, 주변 환경을 알고 있으며 정보를 처리하며 최소한의 반응 시간으로 행동해야합니다. 요약하면, 운전자는 감각을 완전히 통제해야하지만 알코올은 그러한 감각을 훼손합니다. 알코올은 음식처럼 소화되는 대신 위장과 내장을 통해 혈류로 확산됩니다. 일단 우리 몸에 들어가면, 혈액이있는 곳마다 가서 물이 존재하는 곳이 어디든 흡수됩니다 (알코올은 수용성이 매우 높기 때문입니다). 따라서 심장, 뇌, 폐 및 근육을 포함한 모든 주요 기관은 혈액의 알코올 농도에 도달합니다. 뇌에 들어간 후 알코올은 중요한 억제 신경 전달 물질 인 GABA의 효과를 향상시킵니다. 결과적으로, 우리의 뇌 세포는 지연된 반응과 의사 소통을 보여줍니다. 알코올은 또한 소뇌의 효율성을 약화시켜 분명한 시력과 운동 기술을 손상시킵니다. 더 읽으십시오.
음주 z ™의 발명으로 로드맵.
오늘날 시장에는 소모적이고 정확한 호흡 알코올 테스터가 많이 있지만, 우리는 호흡 알코올 분석기 인 The BreathalyZer ™와 동의어가 된 것을 살펴볼 것입니다. 음주 측정기의 발명가 인 Robert F. Borkenstein은 인디애나 주 경찰의 실험실 서비스의 선장이었으며 나중에 인디애나 대학교의 교수가되었습니다. 그는 음주 계에서 작업하는 동안 Hagner와 협력하여 운영 방법에 대해 교육을 받았습니다. 이 훈련은 호흡 알코올 분석기에 대한 그의 관심을 끌었습니다. 그는 경찰과 함께 일한 이래로 더 정확하고 쉽게 운영하기 쉬운 것을 만들고 싶었습니다. 수년간의 시행 착오 끝에 1954 년에 그는 혁신적인 음주 측정기 ™를위한 양식을 제시했습니다.알코올은 어떻게 감지됩니까?
피험자 (취한 것으로 의심되는 사람)는 튜브를 통해 금전으로 날아가도록 요청받습니다. 그들은 폐포 또는 깊은 폐 호흡을 얻기 위해 깊은 숨을 내쉬라고 요청받습니다. 연산자는 표시기 바늘의 편향을 점검합니다. 바늘이 움직이면 손잡이의 도움으로 다시 0으로 돌아갑니다. 손잡이의 경계는 경찰이 사람이 취했는지 여부를 확인하는 데 도움이됩니다.
음주자 바늘이 표시된 BAC (사진 크레디트 :Raimond Spekking/Wikimedia Commons)
운전자 폐의 공기는 테스트 vial, 에 들어갑니다. 여기에는이 크로 메이트 칼륨, 황산 및 질산은 (촉매)으로 구성된 적혈구 혼합물이 포함됩니다. 이 혼합물은 호흡에서 에탄올 (알코올 음료에서 발견되는 알코올 유형)과 함께 산화 환원 반응 시스템을 형성합니다. 산화 환원 반응에서, 반응물 중 하나는 동시에 산화된다. 산화되는 것은 산소를 얻거나 산화 상태가 높아지는 반면, 종은 산소를 잃거나 산화 상태가 낮아집니다. 용액의 황산 (H2SO4)은 공기에서 혼합물로 에탄올 (화학식 :C2H5OH)의 흡수를 돕는다. 칼륨 디크로 메이트 (K2CR2O7)는 에탄올에 존재하는 -OH 그룹과 반응 할 때 산소 원자를 잃는다. 칼륨 디크로 메이트의 크롬은 +7의 산화를 가지고 있지만 에탄올에 의해 감소 된 후 +3 산화 상태에있다. 황산염 (SO42-)과 황산염 및 황산 칼륨을 형성하는 황산염 이온 (SO42-)과 추가로 반응합니다.
시험 바이알에서 발생하는 산화 환원 반응.
에탄올은 디 히 트로 메이트 칼륨으로부터 산소 원자를 얻은 후, 아세트산 (CH3COOH) 및 물 (H2O)으로 산화된다. 이 반응에서 가장 흥미로운 점은 색이 바뀌는 반응이라는 것입니다. 황산 및 에탄올의 존재하에 주로 적색 오렌지 인 칼륨 디 히트롬산 용액은 녹색 황산염을 일으킨다. 음주 측정기 내부에는 표준 바이알이 있습니다 그것은 test vial, 과 동일한 혼합물을 가지고 있습니다 그러나 에탄올없이. 바이알을 모두 비추는 광원이 있으며, 다른 쪽 끝에는 두 바이알의 전달을 감지하는 광전지 시스템이 있습니다. 투과율의 차이가 관찰되고 정량 분석은 Beer-Lamberts 법률 (컬러 솔루션의 특성과 통과하는 빛의 약화 사이의 상관 관계를 나타냅니다)에 따라 수행됩니다. 시험 및 표준 바이알의 투과율 차이는 붉은 오렌지에서 녹색으로의 색상 변화에 달려 있습니다. 녹색 크롬 설페이트의 형성은 반응에 존재하는 에탄올의 양에 의존한다.
표준 바이알 대 테스트 vial에서 용액의 색상. (사진 크레딧 :Ajamal/Shutterstock)
이 장비는 투과율의 차이를 비교하고 맥주-램버트 법칙을 사용하여 녹색 물질의 농도를 결정하며, 이는 호흡에서 알코올 농도를 간접적으로 나타냅니다.혈액의 알코올과 같은 알코올은 혈액의 알코올입니까?
그렇습니다. 사람의 호흡에 알코올은 혈액에 알코올의 존재를 나타내지 만 농도는 다릅니다. 사람이 알코올을 섭취하면 혈류로 들어가 몸 전체를 통과합니다. 여행 중에 폐 조직과 폐의 공기가 분포됩니다. 호흡 분석기는 Henry의 법칙에 따라 혈중 알코올 농도 (BAC)를 계산하는 간접적 인 방법을 사용합니다. Henry의 법칙에 따르면 일정한 온도 및 압력에서 폐쇄 시스템의 경우 용액에 용해 된 휘발성 물질의 농도는 용액 위의 공기에서 동일한 물질의 농도에 비례합니다. 인체는 온도와 압력을 세 심하게 조절합니다. 이제 신체를 폐쇄 시스템으로 간주하면 사람의 폐에 존재하는 공기 중에 알코올 농도는 혈액의 알코올 농도에 비례합니다. 연구에 따르면 비율은 2100 :1입니다 (즉, 호흡이 1 ml마다 혈액에 2100 ml의 알코올이 있습니다). 이 비율은 모든 인체에 대해 보편적이지는 않지만 합당한 비율로 간주됩니다.
BAC 수준과 운전에 미치는 영향. (사진 크레딧 :Gritsalak Karalak/Shutterstock)
알코올로 인한 술 취함은 성별에서 다른 성별에 따라 다르며 체중에 따라 다릅니다. 이러한 모든 요소는 DUI로 사람을 충전하기 전에 BAC를 계산하는 동안 고려됩니다. 인도에서 허용되는 가장 높은 BAC는 0.03% (혈액 100ml 당 0.03 gms), 미국에서 0.08%, 서유럽에서 0.05%입니다. 헝가리, 일본,이란과 같은 많은 국가들은 술에 취한 운전에 관해서는 무관 용 정책을 가지고 있습니다. 음주 운전 정책과 처벌은 전 세계마다 다릅니다. 자세한 내용은 여기를 클릭하십시오.결론
WHO가 생산 한 도로 안전에 관한 2018 글로벌 상태 보고서에 따르면 매년 도로 사고로 인해 1,350 만 명이 갑자기 끝났습니다. 그리고 이러한 비극적 사고의 5-35%는 알코올의 영향과 관련이 있으며, 이는 ~ 270,000 명의 사람들이 술에 취한 운전자로 인해 사망한다는 것을 의미합니다. 도로 안전 당국과 생명을 구하는 호흡 알코올 탐지기가 아니라면이 숫자는 훨씬 높아질 것입니다. 하나의 분자가 산소 원자를 잃는 방법의 도미노 효과와 마찬가지로 작은 행동과 결정이 어떻게 훨씬 더 큰 영향을 미칠 수 있는지 잊지 마십시오.
