Association between short-term annoyance and several physiological parameters during different amounts of nocturnal aircraft noise exposure

• Autorzy: Ohlenforst Barbara , Ligthart Seth , Aalmoes Roalt , Schreckenberg Dirk , van Miltenburg Maykel

Identyfikatory

DOI

10.2478/tar-2020-0018

Warianty tytułu

PL

Związek między krótkotrwałym znużeniem a kilkoma parametrami fizjologicznymi podczas różnej liczby narażeń na hałas emitowany przez samoloty nocą

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Annoyance is the most prevalent community response to environmental noise. Observational and experimental lab studies have shown that exposure to environmental noise leads to annoyance, sleep disturbance, daytime sleepiness, increased heart rate and increased blood pressure. However, previous literature is preliminary based on controlled settings or experimental design, raising the question of the generalizability and applicability in daily life scenarios. This study aimed to investigate two main research questions. First, what is the relationship between short-term annoyance and different amounts of nocturnal aircraft noise exposure in daily life? Second, what is the relationship between physiological parameters, including heart rate, number of awakenings, sleep efficiency, sleep duration and different amounts of nocturnal aircraft noise exposure in daily life? This study also aimed to explore the suitability of non-invasive commercially available activity trackers to measure physiological metrics in a scientific way. During this field study, participants were wearing Fitbit Charge 3 activity trackers recording heart rate and different sleep-derived metrics (e.g. deep sleep duration, sleep efficiency and awakenings). The used activity trackers were readily available, non-intrusive, relatively cheap and easy to use by the participants. Simultaneously, a logbook was used by the participants to track the subjective perception and situational context of air traffic noise exposure. The noise levels corresponding to the exposure of air traffic of each participant were calculated based on the location of the participant and the corresponding radar track using an aircraft noise monitoring system. We hypothesize that a higher amount of exposure to aircraft noise in real life will be associated with increased annoyance, increased rest heartrate, higher number of awakenings, decreased sleep efficiency and decreased deep sleep duration.

PL

Znużenie jest najbardziej rozpowszechnioną reakcją społeczności na hałas w środowisku. Obserwacyjne i eksperymentalne badania laboratoryjne wykazały, że ekspozycja na hałas środowiskowy prowadzi do irytacji, zaburzeń snu, senności w ciągu dnia, podwyższonego tętna i podniesionego ciśnienia krwi. Jednakże, wcześniejsza literatura opiera się wstępnie na ustawieniach kontrolowanych lub projektach eksperymentalnych, podnosząc kwestię uogólnienia i możliwości zastosowania w scenariuszach życia codziennego. To studium miało na celu zbadanie dwóch głównych kwestii badawczych. Po pierwsze, jaka jest zależność między krótkotrwałym znużeniem a różnymi liczbami nocnego hałasu emitowanego przez samoloty w życiu codziennym? Po drugie, jaka jest zależność między parametrami fizjologicznymi, w tym tętnem, liczbą przebudzeń, efektywnością snu, czasem trwania snu a różną ilością narażenia na hałas emitowany przez nocne samoloty w życiu codziennym? Badanie to miało również na celu zbadanie przydatności nieinwazyjnych, dostępnych na rynku urządzeń śledzących aktywność, do naukowego pomiaru parametrów fizjologicznych. Podczas tego badania terenowego uczestnicy nosili urządzenia śledzące aktywność Fitbit Charge 3, rejestrujące tętno i różne wskaźniki fizjologiczne (np. czas trwania głębokiego snu, efektywność snu i przebudzenia). Użyte rejestratory aktywności były łatwo dostępne, nieinwazyjne, stosunkowo tanie i łatwe w użyciu przez uczestników. Jednocześnie uczestnicy korzystali z dziennika rejestrującego w celu śledzenia subiektywnego postrzegania i kontekstu sytuacyjnego narażenia na hałas wytwarzany przez ruch lotniczy. Poziomy hałasu odpowiadające narażeniu na ruch lotniczy każdego z uczestników zostały obliczone na podstawie lokalizacji uczestnika i odpowiadającego mu toru radarowego z wykorzystaniem systemu monitorowania hałasu lotniczego. Zakładamy, że większe narażenie na hałas emitowany przez samoloty w warunkach rzeczywistych będzie wiązało się ze zwiększonym znużeniem, zwiększonym tętnem spoczynkowym, większą liczbą przebudzeń, zmniejszoną efektywnością snu i zmniejszonym czasem trwania głębokiego snu. Wstępne wyniki dotyczące interakcji między narażeniem na hałas emitowany przez samoloty, postrzeganym znużeniem i parametrami fizjologicznymi sugerują, że zwiększona nocna ekspozycja na hałas emitowany przez samoloty wydaje się negatywnie wpływać na efektywność snu i czas trwania głębokiego snu.

Słowa kluczowe

EN

aviation; aircraft noise; short-term annoyance; heart rate; deep sleep; sleep efficiency; awakenings; actigraphy

PL

lotnictwo; hałas emitowany przez samoloty; krótkotrwałe znużenie; tętno; głęboki sen; efektywność snu; przebudzenia; aktygrafia

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Transactions on Aerospace Research
• Rocznik: 2020
• Tom: Nr 4 (261)
• Strony: 1--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.

Twórcy

autor

Ohlenforst Barbara

• Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR), Anthony Fokkerweg 2, 1059CM Amsterdam, The Netherlands

autor

Ligthart Seth

• Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR), Anthony Fokkerweg 2, 1059CM Amsterdam, The Netherlands
• Hogeschool van Amsterdam, Weesperzijde 190, 1097 DZ Amsterdam, The Netherlands

autor

Aalmoes Roalt

• Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR), Anthony Fokkerweg 2, 1059CM Amsterdam, The Netherland

autor

Schreckenberg Dirk

• Zentrum für angewandte Psychologie, Umwelt- und Sozialforschung (ZEUS), Sennbrink 46, D-58093 Hagen, Germany

autor

van Miltenburg Maykel

• Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR), Anthony Fokkerweg 2, 1059CM Amsterdam, The Netherlands

Bibliografia

• [1] Mazareanu, E., 2019, “Global air traffic ‒ annual growth of passenger demand 2006-2020,” Statista.
• [2] Basner, M., Babisch, W., Davis, A., Brink, M., Clark, C. and Janssen, S., 2014, “Auditory and non-auditory effects of noise on health,” Lancet, 383(9925) pp. 1325-1332. 10.1016/S0140-6736(13)61613-X.
• [3] Janssen, S. A., Vos, H., Eisses, A. R. and Pedersen, E., 2011, “A comparison between exposure response relationsships for win turbine annoyance and annoyance due to other noise sources,” Journal of the Acoustic Society of America, 130(6), pp. 3746-3753. 10.1121/1.3653984.
• [4] Babisch, W., 2011, “Cardiovascular effect of noise,” Noise Health, 13(52), pp. 201-204. Available from: http://www.noiseandhealth.org/text.asp?2011/13/52/201/80148
• [5] Dang-Vu, T. T., McKinney, S. M., Buxton, O. M., Solet, J. M. and Ellenbogen, J. M., 2010, “Spontaneous brain rhythms predict sleep stability in the face of noise,” Current Biology, 20(15), pp. 626-627. 10.1016/j.cub.2010.06.032.
• [6] Fritschi, L., Brown, A. L., Kim, R., Schwela, D. and Kephalopoulos, S., 2011, “Burden of disease from envirnmental noise,” World Health Organization, ISBN 978 92 890 0229 5. Available from: https://www.euro.who.int/_data/assets/pdf_file/0008/136466/e94888.pdf
• [7] Muzet, A., 2007, “Environmental noise, sleep and health,” Sleep Medicine Reviews, 11(12), pp. 135-142. 10.1016/j.smrv.2006.09.001.
• [8] Basner, M., 2008, “Nocturnal aircraft noise increases objectively assessed daytime sleepiness.” Somnologie. 12(2), pp. 110-117. 10.1007/s11818-008-0338-8.
• [9] Elmenhorst, E. M., Elmenhorst, D., Wenzel, J., Quehl, J., Müller, U., Maass, H., Vejvoda, M. and Basner, M., 2010, Effects of nocturnal aircraft noise on cognitive performance in the following morning: dose-response relationships in laboratory and field, International Archives of Occupational and Environmental Health, 83(7), pp. 743-751. 10.1007/s00420-010-0515-5.
• [10] Beattie, Z., Pantelopoulos, A., Ghoreyshi, A., Oyang, Y., Statan, A. and Heneghan, C., 2017, “0068 estimation of sleep stages ussing cardiac and accelerometer data from a wrist-worn device,” Sleep, vol. 40, issue suppl_1, p. A26. 10.1093/sleepj/zsx050.067.
• [11] de Zambotti, M., Baker, F. C., Willoughby, A. R., Godino, J. G., Wing, D., Patrick, K. and Colrain, I. M., 2016, “Measures of sleep and caridac functioning during sleep using a multi-sensory commercially-available wristband in adolescents,” Physiology & Behavior, vol. 158, pp. 143-149. 10.1016/j.physbeh.2016.03.006.
• [12] Mantua, J., Gravel, N. and Spencer, R. M. C., 2016, “Reliability of Sleep Measures from Four Personal Health Monitoring Devices Compared to Research-Based Actigraphy and Polysomnography.” Sensors, 16(5), p. 646. 10.3390/s16050646.
• [13] Keill, A. K., An, H. S., Dinkel, D. M. and Lee, J. M., 2016, “Validity of Wearable Fitness Trackers on Sleep Measure,” Medicine & Science in Sports & Exercise, vol. 48(5 Suppl 1), p. 10.
• [14] Meltzer, L. J., Hiruma, L. S., Avis, K., Montgomery-Downs, H. and Valentin, J., 2015, “Comparison of a commercial accelerometer with polysomnography and actigraphy in children and adolescents.” Sleep, 38(8), pp. 1323-1330. 10.5665/sleep.4918.
• [15] Paunovic, K., Jakovljevic, B. and Belojevic, G., 2008, “The importance of non-acoustical factors on noise annoyance of urban residents.” Proceedings from the 9th Congress of the International Comission on the Biological Effects of Noise ICBEN, Foxwoods, pp. 684-687. ISBN 978-3-9808342-5-4. Available from: http://www.icben.org/2008/PDFs/ICbEN_Proceedings_2008.pdf
• [16] ISO/TS 15666, 2003, “Acousic ‒ Assessment of noise annoyance by means of social and socioacoustic surveys,” ISO, Geneva.
• [17] Schreckenberg, D., Belke, C., Spilski, J. and Guski, R., 2017, “First results of the development of a multiple-item annoyance scale (MIAS).” 12th ICBEN Congress on the Noise and Public Health Problem, Zurich. Available from: http://www.laermstudie.de/fileadmin/norah/NORAH_downloads/SubjectArea06_Schreckenberg.pdf
• [18] Miller, N. P., 2002, “Transportation Noise and Recreational Lands,” Inter Noise, The 2002 International Congress and Exposition on Noise Control Engineering Dearborn, MI, USA. August 19-21. Available from: https://pdfs.semanticscholar.org/9292/f54de60c2a2b1f36eb3af7d1265cc689023f.pdf
• [19] Slob, M. J. A., van Ballehooij, M., Breugelmans, O., Esser, P., Groenewold, A., Janssen, I., Poelman, B., Schimdt, D., van de Weerdt, R., Woudenberg, F. and van Overveld, A. J. P., 2019, “GGD-richtlijn medische milieukunde: Omgevingsgeluid en gezondheid,” RIVM Rapport 2019-0177. National Institute of Public Health and the Environment. 10.21945/RIVM-2019-0177.
• [20] Dassen, A. G. M., Dolmans, J. H. J., Jabben, J., Hamminga, N. A. R., Hoffmans, W. H. and Nijland, H. A., 2000, “Geluid in de vijfde Milieuverkenning,” RIVM Rapport 408129 009. National Intsitute of Public Health and the Environment. Available from: https://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/408129009.pdf
• [21] Granneman, J. H. and de Beer, E. H. A., 2016, “Grenswaarden piekniveaus,” Rapportnummer RC 913-1-RA-002, Peutz. Available from: https://zoek.officielebekendmakingen.nl/blg-803960.pdf
• [22] Spilski, J., Bergström, K., Möhler, U., Lachmann, T. and Klatte, M., 2019, “Do we need different aircraft noise metrics to predict annoyance for different groups of people?” Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics, Aachen, pp. 1531-1538. 10.18154/RWTH-CONV-239122.
• [23] Brink, M., Schäffer, B., Vienneau, D., Foraster, M., Pieren, R., Eze, I., Cajochen, C., Probst-Hensch, N., Röösli M. and Wunderli, J-M., 2019, “A survey on exposure-response relationships for road, rail, and aircraft noise annoyance: Differences between continuous and intermittent noise.” Environment International, vol. 125, pp. 277-290. 10.1016/j.envint.2019.01.043.
• [24] Brand, S., Gerber, M., Kalak, N., Kirov, R., Lemola, S., Clough, P., Pühse, U. and Holsboer-Trachsler, E., 2014, “Adolescents With Greater Mental Toughness Show Higher Sleep Efficiency, More Deep Sleep and Fewer Awakenings After Sleep Onset.” Journal of Adolescent Health, 54(1), pp. 109-113. 10.1016/j.jadohealth.2013.07.017.
• [25] Loredo, J. S., Nelesen, R., Ancoli-Israel S. and Dimsdale, J. E., 2004, “Sleep quality and blood pressure dipping in normal adults.” Sleep, 27(6), pp. 1097-1103. 10.1093/sleep/27.6.1097.
• [26] Fung, M. M., Peters, K., Redline, S., Ziegler, M. G., Ancoli-Israel, S., Barrett-Connor, E. and Stone, K. L., 2011, “Decreased Slow Wave Sleep Increases Risk of Developing Hypertension in Elderly Men,” Hypertension, 58(4), pp. 596-603. 10.1161/HYPERTENSIONAHA.111.174409.
• [27] Woo, J. M., Hyun, S., Lee, S. H., Kang, S. G., Lee, J., Kim, L., Lee, Y, Yu, B. H., Kang, E. H., Ku, J. I., Shin, H. B., Seo, W., and Park, D. H., 2011, “Productivity Time Lost by Sleep Disturbance among Workers in Korea.” Journal of Korean Neuropsychiatric Association, 50(1), pp. 62-68.

Uwagi

1. This paper has been prepared for Aerospace Europe Conference AEC2020.

2. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).