噪声引起的听力损失

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听力损失通过永久听阈变化(PTS)得到量化,它是频率的函数。听觉损害比起定义的语言理解能力的损失是一个更广的术语。听觉损害的一个普遍的分类见表 1 ,这是基于引起人耳较少损伤的500,1000和2000 Hz的平均PTS所测得的。

噪声通过两种途径引起听力损失:(1)外伤:高强度声音,例如爆炸或喷气发动机引起耳膜破裂,耳小鼓损伤,神经末梢细胞破坏,或者使脑皮质器官崩溃。这种听觉损失是突发性,并且总是同具体的声事件联系在一起的。(2)慢性损伤:噪声级低于造成外伤的等级,但是如果该噪声重复的次数足够多或者持续足够长时间的话,会造成神经末梢细胞功能紊乱。

这是由于遭到极大刺激的细胞新陈代谢压力造成的结果。这种类型的听觉损伤比起外伤更为阴险,因为缓慢增加的损害不易被察觉。

表 1 听觉损害的分类


在 500,1000 和 2000Hz 下的平均听觉损害( dB)    分类

小于 25                                                                        正常极限

26-40                                                                        轻微

41-55                                                                        中等

56-70                                                                        较严重

71-90                                                                        严重

大于 91                                                                       深度


在人类身上直接进行可控PTS实验显然是不能被接收的,只能对在一段时期内受到工业噪声侵害的工人进行调查研究,以及从受损的暂时听阈变化(TTS)的有关实验资料推论得到关于听力损失的进一步了解。

当一个强度足够造成TTS却不足以造成PTS的噪声停止后,人耳能恢复到它原本的初始阈值。TTS先是减小但是随即在两分钟内增大到最大值(反弹效应),然后TTS呈logt 的线性减小直到0dB。因为初始特性极为复杂,TTS的测量总是在暴露后持续两分钟。

对于中心频率是250和500Hz的倍频带,只要噪声低于75dB,则不论该噪声持续多长时间都不会造成听阈变化。对于中心频率在1,2和4kHz的倍频带,低于70dB的噪声不会造成听阈变化。在80跟105之间的频带,暴露时间少于8h,TTS呈logt 的线性变化,增长率同噪声级成比例。若持续时间多于8h,TTS会有一个渐进值,该值决定于噪声级。前暴露声级等于70dB或者低于时对TTS的量,增长率和衰减率没有影响。

对于一个给定的激励频率,TTS的最大频率发生于大于声源频率1/2到1个倍频带处。例如,700Hz的纯音产生TTS的在1kHz处达到最大值。

预测一个波动起伏或者断断续续的噪声产生的TTS是相当困难的。对于一个波动噪声来说,它的平均声压级要比总能量重要。对于一个时间间隔为250ms和2min的断续噪声来说,TTS的实际值要比通过根据上述规则预测的值大。对于时间间隔大于2min的断续噪声,可以根据平常增长率和回复特性来预测TTS。

通过多年对暴露在相同噪声里的工人研究揭露了巨大的个体差异。然而,中值PTS表现出了决定于噪声强度和暴露时间的重要特性。总的来说,听力损失首先在接近4kHz的频率处发生,这是最敏感的频率区。随着持续暴露,听力损失会变得越来越严重,逐渐扩展到最高和最低极限频率。4kHz处PTS随着噪声的A计权声级和暴露时间增加到10年,在这之后达到一个渐进值。表 2 显示了10年暴露时间的中值PTS作为A计权声级的函数。

表 2 在工业噪声中暴露时间为10年,平均每天暴露8小时,每周暴露 5天,对应不同A计权声压级的中值听力损失。

噪声引起的听力损失

十年间,平均每个工作日连续暴露在工业噪声中的时间超过8h造成的影响总结如下:

  1. 如果声压级小于80dBA则半数个体不会产生听力损失。环保局承认在4kHz下,声压级为70到75dBA之间,人群中会有1%到10%的个体产生轻微但是可测到的PTS。
  1. 在80dBA下,3到6kHz之间的中值PTS开始发生变化。
  1. 在85dBA下,3到6kHz之间的中值PTS会产生10dB的变化,其中10%的敏感人群的变化将达到15到20dB。
  1. 在下90dBA,3到6kHz之间的中值PTS的变化将达到20dB,但是500,100和2000Hz处仍然不受影响。所以根据定义,不会造成听觉损害。
  1. 在90dBA以上,500,100和2000Hz处开始发生变化,听觉损害开始发作。

为了建立噪声暴露的标准,确定声级同持续时间的关系是必要的。TTS的实验表明声级增加5dB相当于暴露时间加倍。

以上述及其它发现为基础,美国联邦政府于 1970 年颁布的职业安全与卫生条例(OSHA,the Occupational Safety and Health Act)规定了工业工人从事相关工作时允许的暴露声级。

表 3 列出了这些声级。如果暴露在两个或两个以上不同的噪声级里,则∑(ti / Ti)不得超过1 ,其中ti是总允许暴露时间为Ti的声级的实际暴露时间。

表 3 允许日间工业噪声暴露级的极限


日间极限暴露时间(h)    慢响应A计权声级(dBA)

8                                  90

6                                  92

4                                  95

3                                  97

2                                  100

1.5                               102

1                                  105

0.5                               110

小于 0.25                     115


我们应该弄清楚这些规则内在的含义。(1)这些保护声级仅在语言理解所必要的频率内;4kHz及4kHz以上的听力损失只能当作职业的一部分而被接受。(2)假设的工作时间都是五天八小时工作制,在此之外的时间不再对人耳造成伤害,而人耳的恢复机制伴随着高噪声级产生作用。(3)设计者只能保护暴露人群的85%,而对剩下的15%,只能通过经济补偿。

 

尽管 OSHA 标准给出了判断非职业噪声影响的准则,评估休闲和其它非职业噪声可能造成的伤害必须考虑上述限制。上表 4 规定了非职业噪声的日间暴露时间。

表 4 非职业噪声的日间暴露声级建议值


日间暴露时间限制    慢响应A计权声级(dBA)

少于 2 分钟              115

少于 4 分钟              110

少于 8 分钟              105

15 分钟                    100

30 分钟                    95

1 小时                      90

2 小时                      85

4 小时                      80

8 小时                      75

16 小时                    70


文章来源:文章节选自声学基础(西北工业大学版),7.2.7 噪声引起听力损失

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