सांस लेने वाले कैसे काम करते हैं

हम एक दुर्घटना में शामिल ड्राइवरों के बारे में सुनते और पढ़ते हैं, जिन पर बाद में शराब पीकर गाड़ी चलाने का आरोप लगाया जाता है, और आमतौर पर दुर्घटना पर एक समाचार रिपोर्ट यह बताएगी कि चालक के रक्त में अल्कोहल का स्तर क्या था और रक्त में अल्कोहल की कानूनी सीमा क्या है। उदाहरण के लिए, एक ड्राइवर का स्तर 0.15 पाया जा सकता है, और कानूनी सीमा 0.08 है। लेकिन उन आंकड़ों का क्या मतलब है? और पुलिस अधिकारी कैसे पता लगाते हैं कि जिस ड्राइवर पर उन्हें शक है कि वह शराब पी रहा है, वह वास्तव में कानूनी रूप से नशे में है? आपने ब्रीथेलाइजर के बारे में शायद सुना होगा , लेकिन शायद आप सोच रहे होंगे कि किसी व्यक्ति की सांस कैसे दिखा सकती है कि उस व्यक्ति ने कितनी शराब पी है।

सार्वजनिक सुरक्षा के लिए यह महत्वपूर्ण है कि शराब पीकर वाहन चलाने वालों को सड़कों से हटाया जाए। १९९९ में संयुक्त राज्य अमेरिका में ४२,००० यातायात मौतों में से लगभग ३८ प्रतिशत शराब से संबंधित थीं । ड्राइवर जो सड़क के किनारे संयम परीक्षण पास कर सकते हैं - वे अपनी नाक को छू सकते हैं या एक सीधी रेखा में चल सकते हैं - फिर भी वे रक्त शराब की कानूनी सीमा को तोड़ सकते हैं और सड़क पर खतरा बन सकते हैं। इसलिए पुलिस अधिकारी शराब के नशे में संदिग्ध ड्राइवरों में अल्कोहल के स्तर का पता लगाने और उन्हें सड़कों से हटाने के लिए कुछ नवीनतम तकनीक का उपयोग करते हैं।

नशे में गाड़ी चलाने वाले संदिग्धों में रक्त में अल्कोहल की मात्रा ( बीएसी ) का निर्धारण करने के लिए क्षेत्र के कई अधिकारी सांस अल्कोहल परीक्षण उपकरणों (ब्रीथलाइज़र एक प्रकार है) पर भरोसा करते हैं । इस लेख में, हम इन सांस अल्कोहल परीक्षण उपकरणों के पीछे के वैज्ञानिक सिद्धांतों और प्रौद्योगिकी की जांच करेंगे।

1. टेस्ट क्यों?
2. परीक्षण का सिद्धांत
3. उपकरणों के प्रकार: ब्रीथलाइज़र
4. उपकरणों के प्रकार: Intoxilyzer
5. उपकरणों के प्रकार: एल्कोसेंसर III या IV

शराब का नशा कानूनी रूप से रक्त में अल्कोहल सांद्रता ( बीएसी ) के स्तर से परिभाषित होता है। हालांकि, प्रयोगशाला में बाद के विश्लेषण के लिए क्षेत्र में रक्त का नमूना लेना व्यावहारिक या कुशल नहीं है, क्योंकि ड्राइवरों को बिगड़ा हुआ ( डीडब्ल्यूआई ) या प्रभाव ( डीयूआई ) के तहत ड्राइविंग के संदेह में वाहन चलाने का संदेह है । शराब के लिए मूत्र परीक्षण रक्त के नमूने की तरह ही अव्यावहारिक साबित हुआ। एक संदिग्ध के शरीर पर आक्रमण किए बिना बीएसी से संबंधित किसी चीज को मापने के तरीके की जरूरत थी।

1940 के दशक में, पुलिस द्वारा उपयोग के लिए पहली बार सांस अल्कोहल परीक्षण उपकरण विकसित किए गए थे। 1954 में, डॉ रॉबर्ट Borkenstein इंडियाना राज्य पुलिस के आविष्कार सांस , सांस शराब परीक्षण आज कानून प्रवर्तन एजेंसियों द्वारा प्रयुक्त उपकरण का एक प्रकार।

आइए देखें कि ये परीक्षण किस पर आधारित हैं।

­ एक व्यक्ति जो शराब पीता है वह सांस में दिखाई देती है क्योंकि यह मुंह, गले, पेट और आंतों से रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाती है ।

अल्कोहल अवशोषण पर पचता नहीं है, न ही रक्त प्रवाह में रासायनिक रूप से परिवर्तित होता है। जैसे ही रक्त फेफड़ों के माध्यम से जाता है , कुछ अल्कोहल फेफड़ों के वायुकोशों ( एल्वियोली ) की झिल्लियों के माध्यम से हवा में चला जाता है, क्योंकि अल्कोहल एक घोल से वाष्पित हो जाएगा - अर्थात यह वाष्पशील है । में अल्कोहल की एकाग्रता वायुकोशीय हवा खून में अल्कोहल की एकाग्रता से संबंधित है। चूंकि वायुकोशीय वायु में अल्कोहल को बाहर निकाला जाता है, इसलिए श्वास अल्कोहल परीक्षण उपकरण द्वारा इसका पता लगाया जा सकता है। शराब के स्तर का परीक्षण करने के लिए ड्राइवर का खून निकालने के बजाय, एक अधिकारी मौके पर ही ड्राइवर की सांस की जांच कर सकता है और तुरंत जान सकता है कि क्या ड्राइवर को गिरफ्तार करने का कोई कारण है।

क्योंकि सांस में अल्कोहल की सघनता रक्त से संबंधित है, आप सांस पर अल्कोहल को मापकर बीएसी का पता लगा सकते हैं। श्वास अल्कोहल और रक्त अल्कोहल का अनुपात 2,100:1 है । इसका मतलब है कि 2,100 मिलीलीटर (एमएल) वायुकोशीय हवा में 1 मिलीलीटर रक्त के समान मात्रा में अल्कोहल होगा।

कई वर्षों तक, संयुक्त राज्य भर में नशे के लिए कानूनी मानक 0.10 था, लेकिन कई राज्यों ने अब 0.08 मानक को अपनाया है । संघीय सरकार ने राज्यों को कानूनी सीमा कम करने के लिए प्रेरित किया है। अमेरिकन मेडिकल एसोसिएशन का कहना है कि जब रक्त में अल्कोहल का स्तर 0.05 तक पहुंच जाता है तो व्यक्ति बिगड़ा हुआ हो सकता है। यदि किसी व्यक्ति का बीएसी 0.08 मापता है, तो इसका मतलब है कि प्रति 100 मिलीलीटर रक्त में 0.08 ग्राम अल्कोहल है।

बीएसी को मापने के लिए कई अलग-अलग उपकरणों का उपयोग किया जाता है।

तीन प्रमुख प्रकार के श्वास अल्कोहल परीक्षण उपकरण हैं, और वे विभिन्न सिद्धांतों पर आधारित हैं:

प्रकार के बावजूद, प्रत्येक उपकरण में एक मुखपत्र होता है , एक ट्यूब जिसके माध्यम से संदिग्ध हवा उड़ाता है, और एक नमूना कक्ष जहां हवा जाती है। शेष डिवाइस प्रकार के साथ बदलता रहता है।

श्वास

श्वसन उपकरण शामिल हैं:

शराब को मापने के लिए, एक संदिग्ध डिवाइस में सांस लेता है। सांस का नमूना सल्फ्यूरिक एसिड, पोटेशियम डाइक्रोमेट, सिल्वर नाइट्रेट और पानी के मिश्रण के माध्यम से एक शीशी में बुदबुदाया जाता है। माप का सिद्धांत निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया पर आधारित है:

इस प्रतिक्रिया में:

सिल्वर नाइट्रेट एक उत्प्रेरक है , एक पदार्थ जो प्रतिक्रिया में भाग लिए बिना तेजी से आगे बढ़ता है। सल्फ्यूरिक एसिड, हवा से अल्कोहल को हटाने के अलावा, इस प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक अम्लीय स्थिति भी प्रदान कर सकता है।

इस प्रतिक्रिया के दौरान, लाल-नारंगी डाइक्रोमेट आयन शराब के साथ प्रतिक्रिया करने पर हरे क्रोमियम आयन में रंग बदलता है ; रंग परिवर्तन की डिग्री सीधे निष्कासित हवा में अल्कोहल के स्तर से संबंधित है। उस हवा में अल्कोहल की मात्रा निर्धारित करने के लिए, प्रतिक्रिया मिश्रण की तुलना फोटोकेल सिस्टम में अप्राप्य मिश्रण की शीशी से की जाती है , जो एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न करती है जिससे मीटर में सुई अपने आराम स्थान से चली जाती है। ऑपरेटर फिर सुई को आराम करने के स्थान पर वापस लाने के लिए एक घुंडी घुमाता है और घुंडी से अल्कोहल के स्तर को पढ़ता है - जितना अधिक ऑपरेटर को इसे आराम करने के लिए वापस करना होगा, शराब का स्तर उतना ही अधिक होगा।

शराब का रसायन

मादक पेय पदार्थों में पाया जाने वाला अल्कोहल एथिल अल्कोहल (इथेनॉल) है। इथेनॉल की आणविक संरचना इस तरह दिखती है:

जहां सी कार्बन है, एच हाइड्रोजन है, ओ ऑक्सीजन है और प्रत्येक हाइफ़न परमाणुओं के बीच एक रासायनिक बंधन है । स्पष्टता के लिए, बाएं कार्बन परमाणु के तीन हाइड्रोजन परमाणुओं के बंधन नहीं दिखाए गए हैं।

अणु पर OH (O - H) समूह ही इसे अल्कोहल बनाता है। इस अणु में चार प्रकार के बंधन होते हैं:

• कार्बन-कार्बन (सी - सी)
• कार्बन-हाइड्रोजन (सी - एच)
• कार्बन-ऑक्सीजन (C - O)
• ऑक्सीजन-हाइड्रोजन (O - H)

परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन इलेक्ट्रॉनों के साझा जोड़े होते हैं। रासायनिक बंधन बहुत कुछ स्प्रिंग्स की तरह होते हैं: वे झुक सकते हैं और खिंचाव कर सकते हैं। इन्फ्रारेड (आईआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा नमूने में इथेनॉल का पता लगाने में ये गुण महत्वपूर्ण हैं।

यह उपकरण इन्फ्रारेड (IR) स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करता है , जो अणुओं की पहचान उनके द्वारा IR प्रकाश को अवशोषित करने के तरीके के आधार पर करता है ।

अणु लगातार कंपन कर रहे हैं , और जब अणु आईआर प्रकाश को अवशोषित करते हैं तो ये कंपन बदल जाते हैं। कंपन में परिवर्तन में विभिन्न बंधों का झुकना और खिंचाव शामिल है। अणु के भीतर प्रत्येक प्रकार का बंधन विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर IR को अवशोषित करता है । तो, एक नमूने में इथेनॉल की पहचान करने के लिए, आपको इथेनॉल (CO, OH, CH, CC) में बांडों की तरंग दैर्ध्य को देखना होगा और IR प्रकाश के अवशोषण को मापना होगा। अवशोषित तरंग दैर्ध्य पदार्थ को इथेनॉल के रूप में पहचानने में मदद करते हैं, और आईआर अवशोषण की मात्रा आपको बताती है कि इथेनॉल कितना है।

इनटॉक्सिलाइजर में:

आधुनिक ईंधन-सेल तकनीक (जो किसी दिन हमारी कारों और यहां तक ​​कि हमारे घरों को भी बिजली दे सकती है) को सांस-अल्कोहल डिटेक्टरों पर लागू किया गया है। अल्कोसेंसर III और IV जैसे उपकरण ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करते हैं।

ईंधन सेल में दो प्लैटिनम इलेक्ट्रोड होते हैं जिनके बीच एक छिद्रपूर्ण एसिड-इलेक्ट्रोलाइट सामग्री सैंडविच होती है। चूंकि संदिग्ध व्यक्ति से निकाली गई हवा ईंधन सेल के एक तरफ बहती है, प्लैटिनम हवा में किसी भी अल्कोहल को एसिटिक एसिड, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीकरण करता है।

प्लैटिनम इलेक्ट्रोड से एक तार के माध्यम से इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होते हैं। तार एक विद्युत-धारा मीटर और दूसरी तरफ प्लैटिनम इलेक्ट्रोड से जुड़ा होता है। प्रोटॉन ईंधन सेल के निचले हिस्से से गुजरते हैं और दूसरी तरफ ऑक्सीजन और इलेक्ट्रॉनों के साथ मिलकर पानी बनाते हैं। अल्कोहल जितना अधिक ऑक्सीकृत होता है, विद्युत प्रवाह उतना ही अधिक होता है । एक माइक्रोप्रोसेसर विद्युत प्रवाह को मापता है और बीएसी की गणना करता है।

किसी भी श्वास अल्कोहल परीक्षण उपकरण के ऑपरेटरों को डिवाइस के उपयोग और अंशांकन में प्रशिक्षित किया जाना चाहिए, खासकर यदि परिणाम डीडब्ल्यूआई परीक्षणों में साक्ष्य के रूप में उपयोग किए जाने हैं । कानून प्रवर्तन अधिकारी पोर्टेबल सांस परीक्षण उपकरणों को ले जा सकते हैं जो पूर्ण आकार के उपकरणों के समान सिद्धांत का उपयोग करते हैं। अदालती मामले सांस परीक्षण की कथित सटीकता को चालू कर सकते हैं, हालांकि, अभियोजक पूर्ण आकार के उपकरणों से प्राप्त परिणामों पर भरोसा करते हैं।

ब्रीथलाइजर्स और संबंधित विषयों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, अगले पृष्ठ पर दिए गए लिंक देखें।

अल्कोहल का ऑक्सीकरण

यदि आप ऑक्सीजन की उपस्थिति में एथेनॉल के दाहिने कार्बन से हाइड्रोजन को अलग करते हैं, तो आपको सिरका में मुख्य घटक एसिटिक एसिड मिलता है। एसिटिक एसिड की आणविक संरचना इस तरह दिखती है:

जहां सी कार्बन है, एच हाइड्रोजन है, ओ ऑक्सीजन है, हाइफ़न परमाणुओं और के बीच एक ही रासायनिक बंधन है || प्रतीक परमाणुओं के बीच एक दोहरा बंधन है। स्पष्टता के लिए, बाएं कार्बन परमाणु के तीन हाइड्रोजन परमाणुओं के बंधन नहीं दिखाए गए हैं। जब इथेनॉल को एसिटिक एसिड में ऑक्सीकृत किया जाता है, तो दो प्रोटॉन और दो इलेक्ट्रॉन भी उत्पन्न होते हैं।

मूल रूप से प्रकाशित: 20 अक्टूबर 2000

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