比翱观察丨环境噪音是“新的二手烟”

 环境噪音过大导致听力损失；扰乱睡眠、人体功能和交流；并对数百万人造成非听觉健康影响。 环境噪音是新的二手烟（Fetterman，2018年）。与有害的烟草烟雾一样，噪音不仅会打扰人们，还会对人类的健康和功能产生不利影响。二手烟会导致癌症、婴儿猝死综合征、儿童呼吸系统疾病和冠心病（疾病控制与预防中心[CDC]，2018年）。同样，不想要的单次暴露于高噪音会导致听力损失、耳鸣和听觉过敏，而慢性噪音暴露无疑会导致听力损失和耳鸣。噪音会干扰注意力并干扰学习。慢性噪音暴露鲜为人知但有据可查的非听觉健康影响，包括心血管疾病（Münzel等人，2018年）和死亡率增加（Basner等人，2014年；Hammer等人，2014年）。对人来说重要的声音是到达听者鼓膜的声音，或者可能是耳蜗毛细胞和相关的周围神经以及中央听觉处理中心的声音。噪声暴露是一个公共健康问题，日常生活中的噪声水平高到足以导致听力损失（Flamme等，2012；Neitzel等人，2012；Mayes，2019）。也许正因为如此，CDC最近报告，20-69岁的成年人中约有25%患有噪声性听力损失。其中，53%的受试者在没有明显职业噪声暴露的情况下出现听力损失（Carroll等人，2017年）。重要的是，尽管噪声对每个暴露个体的非听觉健康影响很小，但由于数百万人暴露于过量的交通噪声中，因此对人群健康的影响很大。图1. 显示现有条件（左）和自然条件（右）的国家公园管理局噪声地图。没有人类活动，大自然一般是安静的。左：深蓝色，<20 dB(A)；棕色，41-47 dB(A)；棕褐色，50-54 dB(A)。右：棕色，<20 dB(A)；黄色，30-31 dB(A)；深绿色，38-40 dB(A)。噪声级是典型夏季日的平均测量值（50%），这意味着一半时间的噪声级将高于地图上的噪声级，一半时间的噪声级将低于地图上的噪声级。来自国家公园管理局，2017年。 大自然通常是安静的，噪音表示危险国家公园管理局(2017)的噪声地图（图1）显示，在没有人类活动的情况下，环境声压级非常低，在20-30 dB(A)范围内。在自然界中，响亮的声音很少见，可能包括雷暴、地震、火山爆发、瀑布和某些动物的声音。在所有动物中，听觉都用于获取有关环境的信息、检测危险、交流和娱乐。在自然界中，响亮的噪音通常预示着危险并会引起“战斗或逃跑”的反应。这些无意识的生理反应涉及两个原始系统，自主神经系统和神经激素或下丘脑垂体轴。噪音会通过交感神经系统导致血压和脉搏几乎瞬间升高（Babisch，2014年）。这需要更长的时间，但噪音会导致促肾上腺皮质激素的释放，进而导致肾上腺类固醇激素的释放，并增加血清肾上腺素和去甲肾上腺素水平。最近，有研究表明，压力会导致血管内膜发炎（Tawakol等，2017）噪声暴露会导致这种炎症变化（Radfar等人，2018年）。图2总结了这些生理效应及其临床结果，对交通噪声进行了最好的研究。图2.噪声诱发心脏代谢疾病的病理生理机制。噪音是有压力的，会引起化学变化，导致血管功能障碍，进而导致疾病；下丘脑-垂体轴。其他因素影响应激反应并导致血管功能障碍。有关更多详情，请参见Münzel等人所著文献，2018年。  影响人类健康和功能的特定噪音水平众所周知，特定的噪音水平会影响人体健康和功能(passchier-vermeer和vermeer，2000)。这些水平是基于专家对广泛发表的研究的系统评价。不管它们的年龄如何，这些特定的噪音水平仍然有效。在某些情况下，例如噪声暴露导致听力损失的研究，不能复制较早的研究，因为当危害的风险确定时，危害研究对象是不道德的。美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH；1998)推荐了85 A加权分贝[dB(A)]等效连续声压级8小时[L _Aeq（8）；参见表1中的缩写词列表]作为降低职业噪声暴露导致听力损失风险的水平（NIOSH，1998年）。环境保护署(EPA；1974)的专著仍然具有权威性且从未被撤销，将45 dB日间加权声压级(L _dn)列为干扰室内活动，将55 dB L _dn列为干扰室外活动，70 dB (A)最大时间加权和A加权声压级 (L_Amax) 作为干扰正常听力人群语言理解的环境噪声级，以及24天平均70 dB A加权等效连续声压级小时[L _Aeq（24）]作为防止听力损失的噪声暴露水平。Moulder (1993)添加了58 dB(A) L _Amax作为干扰听力损失人群在餐厅用餐时的语音理解的环境噪声水平。[为便于使用，表1中已四舍五入为60 dB(A) L _Amax]这仍然比曼哈顿几乎所有测量噪音水平的餐厅安静得多（Scott，2018年）。1999年，世界卫生组织(WHO)增加了30 dB(A) L _Aeq(8)作为不间断睡眠所需的噪音水平，指出45 dB L _Amax会扰乱睡眠，并建议仅暴露1小时85 dB(A) ) [L _Aeq（1）]以防止听力损失（Berglund等，1999）。世卫组织的报告还讨论了55 dB(A)作为噪声对健康产生不利影响的水平，并且该噪声水平[55 dB昼夜晚上加权声压级(L_den)]在后来的报告中得到了强调（世卫组织，2018年）。特定噪音水平影响人类健康和功能的九个特定噪音水平（表1）按照声压级的增加顺序进行了讨论，重点是环境噪音的残疾人权利方面和公众的安全噪音暴露水平。在美国，没有针对非职业或公共噪声暴露的联邦指南、标准或法规（Carroll等，2017）。声能会导致听觉损伤并激活对噪音的压力反应。等能量假设指出，无论声能在时间上如何分布，等量的声能都会产生等量的听力障碍和其他影响（Kryter，1994；Berglund等，1999）。然而，该假设可能低估了间歇性或脉冲噪声造成的损害。在美国，大多数影响人类的噪音水平以A加权分贝为单位，因为理解语言的困难是职业性噪声暴露的实质性损害（NIOSH，1998）。虽然A加权分贝测量可能与言语理解有关，但总声压级可能对人类健康更为重要。低频噪声[C加权分贝；dB(C)]也可能影响人类，特别是对负责平衡的前庭系统中的毛细胞造成损害（Stewart等人，2016年）。据报道，听力损失和跌倒之间存在关联，听力下降与跌倒风险有关（Lin和Ferrucci，2012年）。没有针对职业或非职业低频噪声暴露的公开标准。 表1. 影响人类健康和功能的特定噪音水平WHO，世界卫生组织；EPA，环境保护署；NIOSH，国家职业安全与健康研究所；L _Aeq(8)，连续8小时A加权等效声压级；L _dn，昼夜加权声压级；L _den，昼夜晚上加权声压级；L _Amax，最大时间加权和A加权声压级；L _Aeq(24)，A加权等效连续声压级24小时；L _Aeq(1)，A加权等效连续声压级1小时。世界卫生组织的定义，2018年。 30 dB（A）噪音会导致睡眠中断低至30 dB（A）L _Aeq（8）和45 dB L _Amax的声压级可导致睡眠中断（Berglund等人，1999年）。睡眠期间对声音的敏感性存在个体差异，睡眠周期的不同阶段对声音的敏感性也存在差异。即使噪音没有唤醒睡眠者，声音也会引起脑电图变化，并导致心率增加（Buxton等人，2012年）。睡眠对人类健康和功能很重要（Colten和Altevogt，2006）。睡眠不足、睡眠中断或睡眠质量差与多种疾病有关，包括焦虑、肥胖、抑郁、高血压、糖尿病、痴呆和死亡率增加（Cappuccio等人，2010）。噪音控制的影响是显而易见的。夜间噪声源，包括供暖和通风设备；交通噪声；必须减少住宅区附近餐馆、酒吧和俱乐部的噪音，以保证高质量的不间断睡眠。基于喇叭的警报，可以高达90分贝，应该改为电子唧唧信号，可以降低音量或完全关闭。墙壁、屋顶和窗户的隔音效果更好会有所帮助，但人们可能更喜欢在晚上打开窗户。消除或减少声源处的声音总比稍后尝试偏转、隔离或隔离声音要好。45 dB（A）噪音会干扰包括学习在内的人类活动安静对于人类的思维和注意力是必要的，在45 dB L _dn的环境声级中会受到干扰。这在干扰学习的噪声（Bronzaft和McCarthy，1975；Brill等，2018）和认知（Clark和Paunovic，2018a）方面得到了最好的研究。高环境噪音水平还会降低工人的生产力和产品质量（Berglund等人，1999年；Dean，2019年）。白天的噪音也必须减少。白天的噪音特别影响白天在家工作的人，其中包括易受伤害的人群，如老人、儿童、因病不能上班或上学的人，以及至少部分时间在家工作的劳动力比例不断增加。一个特别具有侵入性的城市和郊区噪声源是燃气叶片鼓风机（Walker和Banks，2017）。最近在华盛顿特区成功地禁止了这些噪音，为其他社区的行动提供了蓝图（Fallows，2019年）。再次强调，在源头消除噪音比增加隔音效果更好。 45 dB L _Amax的单次噪音足以扰乱睡眠（Berglund等，1999）。平均每天55分贝的噪音暴露会导致非听觉健康影响24小时(L _den)的时间加权平均值约为55 dB，噪声暴露会导致多种非听觉健康问题或与之相关，包括心血管疾病（Münzel等人，2018年）、肥胖症（Pyko等人，2017年）)、糖尿病（Dzambhov，2015年）、生殖问题（Ristovska等人，2014年）和心理健康障碍（Clark和Paunovic，2018年b）。对每个人的健康不利影响较小，但由于受交通噪声影响的人数众多，对人口健康的影响较大。收缩压升高1或2 mmHg不太可能对个人造成问题，但如果有足够多的人接触，血压的平均升高会导致一些人出现心力衰竭、心脏病发作或中风。欧洲文献中有多项关于交通噪音对健康的不利影响的研究。其中包括道路交通噪声（Halonen等人，2015年）、铁路噪声（Seidler等人，2016年）和飞机噪声（Correia等人，2013年；Basner等人，2017年）。大多数专家得出的结论是，这些数据足以确定交通噪声暴露对健康不利影响的因果关系。（Basner，2016年）该研究机构支持最近的世卫组织欧洲区域环境噪声指南（2018年）。同样，对人们工作、生活和睡眠等带来影响的结构的声学工程和设计规范是明确的：必须增加窗户、墙壁和屋顶的声音传输系数，并且必须尽可能减少交通噪声源。有效措施包括执行排气噪声法规、要求路面和轮胎材料的不同组合、隔音屏障（Rochat和Reiter，2016年）、飞机飞行模式的改变、更好的轨道和车轮维护以及使用橡胶而不是木头或混凝土，还有其他监管解决方案，例如禁止发动机制动和限制机场运营时间，也是可行的。60 dB（A）环境噪声是残疾人权利问题美国残疾人法案(ADA)将残疾定义为“严重限制一项或多项主要生活活动的身体或精神障碍”，听力和交流被指定为主要生活活动（ADA国家网络，2017 年）。患有中度至重度听觉障碍的人，不仅包括听力损失，还包括耳鸣和听觉过敏，似乎都符合ADA的残疾标准。高环境噪音水平使听力损失者难以理解言语，耳鸣加重，听觉过敏。在三种听觉障碍中，只有听力损失是众所周知的（Cunningham和Tucci，2017。耳鸣从技术上讲是没有外部听觉刺激的声音感知（鲍尔，2018年）。听觉过敏是一种对噪音的敏感性，其中不影响大多数人的噪音水平被认为不舒服或实际上是痛苦的(Baguley，2003)。听觉过敏症患者经常将噪音描述为像针刺入耳朵一样。受影响最严重的听觉过敏症患者难以离开家，当他们离开家时，他们会同时佩戴耳塞和耳罩等听力保护装置。听觉障碍是隐形和被低估的。与难以独立生活的盲人不同，有听力损失的人走路或开车、购物、做饭或旅行都没有问题。有听力损失的人可以通过要求某人重复某事、将手放在耳边或寻找安静的空间进行交谈来弥补他们的残疾（Fink，2017b）。尽管如此，听力损失会导致社会功能出现重大问题，导致孤立、抑郁和其他状况。ADA保护聋人和重度听力障碍者（> 81 - 90 dB衰减），包括工作场所改造以允许有酬工作和强制辅助设备和服务，例如带频闪灯的火警报警器、电传通信设备和需要时提供手语翻译（美国司法部，2010年）。但是，对于仅有轻度(25 - 40 dB)、中度 (41 - 60 dB)或重度 (41 - 80 dB) 听力损失的人没有ADA防护指南，也没有针对某些地方的环境噪声水平的ADA标准与公共设施（美国准入委员会，2002年）。高环境噪声水平对老年人的影响不成比例，因为他们的听力损失率很高。65岁以上人群中的一半和80多岁人群中的80%的听力下降至少为25 - 40 dB（Lin等，2011）。许多老年人独自生活，餐厅用餐可能是他们与他人交谈的唯一时间。出于各种原因，助听器不能帮助用户尽可能多地辨识与理解嘈杂环境中的语音，因为它们主要是提高可听性，但不能提高清晰度（Lessica，2018）。因此，听力丧失的人需要较低的环境噪声水平才能理解语音（言）。减少和控制噪音的技术已经有半个多世纪的历史了。这些包括设计更安静或隔离、绝缘、反射、偏转或吸收声音的机械装置（Beranek，1960）。对于建筑环境，噪音控制技术也得到了很好的理解（Harris，1994）。天花板、壁挂、地毯和窗帘等相对便宜的物品有助于控制噪音和减少混响。Roy和Siebein（2019）对餐厅声学进行了研究。最简单的环境改造成本为零：降低放大声音的音量。降低环境噪音水平可能需要政府采取行动。法律和法规可以规定分贝级或功能性测量，可能要求室内声级足够低，以允许人们在不费力说话或被听到的情况下进行交谈。听力正常者约为70-75 dB（A），听力损伤者约为60 dB（A）。通过适当的授权立法，智能手机应用程序，如iHEARu（iHEARu.co）和SoundPrint（SoundPrint.co），可以为当地社区提供数据，以启动针对噪音场所的执法行动。超过70 dB（A）日平均噪音会导致听力损失预防听力损失的唯一循证安全噪声暴露水平是24小时70 dB的时间加权平均值L _Aeq（24），而不是85 dB（A）的职业暴露水平（Fink，2017a）。职业暴露发生在工作场所，每天8小时，每年240天，持续40年。（NIOSH，1998）噪声不同于其他职业性暴露，如电离辐射或有毒溶剂，因为暴露在工作场所外会持续一整天、一整年，直至终生。EPA（1974）调整了NIOSH建议的24小时每日暴露水平（REL），一年365天，以计算每日70 dB时间加权平均安全噪声暴露水平，以防止听力损失。EPA文件进行了仔细的说明，这不是官方法规或标准。每天平均70分贝[L _Aeq（24）=70]的噪音暴露量可能太大，无法防止听力损失。EPA调整了每日和年度额外暴露时间的REL，但不调整终身暴露时间的REL。1967年，男性的预期寿命只有67岁。在美国，男性的预期寿命现在接近80岁，因此需要对额外的暴露年限进行调整。额外的暴露年限是解释为什么听力损失在老年人中如此普遍的因素之一（Anderson等人，2018年）。图3. 在室内环境中，正常语音句子的可懂度是稳定背景声级的函数。在使用正常语音音量进行1米的典型对话距离时，听力正常的人需要45 dB（A）的环境噪声才能100%理解语音。在大约70 dB（A）的环境噪声水平下，语音理解能力显著降低，在75 dB（A）时达到零。来自EPA，1974年，图D-1。从公共卫生的角度来看，NIOSH噪声标准（1998年）允许在职业噪声暴露40年后有8%的额外听力损失风险。这意味着，与未接触职业噪声的类似人群相比，在工作中接触85 dB（A）的工人听力损失风险增加8%。过度风险的概念是有问题的，因为它假设听力损失是正常衰老的一部分，这可能是不正确的（Fink，2017c），8%的受损风险是公众无法接受的。NIOSH科学博客文章（Kardous等人，2016年）讨论了职业和公共噪声暴露标准之间的差异。然而，职业噪声控制原则（Murphy，2016）可适用于公众。70 - 75 dB（A）环境噪声会干扰听力正常的人的语音理解对于听力正常的人来说，环境噪音也会干扰他们的语言理解。自1974年美国环保署公布图3中的图表以来，人们就知道了这一点。文本规定，允许100%句子可懂度轻松对话的最大声级为45 dB，但在环境噪声达到65-70 dB之前，语音可懂度的降低对于大多数听力正常的听众来说没有意义。85 dB（A）是职业噪声暴露标准国家耳聋和其他沟通障碍研究所（NIDCD；2017）指出，“长期或反复暴露在85分贝或以上的声音中会导致听力损失。”这一说法准确但具有误导性。没有时间限制的85分贝或A加权分贝不是安全噪声暴露水平（Fink，2017a）。听觉损伤阈值为75-78 dB（A）（Mills等人，1981年；Flamme等人，2012年），可能与有效安静水平一样低，即从噪声引起的临时阈值偏移中恢复所需的声压水平，仅为55 dB（A）（Kryter，1994年）。不幸的是，在没有任何关于非职业性噪声暴露的联邦指南、标准或法规的情况下，NIDCD的85 dB声级已成为事实上的联邦安全噪声暴露水平。在媒体报道中，听力学专家经常引用它作为安全音量级或听力损失开始时的声压级，没有暴露时间；危险分贝计划（bit.ly/28W7TA4）等教育材料以及美国言语听力语言协会（ASHA）和美国听力学学会提供的材料中都提到了这一点，并将其用作3岁以下儿童听力“安全”耳机的音量限制，未规定接触时间限制（Saint Louis，2016年）。在85 dB（A）的职业暴露下，雇主必须实施听力保护计划（OSHA，2002）。听力保护计划的要素包括基线听力图、噪声保护教育、听力保护装置的提供、年度听力图和细致的记录保存。显然，公众没有这样的保护。一小时85 dB（A）会导致听力损失世卫组织建议公众每天在85 dB（A）[L Aeq（1）]下暴露少于1小时，以防止听力损失（Berglund等人，1999年）。职业性噪音暴露量计算器会显示，只经过一小时的噪音暴露，听众不可能达到每日平均70分贝的噪音水平，以免听力受损。这意味着许多餐馆的噪音水平高到足以在一顿持续1-2小时的典型晚餐中造成听力损失。 总结在喷气式飞机的引入和州际公路系统的建设之前，美国通常是一个安静的地方，除了一些大城市或居住在工厂、铁路沿线和轨道附近的城市（Owen，2019）。第一份关于噪音危害公共健康的出版物出现在1969年（Ward 和Fricke，1969）. 作为新兴环境运动的一部分，噪声污染被认为是一个环境问题，而不是健康或公共卫生问题。1972年，《噪音控制法》（美国国会，1972年）确立了“一项国家政策，旨在为所有美国人创造一个没有危害其健康和福利的噪音的环境”。国会指示环境保护署协调所有联邦机构与噪音研究和噪音控制有关的计划。其他立法包括1978年的《噪音控制法》（美国国会，1978年）。不幸的是，在里根时代，环境保护局控制噪音污染的努力与该政府的反监管立场相冲突，美国国会解散了环境保护局噪音消减和控制办公室（ONAC）（Shapiro，1992年）。自那时以来，联邦政府对噪音问题几乎没有采取任何措施。一个罕见的例外是国家公园管理局按照国会的要求对国家公园的噪音进行了研究。ONAC的解散导致了美国声学科学和工程专业的衰落。噪声控制留给了城市和州，它们缺乏处理噪声的资金和技术专业知识。最近的几项发展表明，联邦政府再次认识到听力和噪音对公众和国家的重要性。美国国家科学院、工程院和医学院（NASEM）的报告包括《噪音与军事服务》（医学院，2006年）、《安静美国的技术》（美国国家工程院，2010年）和《成人听力保健：改善获取和负担能力的优先事项》（NASEM，2016年）。后者导致了两党合作的Warren-Grassley在2017年通过了《反助听器法》（Warren和Grassley，2017年）。最后，2018年《联邦航空管理局（FAA）再授权法案》包括飞机噪音研究的具体授权（美国国会，2018年）。联邦政府对影响公众的噪声级的重新关注，为美国声学协会及其成员提供了一个机会，表明他们作为噪声控制信息和标准来源的合法地位，并提供解决噪声问题的专业知识。这将有助于声学科学和工程在第三个千年回归现实，有望为所有人带来一个更安静、更健康的世界。致谢我感谢David Sykes和Arthur Popper对本手稿早期草稿的有益评论，以及Richard Neitzel对表1的建议。我的目标是找到一家安静的餐厅，在那里我可以享受这顿饭，并与我的妻子Ruth Cousineau博士拉拉家常。参考文献 

原文来源于Acoustics Today，作者Daniel Fink

Daniel Fink是安静联盟（The Quiet Coalition，马萨诸塞州林肯市）的董事会主席。他是Cedars Sinai医疗中心（加利福尼亚州洛杉矶）的退休内科医生。Fink博士在一次暴露于大噪音中后出现耳鸣和听觉过敏。2015年至2018年，他曾在美国耳鸣协会董事会任职，目前担任世界卫生组织（瑞士日内瓦）关于“确保听力安全”计划的专家顾问。他还是疾病控制和预防中心（佐治亚州亚特兰大）美国国家环境卫生中心的噪音和公众问题专家。多孔材料与人工结构物理特性表征与验证技术领先者

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