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声环境达到这个标准后,耳朵表示舒服了

发表时间:2021-11-20 09:27作者:孙晋(中国科学院声学研究所东海研究站)

出品:科普中国

制作:孙晋(中国科学院声学研究所东海研究站)

监制:中国科学院计算机网络信息中心


对于城市里的空气污染、光污染,我们往往很敏感,但你有没有注意到,在照顾眼睛、鼻子的同时,我们常常忽略耳朵的感受?

若是一直处于嘈杂的道路周边或人声鼎沸的环境中,时间长了我们就会感觉身心疲惫;若是居住环境也有噪音干扰的话,多数人会陷入焦虑且情绪不稳定的状态中。



图片来源:Veer图库

那么,在城市的日常生活环境中,多大的声音会让我们感觉舒适?人类耳朵能听到的最小声音强度是多少,能接受的最大声音强度是多少?用手遮住耳朵声音强度会衰减掉多少呢?

带着这些问题,我们一起来聊聊听觉与声环境。

面对视力表心慌慌,那试试听阈测试

首先我们从听觉感知说起,人耳听觉能感受到的声波频率范围是20Hz~20000Hz,频率低于20Hz的声波为次声,频率高于20000Hz的声波为超声。

一些动物能听到次声和超声,比如大象能够发出并听到次声,而蝙蝠、海豚能够发出并听到超声。

声音强度很大时,次声和超声可通过非听觉途径作用于躯体。

由于人体器官较低的固有频率在次声范围内,当次声作用于人体会产生共振,引起生理反应和病理变化,高强度的次声可损伤人体内脏,所以军事上有研制次声武器。

高强度的超声会损害人体组织,主要是因为超声的热效应和空化效应等,这些效应的物理学基础是粒子的机械振动。诊断超声所用的剂量远低于治疗超声,所以不会对人体产生损害。

人耳听觉能感知到的最小声强(即声波平均能流密度的大小,用于描述声音大小)称为听阈。不过,不要误以为听阈是一个固定值,主观判断听到和听不到之间没有一个很明显的界限,在声音强度很微弱的时候,被试者其实是时而能听到,时而听不到。

作者(右一)在爱耳日活动中为老年人进行纯音听阈测试(图片来源:作者提供)

因此,要准确地测量听阈是有一定困难的。

临床测试时,研究者会把被试者做出50%反应时的最小听力级(Hearing Level,HL)作为听阈。将听力正常青年人所能听到的平均最小声压级定为听力零级,即0dB HL。

1997年,世界卫生组织(WHO)根据500Hz、1000Hz、2000Hz和4000Hz气导平均阈值,将听力损失分级标准定为4个等级,具体分级见表1。

△表1 WHO(1997)听力损失分级标准(0.5、1、2、4kHz平均听阈)(图片来源:参考文献4)

2021年WHO发布了新的听力分级标准,考虑到听力损失者在噪声环境中和安静环境中的不同表现,轻度听力损失起始值从26dB HL降低到了20dB HL。

轻度听力损失者在安静环境中交谈没有问题,但是在噪声环境中可能听不清谈话声。并且新的分级增加了单侧听力损失的标准,具体分级见表2。

△表2 WHO(2021)听力损失分级标准(0.5、1、2、4kHz平均听阈)(图片来源:参考文献4)

警惕环境里的噪音

从听力分级标准中可以看出,正常听力的人能听到小于20dB HL声强的声音,但是当声强达到120dB HL时,我们将会浑身不适,难以忍受。

我们日常所处的声环境中,不同的声源所产生的声音强度有所不同:从最小的耳语到高声交谈,声强大约在20~80dB HL之间;在工厂的生产车间里,噪声级经常高于85dB(A)以上;割草机发出的声音强度能达到100dB HL;赛车、飞机和鞭炮的声音强度能达到120dB HL以上。

在使用声级计进行环境声强级测试时一般使用A计权,单位用dB(A)表示,此处单位标为dB HL的环境声强是将dB(A)转换成了听力级。

不同声源的声音强度与频率分布(图片来源:http://bestlab.shal.ac.cn/301/disanzhang2.html)

如果人持续待在85dB(A)以上的声环境中,就可能导致听阈出现暂时性阈值的改变,所能听到的最小声强将增大。若是不能及时转移到安静的环境中,听力则可能出现永久性听阈改变,即出现噪声性听力损失。

噪声环境中,声音强度越大或所处时间越长,引起的暂时性阈移越大。

因此,一些行业必须要制定相关的噪声标准,比如建筑施工行业2016年岗位职业卫生岗位操作规程,就对噪声接触制定了卫生限值,噪声卫生限值最高不应超过115dB(A)。

△表3 建筑施工业2016年岗位噪声接触卫生标准(图片来源:建筑施工行业2016岗位职业卫生岗位操作规程)

保护听力,从捂耳朵做起

为了预防噪声对听力的损害,经常接触噪声的人员应注意佩戴护耳器,比如耳塞、耳罩、防噪声头盔等。

图片来源:Veer图库

针对护耳器的效果,有研究者曾对18种防噪耳塞的声衰减值进行了测试。

结果显示,在125Hz~8000Hz范围内的噪音环境中,防噪耳塞对声音的衰减值随着频率的提高而增大;在125Hz、250Hz、500Hz频率处的声衰减值在20dB以下;在1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、6kHz、8kHz频率处的声衰减值在20dB~50dB之间。

可见,防噪耳塞对声音的衰减效果比较有限。不过日常生活中如果能使得到达耳内的声强降低到85dB以下,佩戴护耳器就能起到防护的作用。

平时我们最常用的抵挡噪音的方法,莫过于用手捂耳朵了。那么,手掌能够衰减掉多少声音呢?

有研究表明,在125Hz~8000Hz范围内的噪音环境中,当被试者向内按压耳屏致外耳道完全封闭时,声衰减范围在15~45dB之间。

可见即使我们完全堵住外耳道,也不能将外界的声音完全衰减掉,所以我们平时遮住耳朵通常也可以听到声音,只不过音量小了点罢了。但是当我们突然暴露在高声强环境下的时候,用手堵住耳朵确实能起到保护听力的作用。

小点声,拒绝声环境污染

如今,我们越来越认识到声环境对于我们身心健康的重要性,那不同的声环境声音强度要控制在多少才合适呢?

我国对不同种类的声环境功能区制定了声环境质量标准,不同声功能区的环境噪声限值见表4。

△表4 不同声环境功能区环境噪声限值(图片来源:参考文献7)

可见,在0类康复疗养区,昼间噪声限值在50dB(A),夜间噪声限值在40dB(A)。只有噪声限值达到这个标准,才能起到安静休养的声环境条件。

在以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能的区域,昼间噪声限值在55dB(A),夜间噪声限值在45dB(A)。

实际上,现实中的不同生活场景都充斥着背景噪声。

有研究显示,在安静环境中背景噪声平均在40dB(A)左右,在有背景音乐、户外、广播或电视环境中,背景噪声平均在50dB(A)左右,至于商店、火车站候车厅及站台、厨房、汽车内部、多人交谈环境中,背景噪声可以达到60dB(A)以上。

由此可见,在很多环境中背景噪声可以达到60dB(A)以上,声音质量达不到舒适的要求。

为了让大家拥有适宜身心健康的各种声环境,城市建设者做了不少努力。比如在现代建筑设计方面注重采用有隔声和吸声功能的材料,在道路两旁设置绿化带和隔离带等。

声环境的维护需要各行各业工作者的共同努力。对于我们个人来说,不在公共场合大声喧哗,开车时遵守禁鸣规定等,对于声环境的维护都非常重要,让我们一起来共建更加舒适的声环境吧!

参考文献:

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