Measurement uncertainty of ethyl alcohol concentration in the exhaled breath of drivers and determination of sobriety at the time of incident

Arch Med Sadowej Kryminol. 2024;73(4):308-324. doi: 10.4467/16891716AMSIK.23.025.19497.
[Article in English, Polish]

Abstract

The aim of the study was to determine the components of measurement uncertainty in the concentration of alcohol in exhaled breath and to determine the state of sobriety at the time of incident. Based on the literature review and the authors' experience in providing opinions for law enforcement and the judiciary, the influence of various factors on the final interpretation of sobriety state is described on the basis of measurement uncertainty of breath analyzers, uncertainty of retrospective and prospective calculations, and uncertainty related to the conversion of alcohol concentrations detected during breath and blood tests. The paper pays particular attention to interpreting the concentrations of ethanol in exhaled breath close to the legal limits of the state of sobriety and the state after alcohol use, or the state after alcohol use and the state of insobriety. Analyzing the results of an exhaled breath test concerning concentrations close to the values of 0.1 mg/dm3 and 0.25 mg/dm3, it is necessary to take into account the factors affecting the measurements obtained, including the measurement uncertainty of the determination of alcohol in exhaled breath, the processes of absorption, distribution and metabolism of ethyl alcohol, and the possibility of the presence of alcohol lingering in the oral cavity. The incorrect execution of measurements of the tested person's alcohol concentration is also a problematic issue. When determining sobriety state by means of retrospective and prospective calculations, it is important to remember that the uncertainty of the result is affected by a number of factors and depends, among other things, on the information provided by the suspect. Hence, the expert should draw conclusions particularly cautiously and any overestimation or underestimation of the components of uncertainty can lead to erroneous conclusions. Awareness of the uncertainties inherent in the results of a sobriety test or alcohol calculation allows for meaningful interpretation of test results and determination of the sobriety state of the person tested.

Celem pracy było określenie składowych niepewności pomiaru stężenia alkoholu w powietrzu wydychanym oraz ustalenia stanu trzeźwości w chwili zdarzenia. Na podstawie przeglądu piśmiennictwa oraz doświadczenia autorów w zakresie opiniowania dla potrzeb organów ścigania i wymiaru sprawiedliwości, opisano wpływ różnych czynników na końcową interpretację stanu trzeźwości na podstawie: niepewności pomiarowej analizatorów wydechu, niepewności obliczeń retrospektywnych i prospektywnych oraz niepewności związanej z przekształcaniem stężeń alkoholu stwierdzonych podczas badania powietrza wydychanego i krwi. W pracy zwrócono szczególną uwagę na interpretację stężeń etanolu w powietrzu wydychanym w pobliżu prawnych granic stanu trzeźwości i stanu po użyciu alkoholu lub stanu po użyciu alkoholu i stanu nietrzeźwości. Analizując wyniki badania powietrza wydychanego dotyczące stężeń bliskich wartości 0,1 mg/dm3 oraz 0,25 mg/dm3, należy wziąć pod uwagę czynniki wpływające na uzyskane pomiary m.in. niepewność pomiarową oznaczenia alkoholu w powietrzu wydychanym, procesy wchłaniania, dystrybucji i metabolizmu alkoholu etylowego oraz możliwość występowania alkoholu zalegającego w jamie ustnej. Problematyczną kwestią jest również nieprawidłowe wykonanie pomiarów stężenia alkoholu osoby badanej. Przy ustaleniu stanu trzeźwości za pomocą obliczeń retrospektywnych i prospektywnych należy pamiętać, że na niepewność wyniku ma wpływ wiele czynników i zależą one m.in. od informacji przekazanych przez osobę podejrzaną. Stąd biegły powinien wyciągać wnioski szczególnie ostrożnie a każde przeszacowanie lub niedoszacowanie składowych niepewności może prowadzić do błędnych wniosków. Świadomość niepewności, jakimi obarczone są wyniki badania stanu trzeźwości czy obliczeń alkoholowych, pozwala na miarodajną interpretację wyników badań i ustalenie stanu trzeźwości osoby badanej.

Keywords: state after alcohol use and insobriety state; breath alcohol concentration; lingering alcohol; measurement uncertainty; paternity testing; prospective and retrospective calculations.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Alcohol Drinking
  • Alcoholic Intoxication
  • Breath Tests* / methods
  • Driving Under the Influence / legislation & jurisprudence
  • Ethanol* / analysis
  • Exhalation
  • Humans
  • Substance Abuse Detection / methods
  • Uncertainty

Substances

  • Ethanol