摘要

燃氣吹葉機(glb)的噪音已經成為北美和世界各地社區煩惱的來源。到目前為止，美國大約有170個社區製定了旨在限製其使用的法規。電池電動吹葉機(blb)被認為是一種更安靜的選擇，但沒有發表的科學研究將其聲音與glb進行比較。本研究直接比較了被測聲音(L₉₀)來自商用GLB和blb的領先型號，包括一個GLB與其中兩個blb具有相同的製造商聲音評級(在50英尺處~ 65 dBA)。l₉₀5英尺處glb的水平在72 - 90 dBA之間，blb的水平在70 - 85 dBA之間。50英尺的聲音級別與製造商的評級一致。在100到400英尺的距離上，L₉₀glb比blb高4-22 dBA。與BLB聲譜相比，測得的GLB聲譜的低頻成分明顯更大，使其能夠在更長的距離內傳輸和保持可聽性，並對周圍社區產生更大的不利影響。此外，glb的低頻成分使其聲音更容易通過家庭的窗戶和玻璃門傳播。應用人耳感知的響度測量方法表明，在室外和室內環境中，聽到的glb往往比blb大幾倍。在實際環境中，每天連續數小時使用多個glb和其他噪音設備不僅使工人而且使社區中大量的人暴露在有害水平的噪音中，不僅威脅到工作健康，而且威脅到公共健康，特別是兒童、老年人和其他弱勢群體的健康。決策者和工業界應采用將工人和公眾的健康和福祉放在首位的新技術和良好做法。

關鍵字

噪音;草坪和花園設備;吹葉機;社區;低頻率;職業衛生;健康的影響

簡介

商用燃氣吹葉機(glb)的噪音對北美和世界其他地區的工人和居民的生活造成了不利影響。美國大約有170個社區對這種特定的設備實施了某種形式的限製。最初開發GLBs是為了噴灑殺蟲劑，今天被用於各種各樣的戶外任務，從吹落葉到清潔硬質景觀，清潔排水溝，甚至清除積雪。目前商業土地護理行業對glb執行大大小小的任務的依賴，導致它們無處不在地出現在社區、公園、學校和其他公共空間。

隨著電動電池技術的進步，人們開始遠離glb和其他天然氣驅動設備，包括割草機、修剪機和鏈鋸。決策者考慮將電動吹葉機(blb)作為可能的替代方案，認為它們的危害較小，因為它消除了排放和噪音。然而，直接比較運行中的glb和blb的實測聲級和頻譜的客觀數據卻十分缺乏。

本研究的目的是:1)比較商業級glb和blb在室外和室內環境下的聲音特性;2)比較GLB和BLB聲音對社區的影響;3)確定具有相同製造商聲音評級的glb和blb是否以相同的方式影響社區。

材料和方法

研究區域和條件

這項研究的戶外野外工作於2018年6月18日(周日)上午10點至下午3點在馬薩諸塞州林肯市公共工程部進行。這一天是特意為最佳天氣(晴朗，少風)和環境聲音條件(車輛少，火車少)而選擇的。林肯是一個郊區，距離波士頓市約20英裏，人口8600人(包括一個空軍基地的居民)，土地麵積約15平方英裏。根據美國國家標準協會(ANSI)[1]的建議，鼓風機在人行道上的一個單一位置(戶外研究地圖-圖1中的原點，藍色星號)操作，距離任何建築物超過100英尺，距離草地10英尺內，距離主要城鎮道路超過400英尺。室內測量是在附近一個帶有現代雙層隔熱玻璃窗的住宅物業(0.6英畝)進行的。

草坪和花園設備

三種型號的商業級背包glb和市場上最強大的商業級背包blb的四種型號進行了測試(表1)。其中兩種氣體型號是強大的，在商業景觀使用中常用的頂級型號[2];第三種(Echo PB760)之所以被選中，是因為它被稱為“安靜的glb”，與兩種blb具有相同的製造商聲音評級(50英尺的a加權分貝[dBA])。這些機器的使用年限從新到三年不等。在研究開始時，三種glb的燃料水平約為48盎司。每個GLB和BLB都由同一個人操作，一個有經驗的草坪護理/景觀美化專業人員。

製作/模型	電源	馬克斯空氣流	馬克斯空氣速度	ANSI製造商聲音評級在50英尺(dBA)[3]
		(CFM) *	(英裏/小時)*
Redmax EBZ8500	汽油	908	206	77
Stihl BR 700 x	汽油	901	193	75
回聲PB760	汽油	535	214	65
Greenworks GBB 700	鋰電池	640 - 700	160 - 170	N/A
Greenworks GBB 600	鋰電池	600	150	64
600年Chervon自我	鋰電池	580	168	65
Stihl BGA 100	鋰電池	494	168	56
ANSI:美國國家標準協會;CFM:立方英尺每分鍾;dBA:加權分貝;MPH:英裏每小時。注:CFM和MPH是用來表示功率的常用度量。

表1:總結設備。

良好的測量

聲音測量是使用經過校準的1型專業聲級表(Bruel和Kjaer型2250，帶有擋風玻璃和三腳架)進行的，能夠在每個1/3倍頻頻帶濾波器上記錄高達140 dBA或143 c加權分貝(dBC)。1型儀表確保了高水平的準確性和重複性。

健全的指標

主要的度量是L₉₀，用平均值和1/3倍頻頻帶中心頻率來測量。L₉₀是聲音能量(以dBA為單位)，超過90%的時間。其他指標包括:L_情商這是平均相當於dBA水平和最低(L_最小值)和最大值(L_馬克斯)快速和緩慢設置的聲級。與未加權的分貝(dB)相比，dBA加權了低頻聲音的貢獻。與L相比_情商這是一個平均值，L₉₀是一種更為保守的聲級測量，代表較低的閾值，更有把握地捕捉到GLB/BLB聲音，而不是交通聲音。L90度規使測量結果能夠在可能存在波動的環境噪聲水平時可靠地表示GLB/BLB噪聲。

戶外測量

如圖1所示，這些機器在距離原點5、50、100、200、400和800英尺的直線距離上進行測試。ANSI關於鼓風機[3]的安全要求和性能測試程序用於指導在原點和50英尺處的聲音測試。在所有距離上，麥克風都放置在離地麵四英尺的地方。在所有情況下，一旦風機啟動，操作人員都會立即將其調至最大功率。在每個距離間隔中，考慮到背景噪聲(如道路交通)，采用30秒的環境聲音測量。在外部噪聲源(如火車、飛機、警報器)幹擾的情況下，重複測量。

圖1:戶外測量區域地圖。

在原點和50英尺處的測量:在距離操作員5英尺的地方測量原點的聲音，持續30秒。在50英尺處，操作人員在8個位置運行鼓風機(與軸的傾角為0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°)，按照ANSI標準[3]順時針旋轉。操作人員將鼓風機管保持在正常操作位置，鼓風機管(噴嘴)的末端距離表麵至少2英寸，並在整個旋轉過程中保持鼓風機管的位置一致。在每個位置，聲音被測量30秒。為了與路麵進行比較，操作人員站在草地上進行了30秒的測量，使用風機進行日常維護工作，同時360度旋轉。

在50英尺以外的距離測量:在更遠的距離進行測量時，操作人員將鼓風機運行為日常維護，同時360°旋轉，並進行1分鍾的聲音測量。

室內聲音測量

在那棟住宅裏，後院的鼓風機開足馬力運轉，距離一扇隔熱的雙層玻璃窗隻有50英尺(約合30米)。操作人員站在天然植被(草、常春藤)上，以最大功率操作鼓風機，就像他們在進行日常維護時360°旋轉一樣。聲音測量在距離關閉的窗戶五英尺的室內進行了一分鍾。在進行聲音測量時，該住宅的所有門窗都關閉了。

分析

所有分析均采用描述性統計。在50英尺高的地方，L₉₀是從L₉₀在圓的八個位置上。L的最小差值₉₀計算glb和blb之間的最小差值;最大差值被計算為每個類型值之間的最大差值。使用以下標準計算人耳所感知到的來自glb和blb的聲音的相對響度:3分貝的差異對人耳是可察覺的;每差10分貝，感知到的聲音就會減少50%，每差10分貝，感知到的聲音就會增加一倍。在嵌套比較中，將Echo GLB(製造商額定為65 dBA)的聲音在距離上的響度與製造商額定為64-65 dBA的blb進行比較。

結果

戶外:聲音能量和感知的響度

在5英尺和50英尺處，從glb觀測到的聲級與使用ANSI標準的可用製造商噪音評級一致(表2)₉₀最安靜的GLB Echo PB760在5英尺和50英尺的位置與3個blb相當。在兩個距離處，L₉₀兩種較響的glb (Redmax、Stihl)比blb高8-20 dBA，表明感知的音量大約是glb的兩倍。

製作/模型	類型	ANSI製造商聲音評級在50英尺(dBA)[3]	測量L90 dBA
			在5英尺	在50英尺
Redmax EBZ8500	GLB	77	93 * *	77
Stihl BR 700 x	GLB	75	90	77
回聲PB760	GLB	65	82	67
Greenworks GBB 700	BLB	N/A	85	67
Greenworks GBB 600	BLB	64	83	64
600年Chervon自我	BLB	65	77	64
Stihl BGA 100	BLB	56	70	57
聲壓級差範圍(dBA): GLBvsBLB		0到21	1 - 23	0到20
感知響度的相對差異:GLBvsBLB		0到4倍的聲音	0到4倍的聲音	0到4倍的聲音
BLB:電池驅動吹葉機;GLB:燃氣鼓風機;N / A:不是可用的 ANSI:美國國家標準協會;* * L情商而不是L90由於測量周期拉長，其中鼓風機空轉，影響L90結果。

表2:測量5英尺和50英尺(室外)處設備的運行聲級。

在100、200和400英尺的距離上，測得的glb聲級比blb聲級高(表3)。兩種更強的glb (Redmax、Stihl)比blb聲級高7-22 dBA，這意味著感知到的響度是blb的2到4倍多。較安靜的GLB (Echo)比blb高3-13 dBA，這意味著聲音級別的差異是兩倍以上。在800英尺處，可聽聲音剖麵的差異大大縮小。然而，觀察到三個GLB仍然可以聽到，兩個聽得很清楚，第三個聽起來不太清楚，但仍然可以注意到。

製作/模型	類型	測量L90dBA
		在100英尺	在200英尺	在400英尺	在800英尺
Redmax EBZ8500	GLB	71	66	55	39
Stihl BR 700 x	GLB	72	65	58	39
回聲PB760	GLB	63	56	48	37
Greenworks GBB 700	BLB	59	52	44	36
Greenworks GBB 600	BLB	57	46	41	39
600年Chervon自我	BLB	57	49	45	41
Stihl BGA 100	BLB	50	44	38	34
聲壓級差範圍(dBA): GLBvsBLB		4 - 22	4 - 22	3 - 20	4到5
感知響度的相對差異:GLBvsBLB		響亮到4倍	響亮到4倍	響亮到4倍	明顯高於環境vs．沒有聲音
BLB:電池驅動吹葉機;氣體動力吹葉機

表3:在100、200、400和800英尺(室外)處測量設備的運行聲級。

戶外:聲音能量和頻率

glb和blb在所有距離上的響度和頻率分布如圖2-7所示。在有遠距離交通的地點進行的大多數戶外測量中，低頻噪聲要多於高頻噪聲，本研究中的環境聲音也具有這一特征。在大於5英尺和小於800英尺的距離上，glb和blb的頻率分布明顯不同。與blb相比，glb(橙色陰影)在所有距離的低頻波段產生了更高的聲能水平。在許多情況下，這種聲音的峰值為100到125赫茲。這些差異在100到400英尺的距離上表現得最為明顯。

圖2:l₉₀GLB和BLB模型在5英尺處的測量。

圖3:l₉₀GLB和BLB模型在50英尺處的測量。

圖4:l₉₀GLB和BLB模型在100英尺處的測量。

圖5:l₉₀200英尺處GLB和BLB模型的測量。

圖6:l₉₀400英尺高度的GLB和BLB模型的測量。

圖7:l₉₀800英尺高度的GLB和BLB模型的測量。

盡管在800英尺的高度，L₉₀在GLB和blb之間，觀察到三個GLB仍然可以聽到，兩個是清晰的，第三個是明顯的。相比之下，來自blb的聲音能量與該距離的環境聲音水平難以區分。隻有來自glb的低頻聲音的峰值顯著高於環境噪聲。因為這些低頻峰值不會出現在blb中，正是這種低頻成分很可能解釋了glb在遠距離上的可聽性。

室內測量

表4顯示，在室內測量到的聲音差異，GLB比BLB高5-19個dBA，這意味著在大多數情況下，從GLB中感知到的聲音明顯比BLB大，在某些情況下，高達4倍。如圖8所示，在室內測量的glb發出的低頻聲音(100-125 Hz以及頻率高達約500 Hz)明顯高於blb。

圖8:l₉₀窗口內GLB和BLB模型的測量。

製作/模型	類型	測量L90dBA
Redmax EBZ8500	GLB	51
Stihl BR 700 x	GLB	52
回聲PB760	GLB	43
Greenworks GBB 700	BLB	38
Greenworks GBB 600	BLB	37
600年Chervon自我	BLB	36
Stihl BGA 100	BLB	33
聲壓級差範圍(dBA): GLBvsBLB		5 - 19
感知響度的相對差異:GLB vsBLB		響亮到4倍
BLB:電池驅動吹葉機;氣體動力吹葉機

表4:測量室內設備的運行聲級。

GLB和BLB與可比製造商噪聲評級的嵌套比較

室外測量結果(表5)顯示，在高達400英尺的距離上，GLB (Echo PB 760)和兩個blb(製造商在50英尺處的噪音評級相似，為64-65 dBA)的聲級存在差異。在高達400英尺的距離上，人類感知到的GLB音量是原來的2到4倍。

製作/模型	類型	測量L90dBA
		5英尺	50英尺	100英尺	200英尺	400英尺	800英尺
回聲PB760	GLB	82	67	63	56	48	37
Greenworks GBB 600	BLB	83	64	57	46	41	38
600年Chervon自我	BLB	77	64	57	49	45	41
聲壓級的差值範圍:GLB和BLB		1到5	3.	6	7到10	3 - 7	1到4
感知響度的相對差異:GLB vs BLB		類似於明顯更大聲	明顯的聲音	明顯的聲音	~ 2倍的聲音	明顯的聲音	類似的
BLB:電池驅動吹葉機;氣體動力吹葉機

表5:在5英尺至800英尺(室外)的距離上測量設備的運行聲級，與製造商的等效聲級相同。

室內測量結果(表6)顯示，與blb相比，GLB被感知到的聲音級別有明顯的大到兩倍。

製作/模型	類型	測量L90dBA
回聲PB 760	GLB	43
Greenworks GBB 600	BLB	37
600年Chervon自我	BLB	36
聲壓級差範圍(dBA): GLBvsBLB		6 - 7
感知響度的相對差異:GLB vsBLB		明顯地大到2倍
BLB:電池驅動吹葉機;氣體動力吹葉機

T可以6:設備測量的聲級與相同的製造商聲級(室內)。

討論

這是首次發表的直接比較商業級GLB和BLB聲音在室外和室內社區環境下的測量特征的研究。研究發現，一個強低頻成分負責將更多可聽到的GLB聲音傳輸到遠距離和進入家庭，這與以往研究的發現[4,5]一致，也與人們對內燃機聲音的普遍了解[6,7]一致。該研究還確定，在室外至少400英尺的距離內，人們感受到的GLB比BLB要響亮得多，在室內也是如此，即使GLB和BLB有相同的製造商噪音評級。

商業景觀維修活動已成為空氣汙染和環境噪音的主要來源。GLB經常被認為是最惡劣的有害噪聲來源[8-10]。

在操作人員的耳邊，GLB聲音超過NIOSH(國家職業安全與健康研究所)設定的85 dBA職業安全標準10- 100倍[2,11]。50英尺，遠遠超過了世界衛生組織製定的55 dBA室外噪聲指南和35-45 dBA室內噪聲指南，以保護公眾健康[12-14]。對於glb，低頻的聲音成分是最容易傳播的，也是它在遠距離以及在住宅和建築物內可聽到的原因。低頻噪聲的挑戰之一是它需要沉重的建築或材料來減少聲音的傳播。這一點在房屋的窗戶和玻璃門上表現得非常明顯。厚重的石膏牆或磚牆可以很好地阻擋來自外部的噪音，但低頻聲音更容易通過重量較輕的窗戶傳播。這是一個常見的問題與無人機道路交通或飛機頭頂，和幾個州和聯邦項目(例如，美國聯邦航空局機場噪音計劃/住宅隔音計劃由美國疾病控製中心管理)提供資金，以升級受影響地區的住房。

經常暴露在響亮和/或持續的噪音中會導致聽力障礙、高血壓、缺血性心髒病、煩惱、睡眠障礙、認知障礙和學習成績下降[15-17]。超過60分貝的噪音會增加心血管疾病的風險[15]。低頻噪聲是一個特別的健康問題，因為它可能“大大增加不利影響”[12,18]。動物實驗表明，暴露於低頻噪聲會導致心血管血管纖維化和增厚[19,20]。最容易受到這些影響的人群不僅包括設備操作人員，還包括兒童、老年人、聽力障礙患者以及自閉症和感覺缺陷障礙等神經係統疾病患者[21]。

使用溫室氣體發生器和其他噪音景觀維護設備是不受管製的。行業指南(例如，一次隻能使用一台GLB，在住宅環境中永遠不要開足馬力，永遠不要在離人50英尺的範圍內操作)通常都被運營商和企業主忽視。相反，這些鼓風機通常是用於維護的穩定設備的一部分，這些設備可能包括割草機、磨邊機、修剪機和鋸子。所有這些設備的組合和它們分布在物業周圍可以產生聲音，對社區的影響比單個設備大得多。雖然這裏不考慮，但必須提到的是，這些機器不僅是有害噪音的來源，也是排放物的來源，包括形成臭氧的化學物質，一氧化碳和細顆粒物。

受有害噪音影響的家庭數量取決於幾個因素。改善因素包括高水平的環境噪聲、結構和自然屏障。加重因素可能包括多件設備的聯合使用。在比較安靜的社區，GLB的聲音沒有被其他來源掩蓋，社區影響的程度將在很大程度上取決於有害噪音水平傳播的距離。影響麵積是這個距離的平方函數，這意味著即使有害水平的聲音傳播距離增加了一點點，也會對社區產生很大的不利影響。

本研究的結果提供了一個保守的估計有害噪音暴露的天然氣動力景觀維護實踐。它們並不代表居住在人口密集社區的人們每周好幾天都暴露在來自多個glb和在單一物業和/或多個物業上運行的其他設備的聲音中。在這種情況下，有害水平的持續噪音可能達到400或更多，可能影響到90多個家庭。

良好的景觀維護實踐不僅關乎美學，也關乎健康和生活質量。決策者和行業參與者——製造商和服務提供者——需要認識到，在一些社區，無約束地使用溫室氣體發生器和其他噪音設備已成為一個公共衛生問題，威脅到公眾，特別是兒童、老年人和其他弱勢群體的健康和福祉。雖然blb在噪聲方麵並不完美，但它們是一項重大改進，現在它們被供電，因此可以用於所有常規的商業任務。向blb和其他電池電力設備過渡將減少操作人員因噪音(和有毒排放)帶來的健康風險，並改善整個社區的健康和福祉。

最後，應該指出的是，ANSI dBA標準在50英尺高度沒有充分評估對社區的影響，也不允許比較氣體和電池驅動設備的聲音，並在其應用於內燃機時受到了廣泛的批評[12,18,22 - 25]。由於它低估了低頻聲音的貢獻，因此無法提供充分的信息來評估聲能如何遠距離傳播或其相關的健康風險。需要采取更適當的措施。

結論

許多人因噪音達到有害水平而受到GLBs的影響，已知會導致嚴重的健康問題。glb和其他噪音氣體驅動設備的擴散正在社區中造成公共衛生問題，使大量人暴露在有害噪音中，包括兒童和其他特別易受傷害的人。決策者應該提高公眾對GLB和其他天然氣動力景觀設備的認識，它們是當地有害噪音和有毒排放的來源。工業、製造商和服務提供者應采用最優先考慮工人和公眾健康的設備和做法。

確認

作者想感謝公共工程部，林肯鎮，馬薩諸塞州，EcoQuiet草坪護理，康科德，馬薩諸塞州，南瓜溪有機，雪莉，馬薩諸塞州和麗貝卡·萊布斯坦的幫助。

資金來源

這項研究是由私人捐款支持的。

的利益衝突

作者聲明沒有利益衝突。

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條信息

文章類型:研究文章

引用:波洛克C，斯帕克斯G，班克斯JL(2018)草坪和花園設備聲音:燃氣和電池電動設備的比較。環境毒理學研究2(2):dx.doi.org/10.16966/2576-6430.118

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出版的曆史:

收到日期:2018年10月30日,

接受日期:2018年11月27日,

發表日期:2018年12月04