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Photonics News 80

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Alkohol am Steuer: So kann der Atemalkohol bestimmt werden

06.03.2017

Alkohol-Tester werden mit Wegfahrsperren kombiniert


Heiß wird das Thema „Alkohol am Steuer“ und Wegfahrsperre diskutiert: Messvorrichtungen im Fahrzeug sollen die Zündung sperren, wenn der Fahrer einen zu hohen Alkoholpegel hat; erst nach dem Pusten in den „Alkolock“ kann der Motor gestartet werden.

Während in Deutschland Datenschützer auf die Barrikaden gehen, können schwedische Arbeitnehmer bereits zur Nutzung der Messgeräte verpflichtet werden: per Arbeitsvertrag [1]. Auch in Frankreich gab es einen Vorstoß; seit Sommer 2012 muss in jedem Fahrzeug ein Alkohol-Testgerät mitgeführt werden – die gebührenpflichtige Verwarnung wurde jedoch Anfang 2013 wieder abgeschafft [2].

Alkolock Nachrüstpakete
Als Sonderzubehör „Alcoguard“ können Alkohol-Zündsperren bereits bei Volvo bestellt werden - sogar in kabellosen Varianten; weitere Hersteller bieten Wegfahrsperren als Nachrüstpaket an: die Messungen basieren immer auf der Bestimmung des Atem-Alkohols.
Österreich diskutiert, diese Nachrüst­pakete Ende 2017 als Bewährungsmodell anzubieten - statt eines Führerscheinentzugs. Erfolg hat das Modell offensichtlich schon in Finnland: Die Wiederholungsdelikte verringerten sich nach Einbau eines Alkolocks um 2/3 [3]. Auch Australien führte das System 2015 ein.

„Hauchen Sie mal“
Atemalkohol-Bestimmung statt Blutprobe

Der Alkoholkonsum lässt sich im Blut nachweisen: das resorbierte Ethanol gelangt über Mundschleimhaut, Magen und vor allem Dünndarm in den Blutkreislauf. In den Lungenbläschen findet ein Gasaustausch zwischen dem Alkohol aus dem arteriellen Blutkreislauf und der eingeatmeten Luft statt: also kann der Alkoholkonsum auch über die Atemgasanalyse festgestellt werden. Sogar eine Konzentrationsmessung ist möglich, denn es besteht ein physiologischer Zusammenhang zwischen dem Gehalt des Atemalkohols AAK und des Blutalkohols BAK (Gesetz von Henry: mittlerer Verteilungsfaktor 1:2100).

Da eine genaue Umrechnung von vielen Einflussfaktoren abhängig und damit nicht rechtssicher möglich ist, wurden in der deutschen Rechtssprechung zwei Grenzwerte eingeführt: einer für Blutalkohol und einer Atemalkohol. Hierbei wurde ein Umrechnungsfaktor von 1:2000 zugrunde gelegt, was eine Begünstigung der AAK-Messung darstellt. Es gilt demnach: 0,5  ‰ BAK = 0,25 mg/l AAK

Und so wird der Atemalkohol gemessen
Bei der Messung der Atemluftalkoholkonzentration AAK wird der Ethanolgehalt je Liter Atemluft in der Einheit mg / L bestimmt. „Beweissichere“ Atemalkohol-Messgeräte bieten zwei voneinander unabhängige Messmethoden in einer Einheit und kombinieren einen elektrochemischen Sensor und einen Infrarot-Sensor.

Elektrochemischer Sensor
Bei der elektrochemischen Detektion von Alkohol wird der in der chemischen Umwandlung des Ethanols erzeugte Strom gemessen.
In einer Messkammer befinden sich ein Elektrolyt und mindestens zwei gegenüberstehende Elektroden, die mit einem Amperemeter verbunden sind. In die Mess­zelle wird ein definiertes Luft­volumen eingeblasen: Ist Ethanol nachweisbar, so wird durch eine Redox-­Reaktion ein messbarer Strom erzeugt: ein Reaktionspartner wird oxidiert - gibt also Elektronen ab, der andere ­reduziert - nimmt demnach Elektronen auf. Der in  der chemischen Reaktion erzeugte Stromfluss ist ein Maß für die Alkoholkonzentration.
Ein Problem elektrochemischer Sensoren ist die Messgenauigkeit, die mit steigenden Betriebsstunden sinkt.

IR Sensor
Am einfachsten werden Gase mit so genannten NDIR Sensoren nachgewiesen, nichtdispersiven Infrarotsensoren. Hierbei wird eine Messzelle mit infrarotem Licht durchstrahlt und auf der gegenüber­liegenden Seite mit einem Detektor aufgefangen. Vor dem Detektor sind schmalbandige Bandpassfilter (Interferenzfilter) montiert.

Gase haben charakteristische Absorptions­linien, sodass sie mithilfe der Absorptionsspektroskopie eindeutig identifiziert werden können. Auch die Konzentration des Gases kann bestimmt werden; es gilt das Lambert-Beersche Gesetz, das den Zusammenhang zwischen der Abschwächung der Strahlungsintensität in Abhängigkeit von der Konzentration beschreibt. Einfach ausgedrückt nimmt die Lichtintensität am Detektor ab, je mehr Alkohol sich in der Kammer befindet. Das System ist langzeitstabil.

[1] www.zeit.de/auto/2011-04/alkoholtest-fahren
[2] http://www.ambafrance-de.org/Nichtmitfuhren-eines-Alkoholtests
[3] https://www.ace.de/presse/medien-service/grafiken/datei/factsheet-alkohol-im-strassenverkehr.html?eID=nfcmedialibrary&tx_nfcmedialibrary_pi1 %5Bdownuid%5D=27957
[3] http://www.tt.com/panorama/unfall/11643807-91/alkolock-darf-kein-privileg-f%C3%BCr-reiche-sein.csp


Ein Blick in die Zukunft

Getrieben von der Automobilindustrie werden derzeit ganz verschiedene Alkohol-Messmethoden diskutiert, die in Kraftfahrzeugen eingebaut werden: neben den vorgestellten etablierten Methoden werden auch laserbasierte Ansätze geprüft. Die serienmäßige Ausstattung prüft man in Forschungsprogrammen in den USA.

Auch bei den Messapparaturen wird nach kreativen Ansätzen gesucht: Statt eines Mundstücks sollen Atemgase direkt gemessen werden - die größte Herausforderung ist es sicherlich, den wahren Fahrer zu identifizieren, um Betrugsfälle ausschließen zu können: Die Australier kombinieren derzeit Kamerasysteme und Messungen während der Fahrt.


© istock.com/zstockphotos

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