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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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，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。
声功能区类别 | 昼间限值/dB(A) | 夜间限值/dB(A) |
0类：康复疗养区等特别需要安静的区域。 | 50 | 40 |
1类：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，需要保持安静的区域。 | 55 | 45 |
2类：以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域。 | 60 | 50 |
3类：以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域。 | 65 | 55 |
4a类：高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通（地面段）、内河航道两侧区域。 | 70 | 55 |
4b类：铁路干线两侧区域。 | 70 | 60 |
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！
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