圖1:800英尺半徑被劃分為距離質心50、100、200、400和800英尺的同心圓
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艾麗卡•沃克1 *傑米·班克斯2
1哈佛大學陳曾熙公共衛生學院環境衛生係，美國地標中心西公園路401號beplay最新下载2安靜的社區，郵政信箱533，林肯，馬薩諸塞州，01733，美國
*通訊作者:埃麗卡·沃克，哈佛大學陳曾熙公共衛生學院，美國地標中心西公園路401號，環境衛生係，beplay最新下载電子郵件:edw266@mail.harvard.edu
在美國，有超過1100萬台燃氣吹葉機(GLB)在運行。大多數發動機由效率低下的二衝程發動機提供動力。噪音對一些人來說是無法忍受的，許多社區已經頒布法令限製使用。這項試點研究旨在表征商業級GLB的低、中、高頻聲音成分，評估A加權分貝(dB [A])在描述這種聲音方麵的充分性，並討論GLB聲音在社區環境中的影響。在一個現場實驗中，使用2個鼓風機和一個軟管真空，時間平均a加權dB(a) (LAEQ)和未加權dB(LEQ)指標，以及低、中、高頻GLB聲音成分在距離操作點(質心)800英尺的間隔內進行了評估。每個GLB在50英尺處的聲級與製造商的評級一致。質心處的LEQ和LAEQ，來自2個glb和軟管真空的聲音均超過100分貝。在所有距離間隔內，LEQ比LAEQ高11.2 ~ 12.5分貝。除高頻分貝外，該設備發出的所有聲音指標在距離質心800英尺的範圍內都超過了世衛組織室外日間標準(55分貝)。低頻分量在距離上的優勢表明，與基於dB(a)的度量相比，基於dB(a)的度量更適合描述這種聲音。 The loudness of GLB sound at point of operation is especially concerning for the auditory and non-auditory health of workers and others regularly exposed in close proximity. The ability of this sound - in particular its lower frequency components - to travel over long distances suggests that GLB sound has a wide ranging impact on surrounding communities and raises concerns over its adverse health impacts.
噪音;草坪及花園設備;吹葉機;社區;低頻率;職業衛生;健康的影響
一個常見但有缺陷的假設是，噪音(定義為不受歡迎的聲音)是與技術進步相關的機會成本。這種誤解在草坪和園藝行業尤其明顯，今天，燃料驅動的設備被用來完成幾乎所有曾經手工完成的任務。景觀維護中常用的一種設備是商業級燃氣吹葉機(GLB)。在美國使用的大多數glb由效率低下的2衝程發動機驅動，外殼為輕質金屬，幾乎沒有隔音效果，運行速度是汽車發動機(9000轉/分鍾)的三倍，發出響亮而單調的聲音[1]。許多人形容這種聲音難以忍受。
2011年，據估計美國有超過1100萬個glb在運行[2,3]。glb用於執行從樹葉、灰塵和碎片清除到社區、學校、醫院和公共場所周圍的排水溝和除雪等任務。商用級機器占鼓風機活動的大部分[2]。根據製造商的報告，這些機器的聲壓級在操作人員耳邊超過95分貝(dB[A])，在50英尺處通常為65-80分貝(A)。與世界衛生組織(WHO)製定的日間聲音標準相比，這些水平比推薦的55分貝(A)[4]高出15分貝(A)。鑒於GLB的高音量和在居民區、學校、醫療設施、公園和其他公共場所的頻繁使用，它受到攻擊也就不足為奇了。
聲音對健康的不良影響包括聽覺影響，如聽力損失和耳鳴，以及非聽覺影響，如認知能力和心理健康下降、睡眠中斷、缺血性心髒病、心肌梗死和高血壓[5]。beplay最新下载低頻聲音成分被認為比高頻聲音成分對健康的不良影響更嚴重[6,7]。來自低頻成分聲源的不利影響可能發生在低於30 dB(A)[4]的聲級。與其他源[4]相比，低頻成分的源建議使用較低的分貝標準。
除了製造商報告的dB(A)級，很少有人知道GLB聲音的特征或它在環境中的傳播。芬蘭研究人員在幾個GLB模型的測試中發現了低頻和音調成分，聽起來像[8]。這些因素加上低頻聲音能夠遠距離傳播並穿透建築物牆壁[6]，可能解釋了社區中人們對這種聲源的不可忍受性。
考慮到a加權係統弱化了500hz以下的頻率，dB(a)可能無法充分代表GLB聲音及其潛在影響。這項初步研究的目標是:1)描述通常用於草坪和花園維護的典型吹風機組合的聲音特征;2)評估分貝(A)作為聲音代表性指標的充分性;3)討論該設備可能對周圍社區產生的影響。一項現場實驗使用A加權和其他聲音指標測量了800英尺範圍內的聲音。
研究領域
2015年4月29日上午8點至11點，現場工作在馬薩諸塞州林肯市公共工程部(DPW)進行，該郊區距離波士頓市約20英裏。林肯有6500人口，占地麵積15平方英裏。研究區域的起點(距離為0，“質心”)位於DPW停車場，並向外延伸至800英尺半徑(圖1)。800英尺半徑被劃分為距離質心50、100、200、400和800英尺的同心圓。
方圓800英尺範圍內是單戶和多戶住宅，以及商業和市政物業。公路、火車和飛機的交通很少或根本沒有與之競爭的聲音。
草坪及花園設備
兩個背負式吹葉機(EBZ8050(機器“A”)，EB7000(機器“B”)或EBZ8001(機器“C”)(Husqvarna公司，斯德哥爾摩，瑞典)和一個軟管真空機(機器“D”;由DPW擁有和運營的Scag Giant-Vac, Mayville, WI)用於本試點研究。這些機器的相關規格如表1所示。該設備發出的聲音測量方法如下:(1)在0英尺和50英尺處，對每台機器(A-D)進行測試，將觀測到的聲音水平與製造商報告的聲音水平進行比較;(2)在0、50、100、200、400和800英尺處，三台機器的組合——兩台雙肩包吹葉機(a在所有距離處，B(在0和50英尺處)或C(在其他距離處)和軟管真空機(D)同時運行。這種設備組合在今天的景觀維護實踐中普遍使用。在質心之外，僅對於組合場景，在每個距離上進行三次測量。由於機器b的故障，機器C以≥100英尺的距離間隔使用。機器操作員被要求啟動機器，迅速將機器從空轉到全速，並保持全速30-45秒。
| 代碼 | 發動機功率 | 最大空氣流量(CFM) | 最大空氣速度(每小時) |
| 一個 | 72 cc | 685 | 201 |
| B | 62 cc | 529 | 200 |
| C | 72 cc | 685 | 201 |
表1:使用的glb摘要
CC:立方厘米;CFM:立方英尺每分鍾;GLB:燃氣吹葉機;MPH:英裏每小時
聲音和現場狀況測量
使用Optimus Red八度波段分析儀CR-162C(英國北約克郡)記錄聲壓級。氣象條件(溫度、風速、相對濕度)使用Kestrel 3500氣象計/數字幹濕計(Birmingham, MI, USA)收集。聲音測量記錄了一分鍾。努力避免在火車、道路交通、飛機和緊急服務的幹擾聲存在時測量設備聲音。在出現這種幹擾聲時，重複測量。
健全的指標
LAEQ和LEQ分別表示在測量周期內的平均dB(A)和dB聲壓。對於每個間隔距離的測量，LAEQ和LEQ直接從倍頻帶分析儀獲得。低、中、高頻聲音指標是通過以下頻段的分貝總和來計算的:低頻(<250 Hz)、中頻(250<2000)和高頻(<2000 Hz)。同時還測量了所有距離的背景LAEQ，以反映機器不運行時的聲音水平。
數據分析
對於每個距離(50、100、200、400、800英尺)，取該距離上三次聲音測量的平均值，計算平均值、標準偏差和範圍。所有分析均采用SAS(版本9.4;北卡羅來納州卡裏的SAS Institute Inc.)。
表2比較了在50英尺處觀測到的聲級與製造商在相同距離下的額定聲級。觀察到的聲級為77.6 - 80 dB(A)，與製造商報告的基本一致。在質心處，各個機器發出的聲音範圍為85 - 101分貝(A)和92-104分貝。
| 代碼 | 製造商額定聲音級別(dB[A]在50') | 觀測到的聲級(dB[A]在50') |
| 一個 | 77 | 77.6 |
| B | 73 | 79 |
| C | 77 | 79 |
| D | NA | 80.6 |
表2:製造商額定與觀察到的設備聲級
表3列出了每個距離上機器組合發出的聲音的描述性統計數據。對於所有指標，最高的聲音水平出現在操作點，並隨著距離的增加而降低。在所有距離上，LEQ和LAEQ之間的差異範圍為11.2-12.5分貝。除高頻部分外，所有聲音指標均高於世衛組織推薦的室外日間水平(800英尺外55分貝)。低頻和中頻是所有距離上的主要聲音頻率。圖2顯示了這些頻率在800英尺外的傳播。中低頻聲級在距離質心100英尺內急劇下降，而低頻聲級隨著距離的增加逐漸下降。與質心相比，在800英尺處，LAEQ聲壓下降45 dB(A)，高頻分量下降45 dB，中頻分量下降51 dB，低頻分量下降35 dB。
圖2:聲音的頻率隨距離變化
| 距離(英尺) | 機器組合測試 | 聲音規 | 意思是(SD) | 範圍* * |
| 0 | A + B + D | 背景dB (A) | 64.2 | |
| LEQ dB | 106.4 | |||
| LAEQ dB (A) | 102.4 | |||
| 低頻dB | 102.4 | |||
| 中頻dB | 103.6 | |||
| 高頻dB | 95.7 | |||
| 50 | A + B + D | 背景dB (A) | 59.7 | |
| LEQ dB | 97.6 (7.1) | 87.3 - 101.3 | ||
| LAEQ dB (A) | 85.5 (7.6) | 74.0 - 88.5 | ||
| 低頻dB | 97.6 (7.1) | 87.2 - 101.2 | ||
| 中頻dB | 82.5 (7.2) | 71.6 - 84.6 | ||
| 高頻dB | 74.7 (6.7) | 64.6 - 77.5 | ||
| One hundred. | A + C + D | 背景dB (A) | 49.7 | |
| LEQ dB | 94.3 (5.5) | 86.7 - 97.6 | ||
| LAEQ dB (A) | 82.8 (7.0) | 72.3 - 85.4 | ||
| 低頻dB | 94.3 (5.4) | 86.7 - 97.4 | ||
| 中頻dB | 80.1 (9.4) | 65.5 - 82.1 | ||
| 高頻dB | 72.4 (10.4) | 56.1 - 74.5 | ||
| 200 | A + C + D | 背景dB (A) | 47.6 | |
| LEQ dB | 85.2 (7.6) | 72.9 - 87.9 | ||
| LAEQ dB (A) | 72.9 (8.3) | 60.5 - 77.0 | ||
| 低頻dB | 84.0 (7.5) | 72.6 - 87.6 | ||
| 中頻dB | 71.2 (9.2) | 57.9 - 76.2 | ||
| 高頻dB | 61.3 (8.4) | 48.5 - 61.1 | ||
| 400 | A + C + D | 背景dB (A) | 58.3 | |
| LEQ dB | 75.8 (1.1) | 74.3 - 76.5 | ||
| LAEQ dB (A) | 63.3 (2.2) | 60.5 - 64.9 | ||
| 低頻dB | 75.4 (1.0) | 74.3 - 76.3 | ||
| 中頻dB | 60.4 (3.7) | 55.3 - 62.1 | ||
| 高頻dB | 54.6 (6.3) | 47.1 - 58.7 | ||
| 800 | A + C + D | 背景dB (A) | 54.7 | |
| LEQ | 68.5 (2.6) | 67.7 - 70.6 | ||
| LAEQ dB (A) | 57.3 (5.0) | 50.7 - 60.6 | ||
| 低頻dB | 67.9 (2.3) | 65.6 - 70.5 | ||
| 中頻dB | 55.9 (7.3) | 44.9 - 59.5 | ||
| 高頻dB | 50.4 (7.2) | 39.7 - 54.0 | ||
| *LAEQ單位為dB(A);**範圍:在每個距離間隔中獲得超過3個錄音的最小值和最大值 | ||||
| LF:低頻(< 250hz);MF:中頻(250 | ||||
表3:兩葉鼓風機和軟管真空距離的聲音參數(dB)*
我們的結果表明，根據最常用的dB(A)為基礎的指標，草坪和花園設備的聲音在距離質心800英尺的地方高於世界衛生組織的社區室外白天聲音標準。當超越LAEQ來考慮這種類型聲音的全頻率分布時，低頻聲音在所有距離和非常高的分貝下都占主導地位，與先前報道的結果[8]一致。
研究發現，草坪和花園設備的聲音仍然高於世衛組織室外白天聲音水平標準55分貝(A)，從操作點到800英尺，這引起了人們對社區影響的擔憂。首先，在這項初步研究中，我們隻考慮了單個典型草坪和花園維護操作的影響。現實情況是，在一個特定的社區內，幾種操作可能同時發生，並持續很長一段時間，從而加劇了這些聲源的有害影響。其次，一個直徑1600英尺的圓(半徑800英尺)所包圍的區域很大。在人口密集的社區，在家工作的人、上夜班的人、兒童、退休人員、老人和病人可能會在家中、公寓大樓和企業中暴露在高水平的低頻聲音中。此外，這一區域可能包括在學校、醫院、日托中心和養老院工作的人，他們的世界衛生組織日間聲音標準為35分貝(A)或更低的[4]。
除了這些機器發出的聲音的響度外，低頻聲音的主導地位也令人擔憂，因為這種聲音能夠遠距離傳播，穿透建築牆壁，對健康、生產力和/或生活質量產生負麵影響。根據以往的研究，低頻聲音是引起煩惱等應激不良的常見原因[4,6,7]。即使在世界衛生組織認為無害的水平，研究表明，含有低頻成分的源引起了大量的投訴[6,9]。除了煩惱之外，低頻聲音還與壓力和心血管反應的急性變化有關，例如:血壓變化、心率變異性、皮質醇和澱粉酶分泌以及睡眠障礙[6]。長期地，這些應激和心血管反應的持續刺激可導致高血壓、心肌梗死、動脈硬化、缺血性心髒病和中風[5]。經常接觸GLB聲音可能會對工作人員和其他近距離人員的聽覺和非聽覺健康產生負麵影響。
使用基於dB(a)的度量來表示具有強低頻成分的聲源受到了廣泛的批評[4,6,7,10]。這項初步研究的結果表明，a加權聲音指標不足以代表glb聲音的影響。由於低頻聲音傳播的距離很長，能量損失很小[6]，並且已知可以穿透建築牆壁[8]，因此製造商的評級中包括來自其設備和超過50英尺距離的聲音頻率分解是很重要的。此外，對政策製定者來說，了解這種類型的聲音可能對周圍社區產生的影響也很重要
據我們所知，這是第一個在社區環境中表征景觀維護設備聲音的研究。研究結果有助於更好地了解glb發出的聲音的性質，並將有助於為社區內的監管和減排政策提供信息。然而，這項初步研究有一些局限性，應該加以考慮。聲音隻能在短時間內從單個位置的少量機器中測量出來。在實際設置中，許多機器可能在一天的過程中在一個社區內的多個屬性上運行。另一個局限性是，這項研究隻測量了室外草坪和花園的環境聲音水平，這可能無法反映家庭、辦公室和學校等室內環境的聲音水平。此外，我們的結果隻是描述性的，沒有直接考慮聲音傳播(由於物理或自然阻抗造成的衰減或加劇)。最後，盡管頻譜增強了我們對GLB聲音本質的理解，超越了基於dB(A)的指標，但應該考慮使用心理聲學指標，以幫助我們更好地理解人類對這種類型的聲音[11]的主觀反應。
需要進一步的研究來解決這些限製。特別是，需要進行更大規模、更可靠的研究，以進一步調查各種因素之間的相互作用，如流行程度和使用時間、一天中的時間、暴露位置、與聲源的距離、聲音傳播和人類反應，以便更好地了解這種聲音對社區的影響。
這項研究的結果表明，glb產生的景觀維護聲音可能在社區中長距離傳播，其已知水平會增加對健康產生不利影響的風險。弱勢群體包括工人、兒童、老人、病人、在家工作的人和上夜班的人。a加權分貝指標不能充分表征GLB聲音及其對社區的潛在影響。由於這種設備的普遍使用，衛生專業人員和政策製定者必須了解這種類型的聲音可能對周圍社區產生的影響。
作者要感謝公共工程部，林肯鎮，馬薩諸塞州為他們的協助運行他們的設備。我們還要感謝以下人員的協助:瑪麗·戴維斯、弗朗辛·拉登、查爾斯·馬洛塔、馬克·紐馬克、大衛·賽克斯和格拉迪斯·昂格爾。
Erica Walker獲得了美國國立衛生研究院(NIH)博士預科環境流行病學培訓基金T32ES007069和哈佛- niehs中心設施訪問基金(NIH資助P30ES000002)的支持。
作者聲明沒有利益衝突。
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文章類型:研究文章
引用:Walker E, Banks, JL(2017)草坪和花園設備聲音特征:社區試點研究。環境毒理學研究1(1)doi http://dx.doi.org/10.16966/2576-6430.106
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