一、噪声的种类与现状
五十年代中期的日本大城市,有轨电车发出隆隆响声,疾驶往来;神风牌出租汽车的电喇叭呼呼喧嚣,横冲直撞。在这个时代访问过日本的外国人都异口同声地说:日本的自然景色是美的,但城市噪声却令人无法容忍。
这以后,有轨电车渐渐消失,代之而起的是日益激增的公共汽车、出租汽车及私人轿车。这样,在原来的噪声上又加上汽车排气对大气的污染,形成严重的公害。1964年,东京——大阪间新建了国铁新干线;高速公路陆续完工;大型喷气式飞机开始就航;噪声要因一应俱全。
以后的十年,狭小的日本进入了噪声灾难时代,需全力以赴制定噪声标准并采取相应措施了。大的噪声源首先是飞机噪声,有的采取了消声措施,使噪声从90~95分贝下降到70分贝以下;有的是限制每天的起飞机次,特别是1965年前后,颁发了禁止晚间起飞的命令。二是新干线的噪声。新干线的出现,给市区带来了噪声、振动、风压、电视干扰等公害问题。新干线完工后的7~8年,安装了消声防音壁,使100分贝的噪声下降了10%。但在市区沿线25米处,从早上6点半到晚上11点,每隔5~7分钟,80分贝的噪声就持续7~8秒,仍然十分严重。附近住宅的防声装置也不怎么先进。三是汽车噪声。在高速公路上,由于设置了防声壁或加盖了圆顶,多少得到了一些缓和。但由于汽车排气与噪声振动的双重影响,在1976年,阪神国道43号线与高速公路附近的人们发起了“还我安眠之夜”的公害上诉运动。这两条公路每天约通过16万辆汽车,其中大型卡车达23%。在公路50米以内的噪声,白天为76~78分贝,晚上也有69~74分贝,令人神思不定,无法入眠。
二、噪声对人类的影响
噪声对人体的直接影响是,妨害听觉及降低听力,但也不能无视更复杂的不快感及焦躁感等情绪上的影响。后者是由于声音刺激到达脑中枢后,使交感神经感到紧张的结果。德国学者曾把一种叫作光电式波形自记器的小型检查仪器安装在手指上,发现由于声音,手指皮肤的血管呈收缩状态;另外又用热电偶或热控管进行测定,也发现由于声音的影响,皮肤的温度有所下降。这种对循环系统的影响以20岁左右的青年最为敏锐,在噪声为65~60分贝时最为严重。交感神经的紧张控制了胃的运动,也控制了唾液分泌。另外,血液中的红血球增加了,白血球中的中性白细胞增加了,但淋巴球、嗜酸性白细胞、嗜碱性白细胞是减少了。有6名男子反映,在喷气式飞机通过后,每隔2~4分钟都能听到它的声音(70~90分贝),约持续一个半小时。对他们的血液作了检查,发现虽然各人情况不一,但嗜酸性白细胞与嗜碱性白细胞的数目却都有所减少。
这两种血球一般说来都呈现出白天减少、晚上睡眠时增加的周期性,故常用它们的变动来评价日常环境的噪声对生理的影响以及妨害睡眠的程度。
另外,噪声对内分泌系统也有影响。脑下垂体及副肾中分泌的激素量增加了,这些激素是靠相互间的协调作用来保持动平衡的,故定量测定较为困难。一般说来,噪声对内分泌系统的影响分为三个阶段。第一阶段是警告反应期,此时交感神经系统紧张,副肾皮质激素的分泌呈现出增加的抗冲击相。第二阶段是阻抗期,此时副肾肥大,由此产生的激素作用于全身器官,以对各种可能发生的情况作一个精神准备的适应反应。经过该阶段后就进入第三阶段即弊病期,此时全身衰弱。第一阶段中分泌的副肾皮质刺激激素增加了尿中的类固醇,故也可用来评价噪声的慢性影响。例如与在60分贝音响的办公室工作的人作一对照比较的话,那么,在88分贝音响的工厂中工作不到5年的人,其尿中的17OHCS有所减少,17KGS无变化,17KS稍有增加;但工作了5~15年的人,其尿中17OHCS稍有增加,17KGS急剧增加,17KS稍有增加。在该环境中工作15年以上的人,其个人间的差别越来越大。这主要是因为噪声的刺激是从听觉器官经过大脑皮质传递到视床下部的,在那儿振奋交感神经系统,成为各种反应。一般说来,年轻人的反应比年老者更大,但由于人与人之间的差别也较大,故声音与反应之间的定量关系难以成立,目前尚无法制定允许值之类的标准值。
三、声音感觉性能的遗传
属于昆虫双翅类的黄色猩猩蝇,具有好几个特点,故对遗传学的发展作出了巨大贡献。这是一种身长3毫米、体重为1.1毫克的小虫,经过卵、幼虫、蛹等一系列的变态,在25°C的环境中仅仅九天就能长为成虫。交尾2天后开始产卵。故培养一代只需要短短的十天。放在小瓶中,授以用玉米片、爱表斯(啤酒酵母)、砂糖、琼胶等做成的诱饵,其寿命约为三十天左右,在自然环境中的寿命则不太清楚。雌的猩猩蝇,只要活着,每天都在诱饵的表面产几十个卵,一对大蝇约可繁殖100~1,000个小蝇。猩猩蝇细胞核上的染色体为4对8股。实验详细调查了发生过突变的基因是以如何顺序来排列染色体的等问题。
在自然环境中,具有突变基因的猩猩蝇,由于不具有和正常蝇作生存竞争的能力,故即使产生了也往往不能发现。但在饲养瓶中,可以大量繁殖具有同_样缺陷的猩猩蝇。实验室里的各种突变系统就是这样饲养出来的。所以,为了从遗传学上来阐明噪声的影响,就用这种猩猩蝇来做实验。
笔者曾以5年的时间,参加分析了噪声的慢性、急性影响。一般说来,昆虫对光、声、香味等的感觉是用不同的器官来接受的,该兴奋通过向心性感觉神经传递到脑中枢。在那儿进行处理,根据需要通过离心性神经传递到筋、腺等效应器官,考虑产生何种活动。
猩猩蝇不像脊椎动物那样,有一个明显的听觉器官,它是靠在翅、肢的基部、翅脉或触觉等许多钟状感觉因子,弦音感觉因子等来接受声音等物理刺激的。
光的刺激则是从复眼通过眼球神经(存在生物钟)传递到大脑,促进变态激素的分泌。而声音的刺激则通过遍布于身体各处的任一接受器官传递到大脑的,以后,也许是因为促进了变态激素的分泌,光和声音都有加速变态发育的效果。实验中,测定了不同环境里卵变为成虫所需要的时间,结果发现,在全黑的环境中,平均需要218小时(9.08天);在12小时黑暗、12小时明亮的日周期性环境中,平均为212小时;在全亮环境中,平均为208小时,这就说明受光刺激的时间越长,其发育也就越快。如果在全亮的环境上再加每天12小时的纯音(2,000赫兹、100分贝),则平均为190小时。这与全黑环境比较起来,其生成期约缩短了13%。
—般认为动物从出生到成熟期的时间越短,其寿命也就越短,故可以说缩短成熟期的环境要素也会缩短寿命。曾做过这样一个实验,在一个小瓶中饲养一只雌蝇和一只雄蝇,每隔2天移往另一个新瓶,小心地记录其寿命。结果发现在全黑、没有声音(约50分贝)、25℃这样的环境中,很多猩猩蝇的平均寿命为33.7天。但如果在这样的环境中每天加上8小时1,000赫兹、100分贝的纯音,平均寿命则为28.1天,约缩17%。这就肯定了上述的假设,即成熟期的缩短率与寿命的缩短率是基本一致的。这也正说明了由于噪声的慢性影响,促进了脑激素的分泌,极言之,即使由于生物钟的作用,调节成虫体内所有机能的脑,没有呈现病理状态,但至少也加速了旋转,从而促进老化。
该结论甚至与时间生物学的观点也无甚矛盾。时间生物学者认为,生命的寿命一般取决于生物钟。
称为生物钟的测时器,在每天的黎明或黄昏时分调节,而且还对像猩猩蝇这样的昼行性昆虫发出白天活动的指令。实际上,可以认为在黎明和黄昏这二段时间较为活跃,而日中则是休止的,并不怎么活动。
从黄昏到晚上活动停止后,所有的猩猩蝇都在夜里5~6个小时内静止不动,可能是睡觉吧。为了阐明猩猩蝇的活动规律,曾把它们逐只放进小的玻璃容器内,其中照射二束红外线(950毫米)来进行监视,发现在连续几天的日周期性明暗环境或几天的全黑环境中,它们还是只按生物钟的指令活动,也就是说只在以前相当于白天的时间内活动,而相当于夜晚的时间,则仍有5~6个小时静止不动。
如上所述,对于噪声,通过设定某一个标准来进行控制是十分困难的。但如果人类不仅在白天,而且在夜晚也不能从噪声中解放出来获得充分的睡眠的话,那人类的长寿则是无稽之谈。今天,在人类密集生活的大城市中,高速公路纵横交错、新干线硬挤乱窜,被机场包围的住宅区越来越多。看来,噪声公害尚未引起人们的高度重视。但噪声的慢性影响无疑将渗透人类的整个身心。噪声的感觉性能是劣性遗传的。这种劣性遗传,目前虽还不至于在生物集团中大量激增,但看来是再也不能轻描淡写了。只有今天,才是可能用人类的智慧来建立起控制噪声根本措施的时期。
〔產業と環境(日)1979年10期70~74页〕