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음주측정기

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목차

1. 개요

음주측정기는 호흡을 통해 체내 알코올 농도를 측정하는 장치이다. 1874년 소량의 알코올이 호흡으로 배출된다는 연구를 시작으로, 1931년 최초의 실용적인 음주 측정기인 드렁크미터가 개발되었다. 이후 브레스알라이저, 전자식 음주 측정기 등이 개발되었고, 현재는 반도체식, 연료 전지식 센서를 사용하는 다양한 종류의 음주 측정기가 사용된다. 음주 측정기는 혈중 알코올 농도(BAC)를 직접 측정하지 않고 호흡 중 알코올 농도(BrAC)를 측정하며, 구강 알코올, 구강청결제, 트림 등의 요인에 의해 정확도가 영향을 받을 수 있다. 음주 측정 결과는 법 집행 및 음주운전 관련 법률에 활용되며, 개인용 음주 측정기도 널리 사용된다. 대한민국에서는 녹색 번호판 차량에 대한 음주 측정이 의무화되었으며, 2023년 12월 1일부터 흰색 번호판 사업자도 알코올 측정기 사용이 의무화되었다.

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음주측정기
음주 측정기
음주 측정기
음주 측정기
목적혈중 알코올 농도 추정
유형휴대용
고정형
작동 원리전기화학 센서
적외선 분광법
반도체 센서
역사
최초 개발1938년 로버트 보크스타인
특허 출원1958년 5월 13일
작동 방식
측정 과정입김을 불어넣어 알코올 농도 측정
측정 단위혈중 알코올 농도(BAC)
호기 중 알코올 농도(BrAC)
정확도에 영향을 미치는 요인온도
습도
개인차
구강 내 알코올 잔류
기술
센서 유형전기화학 센서
적외선 센서
반도체 센서
측정 방식정량적
정성적
법적 사용
음주 단속경찰 음주 단속에 사용
법적 증거일부 국가에서 법적 증거로 사용
측정 결과의 정확성 요구
개인용 음주 측정기개인적 음주 측정에 사용
법적 효력 없음
관련 기술
땀 알코올 감지기땀으로 알코올 농도 측정
전자 태그의 형태로 사용
기타
사용 시 주의 사항측정 전 일정 시간 금식
구강 세척제 사용 금지
사용 설명서 준수

2. 역사

음주 측정기 역사는 여러 단계를 거쳐 발전해 왔다. 1874년 프랜시스 앤스티(Francis E. Anstie)가 소량의 알코올이 호흡으로 배출된다는 사실을 처음 관찰했고,[2] 1927년 에밀 보겐이 호흡 분석에 대한 논문을 발표하면서 음주 측정 연구가 본격화되었다.[3] 같은 해, 시카고의 화학자 윌리엄 더컨 맥널리(William Duncan McNally)가 최초의 음주 측정기를 발명했다.[4]

1931년 롤라 닐 하거(Rolla Neil Harger)가 드렁크미터(drunkometer)를 개발하여 실용적인 음주 측정이 가능해졌다.[6] 1954년 로버트 프랭크 보르켄슈타인(Robert Frank Borkenstein)은 브레스알라이저(Breathalyzer)를 개발하여 법 집행 기관에서 널리 사용되었다.[7]

1967년 영국에서는 빌 두시(Bill Ducie)와 톰 패리 존스(Tom Parry Jones)가 최초의 전자식 음주 측정기를 개발했다.[8] 1967년 도로 안전법(Road Safety Act 1967)을 통해 영국에서는 혈중 알코올 농도(blood alcohol) 법적 기준이 마련되었고,[9] 1979년에는 알콜라이저(Alcolyser)가 경찰에 도입되었다.[10]

1967년경 영국에서 음주 측정기가 도입될 무렵의 소형 맥주잔(높이 약 5cm)


대한민국에서는 1968년 6월 5일 경찰이 시범 도입한 음주측정기가 서울에 등장했다.[77]

2. 1. 초기 역사

사람의 호흡을 통해 몸속 알코올을 검사하는 방법에 대한 연구는 1874년 프랜시스 앤스티(Francis E. Anstie)가 소량의 알코올이 호흡으로 배출된다는 사실을 관찰하면서 시작되었다.[2]

1927년, 에밀 보겐(Emil Bogen)은 호흡 분석에 대한 논문을 발표했다. 그는 2리터의 호기성 공기의 알코올 함량이 1cc의 소변보다 약간 더 높다는 것을 발견했다.[3] 같은 해, 시카고의 화학자 윌리엄 더컨 맥널리(William Duncan McNally)는 호흡으로 이동하는 공기가 물속의 화학 물질과 반응하여 색이 변하는 음주 측정기를 발명했다. 이 발명품은 주부들이 남편의 음주 여부를 확인하는 용도로 제안되기도 했다.[4] 같은 해 12월, 영국 윌트셔주 말버러(Marlborough, Wiltshire)에서 경찰 외과 의사인 고르스키(Dr. Gorsky) 박사는 용의자에게 축구공 방광에 숨을 불어넣으라고 요청했고, 2리터 호흡에 1.5mg의 에탄올이 포함된 것을 확인했다. 고르스키 박사는 법정에서 피고가 "50% 취했다"고 증언했다.[5]

1931년, 인디애나 대학교 의과대학(Indiana University School of Medicine)의 롤라 닐 하거(Rolla Neil Harger)가 최초의 실용적인 도로변 호흡 검사 장치인 드렁크미터(drunkometer)를 개발했다. 드렁크미터는 운전자의 호흡 샘플을 기계 내부의 풍선에 채취한 후, 산성화된 과망가니즈산칼륨(potassium permanganate) 용액을 통해 펌핑하여 호흡 샘플에 알코올이 있으면 용액의 색이 변하는 원리를 이용했다. 색 변화가 클수록 호흡에 알코올이 더 많았다.[6]

1972년 미국 교통 시스템 센터 직원이 음주 측정기를 시연하는 모습


1954년 인디애나 주 경찰(Indiana State Police) 소속 대위였던 로버트 프랭크 보르켄슈타인(Robert Frank Borkenstein)은 화학적 산화와 광도 측정을 사용하여 알코올 농도를 측정하는 브레스알라이저(Breathalyzer)를 상표 등록했다. 브레스알라이저는 법 집행 기관에 호흡 분석을 통해 개인의 음주 수준을 빠르고 휴대 가능하게 측정하는 검사를 제공했다.[7]

1974년 네덜란드에서 음주 측정기를 시연하는 남성


1967년 영국에서 빌 두시(Bill Ducie)와 톰 패리 존스(Tom Parry Jones)는 최초의 전자식 음주 측정기를 개발하고 판매했다. 1967년 도로 안전법(Road Safety Act 1967)은 영국에서 운전자에 대한 최초의 법적 구속력 있는 최대 혈중 알코올 농도(blood alcohol) 수준을 도입했다.[9] 1979년, 알콜라이저(Alcolyser)로 알려진 라이온 래보러토리스의 음주 측정기 버전은 특정 수준 이상의 알코올이 있으면 색이 변하는 결정으로 채워진 튜브를 통합하여 경찰 사용이 승인되었다. 이후 모델은 결정 대신 연료 전지(fuel cell) 알코올 센서를 사용했다.[8]

대한민국에서는 1968년 6월 5일 경찰이 시범 도입한 음주측정기가 서울에 등장했다.[77]

2. 2. 발전과 보급

1927년 호흡 분석에 대한 논문이 발표되었고, 같은 해 미국 시카고의 화학자 윌리엄 더컨 맥널리(William Duncan McNally)가 물속의 화학 물질과 반응하여 색이 변하는 음주 측정기를 만들었다.[4] 1931년에는 인디애나 대학교 의과대학(Indiana University School of Medicine)의 롤라 닐 하거(Rolla Neil Harger)가 최초의 실용적인 도로변 호흡 검사 장치인 드렁크미터(drunkometer)를 개발했다.[6]

1954년 인디애나 주 경찰(Indiana State Police) 소속 대위였던 로버트 프랭크 보르켄슈타인(Robert Frank Borkenstein)은 화학적 산화와 광도 측정을 사용하여 알코올 농도를 측정하는 브레스알라이저(Breathalyzer)를 상표 등록했다.[7]

1967년 영국에서 빌 두시(Bill Ducie)와 톰 패리 존스(Tom Parry Jones)는 최초의 전자식 음주 측정기를 개발했다.[8] 1967년 도로 안전법(Road Safety Act 1967)은 영국에서 운전자에 대한 최초의 법적 구속력 있는 최대 혈중 알코올 농도(blood alcohol) 수준을 도입했다.[9] 1979년, 알콜라이저(Alcolyser)로 알려진 라이온 래보러토리스의 음주 측정기 버전은 경찰 사용이 승인되었다.[8]

대한민국에서는 1968년 6월 5일 경찰이 시범 도입한 음주측정기가 서울에 등장했다.[77]

2. 3. 대한민국

대한민국에서는 1968년 6월 5일 경찰이 음주측정기를 시범 도입하여 서울에 등장했다.[77]

3. 원리

음주측정기는 헨리의 법칙을 기반으로 작동한다. 이는 혈중 에탄올 농도에 비례하는 에탄올 농도를 포함하는 폐포 공기를 측정하여 혈중 알코올 농도를 추정하는 방식이다.[19][20] 그러나 실제로는 폐포가 아닌 폐의 기도에서 알코올이 나오며, 호흡 패턴, 체온, 습도 등 다양한 요인에 따라 측정값이 달라질 수 있다.[20][24][17]

Jones의 연구에 따르면,[24] 과호흡은 측정값을 낮추는 반면, 숨을 참는 것은 측정값을 높이는 경향이 있다.

3. 1. 알코올 흡수 및 배출

술을 마시면 몸 안의 알코올 성분 중 90%는 알코올 분해 효소에 의해 간에서 산화돼 아세트산으로 바뀌어 체내에 에너지를 공급한 뒤, 다시 이산화탄소로 분해되어 호흡으로 배출된다. 나머지 10% 정도는 소화되지 않은 채 호흡, 땀, 소변 등에 섞여 밖으로 배출된다.[28] 사람이 내쉬는 숨 속에 들어 있는 알코올은 장에서 흡수되어 혈액으로 들어갔던 알코올의 일부분이다. 숨 속에 들어 있는 알코올의 양을 측정하면 혈중 알코올 농도를 알 수 있다. 알코올 섭취량의 약 20%는 위에서, 나머지는 소장 상부에서 약 1~2시간 만에 거의 전부 흡수된다. 흡수된 알코올은 간에서 분해되지만, 분해되지 않은 알코올은 혈액과 함께 온몸을 순환하며 다시 간으로 돌아와 분해된다. 혈액으로 들어가 폐에 이른 알코올의 일부는 호흡으로 배출되므로, 호흡에도 알코올이 포함된다.

3. 2. 호흡과 혈중 알코올 농도의 관계

술을 마시면 몸 안의 알코올 성분 중 90%는 알코올 분해 효소에 의해 간에서 산화되어 아세트산으로 바뀐다. 이는 체내에 에너지를 공급하고, 다시 이산화탄소로 분해되어 호흡으로 배출된다. 나머지 10% 정도는 소화되지 않은 채 호흡, 땀, 소변 등에 섞여 몸 밖으로 나온다. 사람이 내쉬는 숨에 들어 있는 알코올은 장에서 흡수되어 혈액으로 들어갔던 알코올의 일부분이다.[19][20] 숨 속 알코올의 양을 측정하면 혈중 알코올 농도를 알 수 있다.

호흡 분석기로 측정하는 호기는 폐순환계(폐순환)의 혈액과 가까운 폐포에서 나오는 "폐포 공기"이며, 헨리의 법칙에 따라 혈중 에탄올 농도에 비례하는 에탄올 농도를 포함한다고 알려져 있다. 그러나 호기 중 알코올은 폐포가 아닌 폐의 기도에서 나온다. 알코올은 수증기와 비슷하게 작용하므로 폐 공기의 습도를 연구하는 것이 도움이 된다. 호흡하는 동안 흡입된 공기는 기도에서 수분과 알코올을 흡수한다. 거의 모든 흡수는 상기도에서 발생한다. 따라서 혈중 알코올 농도(BrAC)는 기도에 혈액을 공급하는 기관지 순환계의 알코올 농도에 가장 큰 영향을 받는다.

공기가 폐포에 도달하면 이미 거의 평형 상태에 가깝다. 이는 건조한 공기를 흡입해도 폐가 건조해지지 않는 이유이다. 호기 시에는 수분과 알코올이 기도, 주로 5세대에서 15세대 가지에서 빠르게 손실된다. 그럼에도 불구하고 추운 날씨에 숨이 보이는 것처럼 일부 수증기는 기도에 의해 재흡수되지 않고 호기되며, 마찬가지로 호흡하는 동안 일부 알코올이 호기된다. 그러나 이 공기의 알코올 농도와 혈중 알코올 농도의 관계는 다소 불확실하며 여러 변수의 영향을 받을 수 있다.[20]

공기가 호기될 때 호기된 공기의 알코올 농도는 시간이 지남에 따라 증가한다. 처음 몇 초 동안 상당히 증가한 다음 속도가 느려지지만, 피험자가 호기를 멈출 때까지 평준화되지 않는다. 이는 기도에 알코올이 없는 "사강(dead space)"이 있기 때문이 아니다. 폐의 모든 영역에서 알코올 농도는 거의 같다. 오히려 호기하는 동안 수분과 알코올이 주로 기관지와 6세대부터 12세대 기도에 재침착되기 때문이다. 점막 표면에 더 많은 액체가 침착됨에 따라 나머지 액체는 더 멀리 이동하여 호흡 분석기에 더 많은 알코올이 기록된다. 피험자가 최대한 깊이 호기를 해도 기록된 알코올 농도는 폐포 알코올 농도에 도달하지 않는다.[20] 헨리의 법칙에 따르면 폐포 공기 알코올 농도는 폐 혈중 알코올 농도(BAC)를 1756으로 나눈 값이 되고,[21] BrAC는 동맥혈 농도를 2251로 나눈 값과 비교된다.[15]

피험자가 호기를 멈추면 알코올 농도가 일정해진다. 이는 폐포 공기가 얻어졌다는 것을 의미하지 않으며, 피험자가 호기를 멈추는 시점에 관계없이 일정해진다. 그러나 종말 호기 BrAC는 쉽게 얻을 수 있다는 것을 의미한다.[20] 이는 BrAC를 단일 숫자로 보고하는 것이 무엇을 의미하는지에 대한 질문을 제기한다. "심부 폐 공기", 즉 피험자의 완전한 호기로 얻을 수 있는 최대한의 수치인지, 아니면 곡선의 초기 부분에서의 농도 0인지에 대한 의문이 생긴다. Hlastala는 호기 중 평균 BrAC를 사용할 것을 제안하는데, 이는 약 5초 지점에서 측정된 BrAC에 해당한다.[22] 캘리포니아 대법원은 BrAC가 피험자의 호기된 숨의 마지막 부분의 알코올 농도로 정의된다고 판결했다.[23]

종말 호기 BrAC는 여러 요인에 따라 달라진다.[24] 대부분의 알코올 호흡 검사기는 호흡 샘플이 허용되기 전에 최소 호기량(일반적으로 1.1L~1.5L) 또는 최소 6초 호기 시간을 필요로 한다. 이는 폐 용량이 작은 피험자에 대한 우려를 제기한다. 더 큰 피험자와 비교하여 이용 가능한 폐 용량의 더 큰 부분을 호기해야 하기 때문이다. 수학적 모델은 2L 폐 용량 피험자의 종말 호기 BrAC가 동일한 최소 1.5L 호기 및 폐포 알코올 농도에 대해 6L 피험자보다 35% 더 높게 나타날 수 있음을 시사한다. 일반적인 실험실 조건에서와 같이 최대한 호기하는 경우 측정된 BrAC는 폐 크기의 영향을 받지 않는다.[25]

피험자의 체온과 호흡 온도도 결과에 영향을 미치며, 온도가 증가하면 측정된 BrAC가 증가한다.[24][17] 또한 주변 공기의 습도와 온도는 결과를 최대 10%까지 감소시킬 수 있다.[26] 이러한 요인들의 결과는 호흡 검사가 어떤 피험자에게는 다른 피험자보다 더 관대하다는 것이다.[20] 그럼에도 불구하고 얼마나 많은 양을 호기하는지에 따른 전반적인 편차는 일반적으로 낮으며,[27] 일부 호흡 분석기는 공기량을 보정한다.[15]

Jones는 호흡 분석기 사용 직전과 사용 중 여러 호흡 패턴을 테스트하여 다음과 같은 변화를 발견했다.[24]

호흡 패턴BrAC 변화
강제 호기 전 20초 동안 과호흡10% 감소
입으로 적당히 들이마시고 깊이 내쉬기변화 없음 (대조군)
들이마시지 않고 깊이 내쉬기통계적으로 유의미한 증가 없음
깊이 내쉬기 전에 코로 들이마시기1.3% 증가
깊이 들이마신 후 천천히(20초) 내쉬기2.0% 증가
코로 들이마시고 강제 호기하기 전 5분 동안 입을 닫고 얕게 호흡7.7% 증가
강제 호기 전 30초 동안 숨을 참고 코로 들이마시기12.6% 증가
강제 호기 전 30초 동안 숨을 참고 정상적으로 들이마시기15.7% 증가



전반적으로 결과는 폐와 측정된 공기 사이의 접촉이 증가함에 따라 측정된 BrAC가 증가함을 보여준다. 계단을 오르내리는 운동과 같은 테스트 직전의 운동은 측정된 BrAC를 13% 이상 감소시킬 수 있으며, 운동과 과호흡의 결합 효과는 20%에 달한다.[24]

4. 종류

음주측정기에는 호흡 중의 알코올 농도를 판별하는 센서가 내장되어 있다.

음주 측정기는 크게 반도체식 가스센서와 전기화학(연료전지식) 센서로 나뉜다. 이 두 종류는 알코올 농도 측정 원리에 따라 각각 다른 특성을 보인다.

4. 1. 반도체식 가스 센서

반도체식 가스 센서는 센서 표면에 붙는 산소량에 따라 센서 내부의 전기 저항값이 변하는 특성을 이용한다. 음주를 한 경우 알코올 성분으로 인해 산소량이 감소하므로 전기 저항값이 낮아진다. 전기 저항값이 낮을수록 체내 알코올 농도가 높다고 판정된다.

4. 2. 전기화학식 (연료전지식) 센서

전기화학식(연료전지식) 센서는 호흡에 포함된 알코올 성분을 연료로 하여 전기를 발생시키는 특성을 이용한다. 음주를 한 경우 알코올 성분에 의해 전류가 강해지고, 전기 발생량이 증가한다. 이 전기 발생량이 많을수록 호기 중 알코올 농도가 높다고 판정된다.[42]

혈중알코올농도(BAC)와 호흡 중 알코올 농도(BrAC)의 법정 비율에 대한 국제적 합의는 없으며, 유럽 대부분의 지역에서는 2000:1, 미국에서는 2100:1, 영국에서는 2300:1로 다양하다. 미국에서는 1930년대부터 1950년대에 수행된 연구를 바탕으로 2100:1의 비율이 결정되었으며, 1952년 전미안전협회(NSC) 보고서에서 2100:1이라는 수치를 확정했다. NSC는 최근 연구 결과 실제 관계가 2100:1보다 높고 2300:1에 가까운 것으로 나타났지만, 이 차이는 법 집행에 있어 실질적으로 미미하다고 주장한다. 낮은 2100:1 계수를 사용하는 것은 보수적인 측면에서 오류가 있으며 운전자에게만 유리할 수 있다.[43]

초창기 미국의 BrAC 기준치 범위는 주마다 상당히 달랐으나, 연방 정부의 지침에 따라 주들은 0.08% BrAC 수준으로 통일했다. 연방 정부는 교통 안전 고속도로 기금을 특정 문제에 대한 연방 지침 준수와 연계하여 연방 지침의 통과를 보장하는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 연방 정부는 50개 주 모두에서 법적 음주 연령을 21세로 유지하도록 보장한다.

빅토리아주 경찰은 판독값에 대해 인정된 20%의 허용 오차를 적용하는 음주측정기를 사용한다. 전 빅토리아주 경찰청 교통부 차장인 노엘 애쉬비는 이러한 허용 오차는 신체 유형의 차이를 고려하기 위한 것이라고 주장한다.

5. 정확도

음주 측정기는 혈액 샘플 분석을 통해 혈중알코올농도(BAC)를 직접 측정하는 것이 아니라, 호흡 중 알코올 농도(BrAC)를 측정하여 간접적으로 BAC를 추정한다. BrAC와 BAC의 관계는 복잡하며 여러 요인의 영향을 받는다.

예비 호흡 검사(PBT) 또는 예비 알코올 선별 검사는 소형 휴대용 음주 측정기를 사용하며, 주로 전기화학적 백금 연료 전지 분석 방식을 기반으로 한다. 이러한 장치는 선별 검사에 주로 사용되며, "합격/불합격" 표시를 제공하기도 한다. 예를 들어 캐나다에서는 알코올 선별 장치가 0~49mg%에서는 숫자를, 50~99mg%에서는 "경고", 100mg% 이상에서는 "불합격"을 표시한다.[44]

캐나다에서는 경찰관이 음주 측정 요구를 하려면 운전자가 혈액 100mL당 알코올 80mg 이상으로 운전했다는 합리적인 의심이 있어야 하며, 요구는 운전 후 3시간 이내에 이루어져야 한다.[45] 이를 거부하면 형법에 따라 기소될 수 있다.[8] 칸나비스 합법화와 함께 음주 측정 관련 형법 개정안이 제안되기도 했다.[46]

미국 국립 고속도로 교통 안전국은 예비 선별 검사용 호흡 알코올 장치 목록을 관리한다.[47] 미국에서 PBT의 주요 목적은 체포에 대한 상당한 이유를 확립하는 것이다. 암묵적 동의 법에 따라 운전자는 DUI 체포 후 증거 화학 검사에 동의하는 것으로 간주되지만,[48] 체포에 상당한 이유가 없으면 검사는 무효화될 수 있다. PBT 결과는 일반적으로 법정 증거로 채택되지 않지만, 일부 주에서는 예외적으로 허용하기도 한다. 플로리다주[49]와 콜로라도주[50]에서는 PBT 거부에 대한 처벌이 없다.

미시간주에서 예비 호흡 검사 거부는 민사 위반 벌금이 부과되지만,[51] 일반적인 암묵적 동의 법에 따른 거부로 간주되지는 않는다.[52]

DUI 보호 관찰 중인 운전자나 상업용 운전자에게는 예비 호흡 검사 참여가 의무일 수 있다. 캘리포니아주와 같은 일부 주에서는 21세 미만 운전자의 예비 호흡 검사 거부를 처벌하지만, 그 헌법상의 타당성은 검증되지 않았다.

5. 1. 교정

휴대용 음주측정기의 교정은 알코올 표준 농도와 비교하여 측정 결과를 조정함으로써 내부 설정을 확인하고 조정하는 과정이다. 휴대용 음주측정기의 센서는 시간이 지남에 따라 오차가 발생하므로 정확성을 유지하기 위해 주기적인 교정이 필요하다. 소비자에게 판매되는 많은 휴대용 음주측정기는 실리콘 산화물 센서(반도체 센서)를 사용하는데, 이는 6개월마다 재교정 또는 교체가 필요하다. 고급 개인용 및 전문가용 음주측정기는 백금 연료 전지 센서를 사용하며, 재교정이 필요하지만 반도체 장치보다 덜 빈번하게(일반적으로 1년에 한 번) 교정하면 된다.

정밀 연료 전지 음주측정기를 교정하는 방법에는 습식 및 건식 가스 방식 두 가지가 있다.

  • 건식 가스 방식: 압력 용기에 들어 있는 에탄올과 불활성 질소의 정확한 혼합물인 휴대용 교정 표준을 사용한다. 초기 장비 비용은 다른 방법보다 저렴하며 필요한 단계도 적다. 장비 또한 휴대가 가능하여 필요할 때마다 교정을 수행할 수 있다.
  • 습식 방식: 특수한 알코올 농도로 정확하게 제어되고 전달되는 에탄올/물 표준을 특수한 호흡 시뮬레이터 장비에 담아 사용한다. 습식 방식은 초기 비용이 더 높고 휴대용으로 사용할 수 없다. 표준 용액은 신선해야 하며 정기적으로 교체해야 한다. 또한, 수용액 에탄올의 물-공기 분배 비율과 그에 따른 불확실성을 고려해야 한다.[11]


일부 반도체 모델은 장치를 교정 연구소에 보낼 필요 없이 센서 모듈을 교체할 수 있도록 특별히 설계되었다.

5. 2. 비특이성 분석

구형 음주 측정기의 주요 문제점 중 하나는 비특이성이다. 이 기계들은 알코올 음료에 들어 있는 에탄올뿐만 아니라 분자 구조 또는 반응성이 유사한 다른 물질, 즉 "간섭 화합물"도 감지한다.

가장 오래된 음주 측정기 모델은 중크롬산칼륨 용액을 통해 숨을 통과시키는데, 이는 산화 과정을 통해 에탄올을 아세트산으로 변환시키며 색깔 변화를 일으킨다. 이 샘플을 통해 단색광 광선을 통과시키면 검출기가 강도 변화, 즉 색깔 변화를 기록하고 이를 사용하여 호흡 중 알코올 농도를 계산한다. 그러나 중크롬산칼륨은 강력한 산화제이기 때문에 많은 알코올기가 산화되어 가양성을 생성할 수 있다.[12] 호흡으로 배출되는 다른 물질 중 산화될 수 있는 물질은 매우 적기 때문에 이러한 가양성의 원인은 드물다.

적외선 기반 음주 측정기는 샘플 챔버에 포집된 호흡을 통해 적외선을 투사하고, 광선의 파장 함수로서 화합물의 흡광도를 감지하여 흡광 스펙트럼을 생성한다. 이 스펙트럼은 특정 파장에서 분자 내 특정 결합의 조화 진동 및 신장으로 인한 흡광도를 통해 화합물을 식별하는 데 사용할 수 있다(적외선 분광법 참조). 적외선에서 알코올의 특징적인 결합은 O-H 결합으로, 짧은 파장에서 강한 흡광도를 나타낸다. 알코올기를 포함하는 화합물에 의해 흡수되는 빛이 많을수록 반대편 검출기에 도달하는 빛은 적어지고, 따라서 측정값은 높아진다. 특히 방향족 고리와 카르복실산과 같은 다른 작용기는 유사한 흡광도 측정값을 제공할 수 있다.[12]

하지만 일부 천연 휘발성 간섭 화합물이 존재한다. 예를 들어, 미국 고속도로 교통 안전국은 다이어터와 당뇨병 환자의 경우 아세톤 수치가 다른 사람들보다 수백 배 또는 수천 배 더 높을 수 있다는 사실을 발견했다. 아세톤은 일부 음주 측정기에서 에틸알코올로 잘못 식별될 수 있는 많은 물질 중 하나이다. 그러나 연료 전지 기반 시스템은 아세톤과 같은 물질에는 반응하지 않는다.

환경 내 물질도 잘못된 BAC 측정값을 유발할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 휘발유 첨가제인 메틸 tert-부틸 에테르는 일화적으로 가양성을 유발하는 것으로 주장되어 왔습니다. 검사 결과, 구형 기계의 경우 이것이 사실임이 입증되었지만, 신형 기계는 이러한 간섭을 감지하고 보정한다.[13] 환경이나 직장에서 발견되는 다른 많은 제품도 잘못된 BAC 결과를 유발할 수 있다. 여기에는 래커, 페인트 제거제, 셀룰로이드, 휘발유 및 세척액, 특히 에테르, 알코올 및 기타 휘발성 화합물에 포함된 화합물이 포함된다.

5. 3. 약물동태학

알코올 흡수는 마지막 음주 후 빈속일 경우 20분에서 포만 상태일 경우 2시간 30분까지 지속되며, 일반적으로 약 40~50분 정도 걸린다.[14] 흡수 단계 동안 위장 생리학의 영향을 받기 때문에 체내 알코올 농도는 예측 불가능하게 변한다.[14] 흡수 후에는 체내 농도가 안정되고 예측 가능한 패턴을 따른다.[14] 흡수 중에는 동맥혈액의 혈중알코올농도(BAC)가 정맥혈액보다 일반적으로 높지만, 흡수 후에는 정맥 BAC가 동맥 BAC보다 높다.[14] 이는 한 번에 많은 양의 음주를 하는 볼루스 투여의 경우에 특히 분명하다.[14] 알코올을 추가로 섭취하면 흡수 및 흡수 후 단계의 정의가 모호해진다.[14] 그러나 마지막 음주 흡수가 완료되면 농도는 표준 흡수 후 곡선을 따른다.[14] BAC 그래프에서 흡수 단계가 언제 끝나는지 항상 명확하지 않은데, 신체가 흡수와 배설이 비례하는 지속적인 평형 BAC에 도달할 수 있기 때문이다.[14]

모든 단계에서 BrAC(호기 중 알코올 농도)는 동맥 BAC와 밀접하게 연관된다.[15] 동맥혈은 산소를 전신에 분포시키며,[15] 호기 중 알코올은 혈액 가스(알코올)가 동맥혈에서 폐로 이동하여 호흡으로 배출될 때 알코올 농도의 평형을 나타낸다.[15] ABAC(동맥혈 중 알코올 농도):BrAC 비율은 모든 단계에서 2294 ± 56이며, 흡수 후 단계에서는 2251 ± 46 [2141-2307]이다.[15] 예를 들어, 0.10 mg/L의 호기 중 알코올 농도를 측정하는 음주 측정기는 약 0.0001×2251 g/L 또는 0.2251g/L의 동맥혈 알코올 농도(퍼밀 0.2251 또는 BAC 0.02251%에 해당)를 나타낸다.[15]

정맥혈 알코올 농도와 호기 중 알코올 농도의 비율은 1300:1에서 3100:1까지 크게 달라질 수 있다.[16] 혈중알코올농도가 0.07%라고 가정하면, 어떤 사람은 1500:1의 분할 비율과 2100 mL당 0.10 g의 호기 검사 결과를 가질 수 있으며, 이는 일부 관할 구역에서 법적 한도를 초과한다.[16] 그러나 낮은 분할 비율은 일반적으로 흡수 단계에서 관찰된다.[16] 흡수 후에는 비율이 상대적으로 고정되어 2382 ± 119 [2125–2765]이지만, 이 비율은 실험실 환경에서 측정되었으며 실제 상황에서는 변동이 더 클 수 있다.[17]

높은 BrAC와 혈액 검사 결과의 다른 가양성은 신장 대사 및 기능 부전으로 인한 단백뇨 및 혈뇨 환자와 관련이 있다.[18] 신장 손상이 있는 환자의 대사율은 호기 중 알코올 퍼센트와 관련하여 비정상적이다.[18] 중크롬산칼륨은 강력한 산화제이기 때문에 많은 알코올 그룹이 신장과 혈액 여과에 의해 산화되어 가양성 결과를 생성할 수 있다.[18]

6. 법 집행

경찰관이 자원봉사자의 혈중 알코올 농도를 측정하는 모습


음주 측정기는 크게 두 가지 유형으로 나뉜다. 첫째, 소형 휴대용 음주 측정기는 법정 증거로 사용하기에는 신뢰성이 부족하지만, 체포를 정당화할 만큼은 충분한 신뢰성을 갖고 있다. 이러한 장치는 경찰관이 현장에서 "현장 음주 측정 검사"("예비 호흡 검사" 또는 "예비 알코올 선별 검사"라고도 함)를 하거나, 체포 시 증거 장치로 사용한다. 둘째, 경찰서에 있는 대형 음주 측정기는 법정 증거를 제시하는 데 사용된다. 이러한 데스크탑 분석기는 주로 적외선 분광 광도계 기술, 전기화학적 연료 전지 기술, 또는 두 가지 기술을 함께 사용한다.[36]

미국에서 법 집행 기관이 사용하는 모든 호흡 알코올 측정기는 교통부 국립 고속도로 교통 안전국의 승인을 받아야 한다.[36]

6. 1. 음주 측정 관련 법률

음주운전 혐의에 대한 일반적인 항변은 음주가 운전 *후에* 발생했다는 것이다. 이는 교통사고 후 음주를 하는 경우가 해당되며, 항변으로 작용한다.[54] 이는 흡수 단계의 알코올 중독과 관련이 있지만, 알코올 섭취가 운전 후에 발생했다는 점이 다르다. 이러한 항변은 역추적 외삽으로 극복될 수 있지만, 검찰을 어렵게 만든다.[54]

일부 관할구역에서는 운전 후 음주를 처벌한다. 캐나다에서는 운전 후 3시간 이내에 음주운전 제한치를 초과하는 것이 불법이지만, 경찰의 음주 측정 요구를 예상할 이유가 없는 운전자의 경우 "운전 후 음주" 항변을 허용한다.[55] 남아프리카 공화국은 사고 후 음주에 대해 별도의 처벌을 적용한다.[56]

혈중알코올농도 측정은 보통 경찰서에서 체포 후 1시간 이상 지난 후에 이루어진다. 이 검사는 검사 당시의 혈중알코올농도(BrAC)를 알려주지만, 운전 당시의 혈중알코올농도를 직접적으로 알려주지는 않는다. 검찰은 전문가 의견을 통해 역추적 추정(retrograde extrapolation)을 이용하여 운전 당시의 추정 혈중알코올농도를 제시한다. 이는 인체의 흡수 및 배설 속도를 적용하여 시간을 거꾸로 추적하여 운전 당시의 BrAC 수치를 추정하는 과정이다.[57][58][59] 역추적 추정은 다섯 가지 요인과 시간당 0.015의 일반적인 배설률을 사용하여 계산된다.[57]

예를 들어, 음주 측정 시간이 오후 10시이고 측정 결과가 0.080, 운전 시간이 오후 9시, 마지막 음주 시간이 오후 8시, 마지막 식사가 오후 12시인 경우, 전문가는 마지막 음주가 공복 상태에서 이루어져 1시간 이내에 흡수가 완료되었다고 판단할 수 있다. 정지 당시 운전자는 완전히 흡수된 상태이며, 1시간 동안의 배설량(0.015)을 더하면 정지 당시의 혈중알코올농도는 대략 0.095가 된다.[60]

일본에서는 음주운전으로 간주되는 알코올 기준치는 0.15mg/L 이상이다. 호흡 중 알코올 농도가 0.15mg/L 이하라도 정상적인 판단이 불가능한 상태로 인정되면 "술에 취한 운전"으로 가장 무거운 죄가 된다.

녹색 번호판 차량을 보유한 사업자에 대한 알코올 체커를 이용한 음주 측정은 이미 의무화되어 있으며, 위반 사업자에게는 차량 사용 정지 등의 엄격한 벌칙이 부과된다.[66]

2022년 10월 시행된 법령 개정에서는 흰색 번호판 차량에 대해서도 운전 전후 알코올 체커를 이용한 음주 측정이 의무화될 예정이었으나,[67] 경찰청은 알코올 감지기 수급 문제로 인해 당분간 적용하지 않기로 결정했다.[68] 이는 알코올 감지기의 수요 급증과 반도체 부족 등으로 알코올 감지기 증산이 어려워져 수급 차이가 확대되었고, 10월까지 알코올 감지기를 준비하지 못한 사업자도 적지 않아 알코올 감지기 사용 의무화 규정의 적용 시작을 당분간 무기한 연기한 것이다.[69][70][71][72]

2022년 4월부터 흰색 번호판 트럭 운송 사업자의 안전 운전 관리자는 육안으로 운전자의 음주 여부를 확인하는 것이 의무화되었다.[73] 이후, 충분한 수량의 감지기 유통이 예상됨에 따라[68] 2023년12월 1일부터 흰색 번호판 사업자도 알코올 체커 사용이 의무화되었다.[74][75][76]

6. 2. 대한민국

대한민국에서 음주운전으로 간주되는 알코올 농도는 0.15mg/L 이상이다.[66] 그러나 혈중 알코올 농도가 0.15mg/L 이하라도 정상적인 판단이 불가능하다고 인정되면 '술에 취한 운전'으로 간주되어 음주운전 중 가장 무거운 처벌을 받는다.

녹색 번호판 차량을 보유한 사업자는 이미 음주측정기 사용이 의무화되어 있으며, 위반 시 차량 사용 정지 등의 엄격한 벌칙이 부과된다.[66]

2022년 10월 시행된 법령 개정으로 흰색 번호판 차량도 운전 전후 음주측정기 사용이 의무화될 예정이었다.[67] 그러나 경찰청은 흰색 번호판 트럭 운송 사업자에 대한 음주측정기 사용 의무화를 당분간 적용하지 않기로 결정했다.[68] 이는 음주측정기 수요 급증과 반도체 부족 등으로 생산이 어려워져 수급 불균형이 심화되었고, 10월까지 음주측정기를 준비하지 못한 사업자가 많아 적용 시작을 무기한 연기한 것이다.[69][70][71][72]

2022년 4월부터 흰색 번호판 트럭 운송 사업자의 안전 운전 관리자는 육안으로 운전자의 음주 여부를 확인하는 것이 의무화되었다.[73]

이후 충분한 수량의 음주측정기 유통이 예상됨에 따라[68] 2023년 12월 1일부터 흰색 번호판 사업자도 음주측정기 사용이 의무화되었다.[74][75][76]

6. 3. 증거 제출용 음주 측정기



일반적으로 두 가지 유형의 음주 측정기가 사용된다. 소형 휴대용 음주 측정기는 법정에서 증거로 사용하기에는 신뢰성이 부족하지만, 체포를 정당화할 만큼은 충분한 신뢰성을 갖고 있다. 이러한 장치는 현장에서 경찰관이 "현장 음주 측정 검사"("예비 호흡 검사" 또는 "예비 알코올 선별 검사"라고도 함)의 한 형태로 사용되거나, 체포 시 증거 장치로 사용될 수 있다. 경찰서에 있는 대형 음주 측정기는 법정 증거를 제시하는 데 사용될 수 있다. 이러한 데스크탑 분석기는 일반적으로 적외선 분광 광도계 기술, 전기화학적 연료 전지 기술 또는 두 가지 기술의 조합을 사용한다.[36]

미국 법 집행 기관에서 사용하는 모든 호흡 알코올 측정기는 교통부의 국립 고속도로 교통 안전국의 승인을 받아야 한다.[36]

7. 소비자 사용

개인용 음주 측정기는 음주 장소에서 직접 음주량을 확인하는 소비자용 방법으로 자리 잡고 있다.[61] 술집, 바, 레스토랑, 자선 단체 행사, 결혼식 등 모든 종류의 주류 판매 행사에서 사용된다. 코로나바이러스 전파 위험을 증가시킨다는 우려로 스웨덴에서는 일시적으로 사용이 중단되었다.[62]

8. 음주 측정기 사용 시 고려 사항

개인용 음주 측정기는 음주 장소에서 직접 음주량을 확인하는 소비자용 방법으로 자리 잡고 있다.[61] 술집, 바, 레스토랑, 자선 단체 행사, 결혼식 등 모든 종류의 주류 판매 행사에서 사용된다. 코로나바이러스 전파 위험을 증가시킨다는 우려로 스웨덴에서는 음주 측정기 사용이 일시적으로 중단되었다.[62]

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