你是不是經常能在路上看到這樣一個情景,一隊交警設下路障,一臺一臺車例行檢查,還拿著一臺或手掌大小或一根接力棒似的東西讓車上的駕駛員吹?
沒錯,就是我們可愛的交警們手中的這一個酒精測試儀,可別看它小小的,它連嚼過檳榔都能測出來,它可是在這些年幫助我們減少了不知道多少嚴重交通事故。
光是我國在2019年上半年,因酒駕而導致死亡的事故就高達1525起,造成死亡人數1674人,如果沒有交警們在背後測酒駕,指不定還有多少起酒駕造成的嚴重死亡交通事故呢。【1】
這樣可愛的交警們值得我們致敬。
那你知道交警們手中的這個,讓酒駕人群口吐真相的酒精測試儀是誰發明的嗎?
沒錯,就是Robert F. Borkenstein(羅伯特·F·博肯斯坦),別看他是個老頭子,但是他在1954年,還是個小年輕的時候就發明出了第一款可大規模商用的酒精測試儀--Breathalyzer™,這個酒精測試儀是他在地下室研究出來的,使用簡單的化學原理,因為這一個發明,這些年來拯救了數以千萬計的生命,他值得我們的崇敬。【2】
其實檢測酒後駕駛這一個行為,已經有一百多年的歷史了,在1800年期間,你喝的爛醉上路都沒有關係,可一旦到了1880年代,世界第一款商用汽車的出現,使得酒後駕車在此後的10年間成了嚴重的道路安全問題。
但是當時出於技術原因,檢測酒駕的方法還比較落後,1900年代期間,是透過車輛行駛的轉彎,超速,眼睛裡的血絲等情況檢查酒駕,還有現場清醒測試等,這一套檢驗方法完全取決於警察的直覺,並沒有嚴謹的科學標準。
而此後也有幾位發明家如Emil Bogen,Rolla N Harger,Glen Forester和Leon Greenberg都相繼發明過測試酒駕的裝置,可惜都沒有得到大規模傳播使用。
羅伯特·F·博肯斯坦的成功不僅僅是無與倫比的發明天賦,還取決於他是印第安納州警察局的實驗室隊長。【3】
他的身份角色也註定讓他在酒駕檢查方面更瞭解實際的使用情況,羅伯特·F·博肯斯坦做出來的酒精測試儀比以往的發明都要簡潔有效,駕駛員只需要深呼吸,對著管子一吹,警察(操作員)就可以可這指標判斷該名駕駛員是否喝了酒。
而這其中的原理是這樣的(這一段可以跳過):
羅伯特·F·博肯斯坦研製的酒精測試儀中,有一個測試瓶,裡面包含由重絡酸鉀,硫酸和硝酸銀組成的紅橙色混合物,這些混合物能夠與人體呼吸中的乙醇形成氧化還原反應。
在氧化還原反應中,其中一種反應物被氧化的同時,另一種反應物被還原,被氧化的反應物要麼獲得氧氣,要麼達到較高的氧化狀態,而被還原的物質將失去氧氣,或者是獲得較低的氧化狀態。
溶液中的硫酸(H2SO4)有助於吸收空氣中的乙醇(化學式:C2H5OH)進入混合物。重鉻酸鉀(K2Cr2O7),與乙醇中的-OH基團反應後失去一個氧原子。重鉻酸鉀中的鉻的氧化態為+7,但被乙醇還原後,氧化態為+3。它與硫酸中的硫酸根離子(SO42-)進一步反應,生成硫酸鉻和硫酸鉀。
乙醇從重鉻酸鉀中獲得一個氧原子後,被氧化成乙酸(CH3COOH)和水(H2O)。這個反應最吸引人的地方是它是一個變色反應。重鉻酸鉀溶液主要是紅橙色,在硫酸和乙醇的作用下,會產生綠色的硫酸鉻。
呼氣式酒精測試儀內部是一個標準瓶,其混合物與測試瓶相同,但沒有任何乙醇。有一個光源,照亮兩個小瓶,並在另一端有一個光電池系統,感應兩個小瓶的透射率。觀察透射率的差異,並根據Beer-Lamberts定律(該定律指出有色溶液的特性與透過它的光的減弱之間的相關性)進行定量分析。
測試瓶和標準瓶的透光率差異取決於顏色從紅橙色到綠色的變化。綠色硫酸鉻的形成取決於反應中乙醇的含量。【4】
而羅伯特·F·博肯斯坦發明的酒精測試儀會比較透射率的差異,利用比爾-朗伯茨定律來測定綠色物質的濃度,間接表明呼吸中酒精的濃度。
而這一發明不僅僅是羅伯特·F·博肯斯坦一個人的榮譽,這是世界性的變革,他的發明在世界道路交通安全史上起到了決定性的作用。
在世界衛生組織WHO釋出的《2018年全球道路安全狀況報告》中,我們能夠看到每年有135萬條生命因為道路安全事故而終結,其中有27萬人死於酒後駕車,而其中有35%的事故都與酒精有關。【5】
想想如果沒有交警們在道路上拿著這個手掌大小的酒精測試儀執勤,這個數字還會翻多少倍?
這是不可想象的事情。
如今羅伯特·F·博肯斯坦已經在2002年的8月10號死於印第安納州布盧明頓的家裡,享年89歲,如果沒有他,不知道還有多少條生命會因為酒精逝去。【6】
【7】右一 羅伯特·F·博肯斯坦
羅伯特雖死,但他的貢獻挽救了無數生命。
道路千萬條,安全第一條。
大家記得喝酒不開車,開車不喝酒,否則逝去的可是你的命。
【1】gov.cn/xinwen/2019-07/24/content_5413938.htm
【2】tkevinwilsonlawyer.com/library/history-of-the-breathalyzer.cfm
【3】blogs.libraries.indiana.edu/iubarchives/2011/03/31/borkenstein-and-his-monster-the-man-behind-the-breathalyzer-a-new-exhibit-on-display-at-the-iu-archives-2/
【4】chemistry.wustl.edu/~coursedev/Online%20tutorials/Redox.htm
【5】Global status report on road safety 2018: Summary CC BY-NC-SA 3.0 IGO who.int/violence_injury_prevention/road_safety_status/2018/GSRRS2018_Summary_EN.pdf
【6】latimes.com/archives/la-xpm-2002-aug-18-me-borkenstein18-story.html#null
【7】Dubowski, Kurt. (2008). A Brief History of the Indiana University Center for Studies of Law in Action and the Robert F. Borkenstein Course on Alcohol and High Safety. Forensic science review. 20. 1-17.