《Scientific Reports》:Impact of thermal-acoustic exposure on human performance of healthy adults: simulation of traffic noise and thermal conditions in the urban environment
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本研究针对城市及职业环境中噪声与高温常共存的现实,为探究复合暴露的协同效应,研究者通过实验室对照实验,评估了交通噪声(75 dBA)与热应激(WBGT = 30.62 °C)单独及复合暴露对健康成年人生理参数(心率、血压、核心及皮肤温度)与认知表现(Stroop测试、n-back测试)的影响。结果显示,复合暴露导致最显著的生理负担与认知功能下降,凸显了在暖热嘈杂环境中采取综合性风险评估与缓解策略的重要性。
在现代都市生活与众多职业环境中,人们常常需要同时应对两种恼人的环境压力:不绝于耳的交通噪声与闷热难耐的高温。无论是穿梭于车水马龙的街道,还是在一些特定厂房或户外作业,这两种因素常常结伴出现。过去的研究大多将它们分开探讨,要么只关注噪声对听力或注意力的干扰,要么只研究高温对人体热调节的挑战。然而,现实世界并非如此“单纯”,噪声与高温的“组合拳”究竟会对人的身体和大脑产生何种影响?是简单的效果叠加,还是会产生“1+1>2”的放大效应?这个问题对于保障城市居民健康、提升职业安全与工作效率至关重要,却尚未得到充分解答。为此,一项发表在《Scientific Reports》上的研究,决心在严格控制的实验室条件下,揭开这一复合环境暴露的神秘面纱。
为了精准回答上述问题,研究人员设计了一项精巧的交叉实验。他们招募了80名平均年龄约25岁的健康成年人作为参与者。在实验室中,每位参与者都经历了四种不同的环境条件:令人舒适的对照条件、仅有高温(WBGT湿球黑球温度= 30.62 °C)的热应激条件、仅有交通噪声(75 dBA)的噪声条件,以及噪声与高温同时存在的复合暴露条件。研究者如同一名细致的监测员,实时记录下参与者在各种条件下的生理变化,包括心率、血压、鼓膜温度(反映核心温度)和平均皮肤温度。同时,他们还通过两项经典的认知测试来探查大脑功能的细微改变:Stroop测试,用于评估选择性注意和抗干扰能力;n-back测试,则用于衡量工作记忆的容量与效率。所有收集到的数据都经过重复测量方差分析(ANOVA)这一统计工具的严格检验,以确保发现的可靠性。
研究的主要结果清晰而有力地揭示了复合暴露的独特影响。在生理层面,身体对压力做出了明确反应。核心温度在噪声单独暴露和复合暴露下均显著升高。舒张压则在热应激条件和复合条件下明显上升。尤为值得注意的是,心率仅在噪声与高温的复合暴露中出现显著升高,提示身体承受了更大的综合负担。
认知功能的测试结果同样指向了复合暴露的负面影响。在测量反应抑制的CPT任务中,反应时间在各种暴露条件下均显著延长,其中热应激和复合条件下的延迟尤为明显。对于评估工作记忆的n-back测试,结果更具说服力:在难度较高的2-back和3-back水平,所有测试指标在不同暴露条件下均表现出统计学上的显著差异;即使在相对简单的1-back水平,错误反应数和平均反应时间也出现了显著变化。这些数据共同表明,无论是需要高度集中注意力的任务,还是依赖短期记忆存储与处理信息的工作,在噪声与高温的共同侵袭下,其效率都会大打折扣。
综合所有发现,本研究得出了一个明确的结论:相较于单独的噪声或高温暴露,同时暴露于交通噪声和热应激会显著放大对人体的生理压力与认知功能损害。这种协同效应意味着,在评估类似环境(如夏季的城市街道、缺乏温控的工业厂房)的健康风险时,不能仅将噪声和热应激的影响简单相加,而必须考虑它们相互作用可能带来的额外危害。
这项研究的深刻意义在于,它将环境健康研究的视角从单一因素转向了现实世界中普遍存在的复合暴露场景。它用严谨的实验数据证实,我们身处的复杂环境是一个整体系统,其中的多种压力源可能相互交织,产生意料之外的“合力”。这对于职业健康与安全领域具有直接的政策启示:在制定工作场所的环境标准、设计劳动保护措施以及安排高强度认知工作任务时,必须综合考虑温度与噪声的联合效应,推行整合性的暴露评估与风险缓解策略。简而言之,在对抗环境压力时,我们需要一双同时关注“热度”与“响度”的眼睛,才能更全面、更有效地守护人们的健康与效能。