Collection and Analysis of Industrial Noise for Research of Noise Induced Hearing Loss

Jang, Chul-Ho; Kim, Young-Ho; Jung, Jae-Kwon; Kim, Jae-Soo; Yoon, Yong-Ju; Park, See-Young

Original Article

Noise and hearing conservation

Korean Journal of Audiology 2001;5(2):120-128.

Collection and Analysis of Industrial Noise for Research of Noise Induced Hearing Loss

Chul-Ho Jang¹, Young-Ho Kim¹, Jae-Kwon Jung¹, Jae-Soo Kim², Yong-Ju Yoon³, See-Young Park⁴

¹Department of Otolaryngology, Wonkwang Medical School
²Acoustc research center, Iksan
³Department of Otolaryngology, Chunbuk National Medical School, Jeonju
⁴Department of Otolaryngology, Inje Medical School, Ilsan, Korea

소음성 난청 연구를 위한 산업소음의 수집과 분석

장철호^¹^, 김영호^¹^, 정재권^¹^, 김재수^²^, 윤용주^³^, 박시영^⁴

^¹원광대학교 의과대학 이비인후과학교실
^²공과대학 음향연구실
^³전북대학교 의과대학 이비인후학교실
^⁴인제대학교 의과대학 이비인후학교실

Abstract

Recently, the environment and pollution have become focuses of public interest, which has also led to increased concern about noise pollution in the working environment. Until now, research on noise induced hearing loss has performed using pure tone, white noise or narrow band noise. The purpose of this study is to measure and analyze the spectrum of various industrial noises. Sixteen industrial constructive noises were recorded at workstation using the digital audiotape and analyzed physical characteristics using the real time frequency analyzer. Intensity of constructive noise was above 80 dB HL and peak amplitude was lower frequency from 80 to 800 Hz. Recorded industrial constructive noise will be helpful for assessing humans responses and modeling noise-induced hearing loss.

Keywords: Industrial noise;Spectrum analysis.

교신저자：장철호 570-711 전북 익산시 신용동 344-2 원광대병원 이비인후과학교실
전화) (063) 850-1311, 전송) (063) 841-6556, E-mail：chul@mail.wonkwang.ac.kr

서 론

산업 발달과 더불어 교통 소음, 작업장 소음, 건축 소음 등의 산업소음들이 필연적으로 증가하고 있다. 소음으로 인한 청력 장애의 정도와 범위에 영향을 미치는 요인들로는 소음의 강도와 주파수, 1일 폭로시간, 전 폭로시간, 개인의 감수성, 근로자의 연령, 이 질환 동반 유무, 소음환경의 성질, 소음원으로 부터의 거리 등이 있다. 그 중에서 가장 중요한 요인인들은 소음의 강도(over-all noise level), 구성성분(frequency spectrum), 소음에의 1일 폭로시간 및 전 작업시간 등이다.
소음성 난청의 형태학적 연구에 사용되어 온 소음들은 주로 청력검사기의 순음 또는 백색 잡음, 협역대역잡음, 총소리 등이 사용되어 왔으며 주로 고주파인 4kHz 소음이 사용되었다.^1-4)
소음성 난청 유발 실험 모델을 위해서는 산업 소음을 사용하는것이 합리적이라 생각된다. 그러나 산업 소음들을 사용한 연구들은 드문 편이다. 이를 위한 산업 소음의 분석은 단순히 소음의 강도만을 측정하기 보다는 강도와 주파수, 소음의 음질의 특성을 분석하여야 한다. 국내에서는 산업소음과 관련된 소음성 난청의 연구는 광산에서 발생하는 소음으로 인한 광부들의 소음성 난청과⁵⁾ 항공소음에 의한 조종사들의 소음성 난청,⁶⁾ 지하철에서 근무하는 사람들의 소음성 난청⁷⁾에 관한 실태조사가 있을 뿐이며 소음의 분석도 sound level meter를 사용한 강도의 측정만이 시도됐으나 주파수 분석은 이루어지지 않았다. 정확한 분석을 위해 소음의 녹음은 집음기가 달린 디지털 녹음기를 사용하고 컴퓨터에 연결하여 채집분석 프로그램을 사용하는 것이 합리적이다. 디지털 녹음기를 사용한 연구로는 Chae⁸⁾에 의한 이명의 matching 자료구축을 위한 풀매미 소리, 바람 소리 등을 연구한 것 외에는 없는 실정이다.
본 연구의 목적은 산업 소음들을 채집하고 각 소음의 강도와 주파수, 음질의 특성 분석을 통하여 소음성 난청 예방을 위한 기초 자료와 동물 실험시 실험적 소음성 난청 유발 모델 유발을 위한 산업 소음 자료들을 구축하고자 하였다.

재료 및 방법

15개의 산업 건설, 기계 작업장의 소음을 소음 집음기(Microphone type 4165, B&K Co. Dennmark)가 연결된 디지털 녹음기(Digital audiotape, PC 216AX, Sony Co. Japan)로 녹음한 후 분석하였다. 녹음된 소음을 분석하기 위하여 사용된 프로그램은 real-time frequency analyzer(Type 2144, B&K Co. Dennmark)였다. 소음을 발생하는 기계에서 집음기의 거리는 5 m 이내였다. 녹음된 소음들은 착암기, 브레이커, 덤프트럭, 람마, 지게차, 리프트카, 콘크리이트 펌프차, 이동식 크레인, 공기압축기, 발전기, 로울러, 포크레인, 불도저, 그레이더, 항타기에서 발생된 소음들이었다.

결     과

산업 소음들의 스펙트럼을 분석하였는데 주파수는 광대역에서 나타났으며 강도는 80~100 dB 사이였다(Fig. 1~15). 착암기, 브레이커, 항타기, 공기압축기, 로우더를 제외한 소음들의 퇴대 강도가 나타난 주파수는 80~150 Hz 사이의 저주파였으며 공기압축기만이 800 Hz에서 최대 강도를 보였다.
소음의 스펙트럼에 따른 유형 분석은 안정소음(steady noise), 변동소음(fluctuating noise), 충격소음(impulsive noise)으로 분류되는데 공기압축기, 로울러, 발전기 소음은 소음에 속하였으며 굴삭기, 이동식 크레인, 리프트카, 콘크리이트 펌프카, 덤프트럭, 지게차, 그레이더 소음은 변동소음에 속하였으며 항타기, 람마, 브레이카, 착암기 소음은 충격소음에 속하였다(Table 1).

고     찰

본 연구에서 측정된 산업 소음들은 소음원에서 5 m 거리에서 측정하였는데 소음 강도는 80~100 dB 사이였으나 소음원이 가까운 거리에서는 강도가 더 클것으로 생각된다. 5 m에서 측정한 이유는 본 결과를 토대로 산업 소음 환경에 대한 주변 거주인들의 청각심리 및 반응을 연구하려고 계획하였기 때문이었다. 본 연구결과에서 대다수의 건설 기계 산업 소음은 저주파수이기 때문에 일단 소음이 발생하면 별다른 감소없이 멀리까지 전달되어 현실적으로 흡음재 및 차음재 등을 통한 소음 방지 대책이 아주 어려운 실정이다. 따라서 소음 기계를 다루는 사람 이외에도 소음에 노출된 주변 사람들은 불쾌감을 유발하고 혈압이 증가되며 수면 장애를 유발시킬수도 있으며 결국 만성화되면 소음성 난청이 발생한다. 그러나 수주 내지 수개월동안 소음에 노출된 경우 난청은 발생하지 않았을 지라도 불쾌감 등 여러장애를 유발시킬 수 있다. 본 연구에 사용된 소음들은 음원의 유형에 의해 3가지 형태로 분류되었는데 각 그룹은 유사한 크기의 음압과 소음 특성을 가진다. 따라서 비슷한 소음들은 합성할 수도 있으며 청감 실험을 위해 사용될 수도 있다.⁹⁾
소음성 난청의 동물실험적 연구를 위하여 사용된 소음원들은 주로 순음 청력검사기의 순음(주로 4 kHz)들이 사용되어 왔다. 김 등¹⁰⁾은 충격음으로 에너지가 800~1000 Hz에 분포되어 있는 고주파 소음인 M-16 소총과 80~100 Hz에 분포되어 있는 저주파 소음인 105 mm 곡사포의 충격소음을 사용하여 실험한 결과 와우 기저회전 끝에서 40~65%의 거리에 해당되는 부위, 즉 2~4 kHz의 음을 감지하는 부위에서 유모세포의 손상이 나타났으며 고주파와 저주파의 소음에 의한 와우 병변의 차이를 발견하지 못했다. 그러나 Bohne과 Harding¹¹⁾은 chinchilla에서 저주파 소음(0.5 kHz)과 고주파 소음(4 kHz)을 47~95 dB 크기로 2~432일 동안 노출시켜 와우의 변화를 관찰하였는데 현저한 차이를 보였다. 즉 고주파 소음에 노출된 경우는 유모세포의 손상은 4~8 kHz 영역 부근에서 현저하게 나타났지만 저주파 소음에 의한 유모세포의 손상은 와우 첨부에서 broad 하게 나타났으며 와우 기저부에서도 고주파 소음에서와 같은 손상이 나타났다. 따라서 저주파 소음에 노출이 되면 와우 전영역에 병변을 초래하기 때문에 고주파 소음에 노출된 경우보다 문제가 심각하다.¹²⁾ 저주파소음에 노출된 경우 와우 기저 부위까지 손상이 나타나는 것은 traveling-wave theory로는 설명하기 힘들다고 보고되었다.¹¹⁾¹³⁾ 따라서 이에 대한 연구가 이루어져야 한다.
본 연구에서 수집된 산업 소음들은 저주파에서 최대 강도를 보인 소음들로써 이에 대한 연구를 위한 소음들로 사용될 수 있다.

결     론

소음성 난청의 원인이 되는 산업 소음들을 측정하고 분석한 결과 산업 소음들은 전부 저주파에서 최대강도를 보였으며 채집된 소음들은 향후 소음으로 인해 발생하는 청각심리학적 검사에 유용하게 사용할 수 있고 또한 소음성 난청을 실험하는데 소음원으로 사용되리라 생각된다.

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