1. 개요
사망 근로자 ○○○(64년생, 여자)은 A중학교에서 조리원으로 근무한 후 2017년 4월 원발성 폐암(비소세포암, T3N2M0, Stage Ⅲb)을 진단받고 2018년 4월 4일 사망하였다.
2. 직업력
2-1. 작업내용 및 작업환경
A중학교를 방문하여 망 근로자 ○○○의 유족과 급식실 담당자와 면담을 하였는데 아들의 진술에 의하면, 망 근로자 ○○○은 2005년 3월부터 2017년 2월까지 12년 동안 조리실무사로 근무하였다고 한다. 2015년까지는 학교의 인원수에 따라 영양사 1명, 조리사 1명 및 조리 실무사 5명이 근무하였고, 2016년부터는 영양사 1명, 조리사 1명 및 조리실무사 4명이 근무 하였다. 하루의 근무는 오전 8시에 출근하여 9시까지 식자재를 검수하고, 오전 9시부터 정오까지는 조리 업무를 하였으며, 오후 12시 45분부터 오후 1시 30분까지는 급식을 배식한 후 오후 1시 30분부터 2시 30분까지 및 3시부터 4시까지는 각각 설거지 및 식당 청소를 한 후 퇴근하였다.
2019년 3월 A중학교를 방문하였을 당시에 조리 인원은 4명으로 국을 1명, 밥을 1명, 반찬을 2명이 맡아서 하루씩 담당을 순환해가며 조리를 하고 있었고, 조리원 1인당 담당하는 급식인원은 약 100명 이상에 해당하였다. 반찬에 대한 조리 시에 튀김 및 볶음 요리는 솥을 이용해서 하고 있었고, 전이나 계란 후라이 등은 부침 전용 불판에서 하였으며, 생선 등의 구이 요리는 2010년도에 도입된 오븐에서 주로 한다고 하였다. 돈가스, 닭튀김, 탕수육 등의 튀김요리를 하는 경우에는 한 번에 18 L 식용유 2~3개가 사용된다 하였고, 식용유의 종류는 카놀라유, 콩기름 등이 해당한다고 하였다.
조리 이외에 설거지 및 식당 청소 시에 세척작업을 하였는데, 매일 설거지에 사용하는 식기용 세정제와 주방 청소용 살균소독제를 사용하였고, 월평균 4회부터 연 2회 가량까지 오븐, 솥, 식기세척기 등의 세정제를 사용하였다.
사망 근로자 ○○○의 유족 진술에 의하면, 2016년 여름부터 급식 주방의 환기 시설이 불량하여 조리 연기가 정체되어 있어 근무 환경 개선을 요구하였고, 2017년 5월경에 개선이 이루어지기 시작하였다고 하였다. A중학교에서 제출한 사실관계 확인서에 의하면, 2017년 3월에 후드 및 천장 청소 사업이 있었고, 2017년 5월에 후드 및 닥트 수리가 있었으며, 2017년6월에 배기 보강 및 급기 닥트를 설치한 사실이 확인된다.
한편, 망 근로자 ○○○의 유족이 제출한 2016년도 A중학교 식단표를 참고하여 2016년 2학기에 해당하는 9월부터 2017년 1월까지의 식단표를 검토한 결과 총 조리 일수는 84일이면서 적어도 튀김, 볶음 및 구이 요리가 포함된 일수가 68일(81%)에 해당하였다.
자료 및 A중학교에서 발급한 경력증명서에서 A중학교 및 B초등학교에서 조리원으로 근무한 12년 1개월이 확인된다.
2-2. 작업환경평가(A중학교)
2-2-1. 작업환경측정 및 분석 방법
직업환경연구원에서는 볶음, 튀김, 일반 요리가 포함되도록 5월 15일에서 5월 17일까지 3일에 걸쳐 작업환경평가를 실시하였다. 5월 15일 메뉴는 돼지고기 볶음이 포함된 비빔밥이었고, 5월 16일에는 탕수육 튀김이 포함된 일반 정식이었으며, 5월 17일 메뉴는 장조림 데침과 조림이 포함된 쫄면이었다.
평가 항목은 미국국립산업안전보건연구원(NIOSH) 5524 방법에 따라 총분진으로 2-μm polytetrafluoroethylene(PTFE) 여과지를 이용해 공기 중 입자상 물질을 포집한 후 시료 채취전과 후의 여과지 중량분석에 의한 총분진 농도와 용매(dichloromethane, methanol 및 toluene을 1:1:1로 혼합한 용매) 추출에 의한 중량분석법으로 오일미스트(Cooking Oil
Fume, COF) 농도를 평가하였다. 더불어 왼쪽 1번 솥에서 약 1 m 떨어진 위치(냉장고와 양념분쇄기 사이)에서 PTR(Proton transfer reaction)-TOF(time of flight)-MS(massspectrometer)를 이용해 실시간으로 유기화합물 7종(Formaldehyde, Acetaldehyde, Butadiene, Acrolein, Acrylamide, Benzene, Butanedione)의 농도를 측정하였고,
Photoelectric Aerosol Sensor(PAS2000, Ecochem Inc., USA)를 이용해 실시간으로 particle bounced PAHs 농도를 측정하였다.
시료 포집 형태는 2일차 콩기름에 탕수육을 튀기는 작업을 하는 조리사에 대해 튀김 작업시간 동안 개인시료 평가를 하였고, 솥, 가스식 무압력 취사기, 구이용 불판, 가스 오븐, 세척기 주변 및 조리사 대기실에서는 지면으로 부터 약 1.5 m 위치에서 지역시료 평가법으로 작업시간 내내 측정하였다. 더불어 조리실내 덕트와 연결된 건물 옥상에 위치하는 송풍기 배출구 위치와 옥외 1층에서도 측정하였다.
측정시간은 조리 준비시간, 조리시간 및 청소시간이 모두 포함되도록 오전 9시부터 오후 5시까지 측정하였다.
2-2-2. 작업환경측정 결과
직업환경연구원에서는 볶음, 튀김, 일반 요리가 포함되도록 5월 15일에서 5월 17일까지 3일에 걸쳐 작업환경평가를 실시하였다. 콩기름에 탕수육을 튀기는 작업(90분)에서 조리사의 총분진과 오일미스트(COF)의 노출수준은 각각 0.136 ㎎/㎥ 및 0.114 ㎎/㎥이었고, 튀기는 작업이 있는 2일차의 솥 주변 지역시료에서 오일미스트(COF)의 농도는 0.099 ㎎/㎥, 0.207 ㎎/㎥으로 다른 위치에 비해 상대적으로 높았다(부록 표 5).
PTR-TOF-MS로 3일간 실시간 유기화합물 농도를 측정한 결과 모든 물질에서 조리가 있는 오전의 농도가 조리가 없는 오후에 비해 높았고, 오전에서도 솥에서 조리 중일 때 농도가 가장 높았다. 포름알데히드 농도는 장조림 데침과 조림이 있었던 5월 17일 오전이 평균 346ppb으로 가장 높았는데, 오전의 농도만 놓고 볼 때 고용노동부 노출기준(300 ppb)을 초과할 수 있는 높은 농도였고, 최고 농도는 10시 42분 46초부터 10시 44분 11초까지 데쳐진 장조림과 흑설탕을 솥에서 조리는 과정에서 17,623 ppb으로 매우 높았다. 아세트알데히드와 벤젠은 5월 15일 오전이 가장 높았는데, 아세트알데히드는 평균 163 ppb이었고, 벤젠은 평균 0.9 ppb, 최고농도는 6.1 ppb 였다. 나머지 물질들은 콩기름에 탕수육을 튀기는 5월 16일 오전이 가장 높았는데, 부타디엔 45 ppb, 아크릴아마이드 1.3 ppb이었고, 아크롤레인의 농도는 87 ppb로 나타났다. 아크롤레인의 농도를 직접 비교하기에는 한계가 있지만, 고용노동부 8시간 시간가중 평균농도(TWA)인 100 ppb의 1/2 이상이었고, 최고농도는 303 ppb로써 고용노동부 단기폭로 한계농도(STEL)인 300 ppb와 유사하였다(표 1~3, 그림 1~2).
PAS2000 모니터로 실시간 입자상 PAHs 농도를 측정한 결과 5월 15일 조리가 없는 오후 시간의 평균 농도는 0.0042 ㎍/㎥이었으나, 볶음 요리가 있던 오전에는 솥에 돼지고기가 투입되는 순간부터 농도가 상승하기 시작해서 고기가 다 익을 때 쯤 PAHs 농도가 가장 높은 것으로 관찰되었다. 오전의 평균 농도는 0.1081 ㎍/㎥으로 오후에 비해 약 26배 높았고, 최
고 농도는 0.6220 ㎍/㎥까지 상승하였다(그림 3). 일반적인 대기환경에서의 배경농도가 0.010 ㎍/㎥ 미만인 것과 비교하면 오전의 평균 농도는 10배, 최고농도는 60배 이상 높은 수준이지만, 고용노동부 입자상 PAHs(벤젠에 가용성)의 노출기준인 200 ㎍/㎥과 비교해서는 매우 낮은 농도이다.
5월 16일 오전에 콩기름에 탕수육을 튀기는 조리중에는 PAHs 농도가 오히려 감소하는 경향을 보였고, 튀김 완료 후 탕수육 소스에 전분을 넣고 휘젓는 과정에서만 농도가 증가하였다. 오전의 평균 농도는 0.0111 ㎍/㎥, 최고 농도 0.0475 ㎍/㎥이었고, 오후의 평균 농도는 0.0029 ㎍/㎥이었다.
5월 17일 오전에 장조림 고기를 뜨거운 물에 삶는 과정에서는 PAHs 농도 증가가 없었으나, 익은 장조림 고기를 설탕을 넣고 조린 후에는 PAHs 농도가 짧은 시간 동안에 증가가 관찰되었다. 오전의 평균 농도는 0.0178 ㎍/㎥, 최고 농도는 0.0578 ㎍/㎥이었고, 오후의 평균 농도는 0.0070 ㎍/㎥이었다.
2-3. 작업환경평가(OO고등학교, OO병원)
2-3-1. 작업환경측정 및 분석 방법
직업환경연구원에서는 2018년 10월 11일 OO고등학교, 2018년 10년 12일 OO병원에서 작업환경평가를 실시하였다. 평가항목은 총 분진/호흡성 분진/다핵방향족탄화수소/미세먼지(PM2.5)를 대상으로 하였으며 총 분진/호흡성 분진/다핵방향족탄화수소 측정 및 분석 방법은 미국산업안전보건연구원(NIOSH) 공정시험법 #0500, #0600, #5515방법에 준하여 실시하였다. 미세먼지는(PM2.5)는 미세먼지 측정이 가능한 실시간 측정 장비인 Sidepak(AM 520, TSI inc. USA) 장비를 사용하여 측정하였다.
측정위치는 조리대, 전처리대(도마(칼질) 작업), 화로, 홀, 외기에서 각각 측정하였다. 모든 시료는 작업의 특성상 지역시료로 측정하였다. 평가 항목이 화로에서 발생하는지 여부를 확인하기 위해 최대한 화로와 근접한 곳에 펌프를 설치하였다. OO고등학교에서는 화로 바로 옆에 조리대 위에 올려 시료 방향이 화로를 보게끔 설치하였고, OO병원에서에서는 화로 상부에 위치하고 있는 후드 위에 펌프를 설치하여 시료가 화로 상부에 위치하게끔 하였다. 측정 당시 연료는 모두 LPG를 사용하였다.
측정 당일 OO고등학교의 조리 식단은 차조밥/아욱된장국/오이양파무침/등심돈까스/배추김치/과일샐러드이며, 총 140인분을 조리하였다. OO병원은 오전에는 흰쌀밥/미더덕된장찌개/계란찜/숙주무침/고등어구이/김/김치이었고, 점심은 흰쌀밥/김치콩나물국/두부조림/오이무침/삼겹살구이/김치이었으며, 김치 및 김을 제외한 모든 식단을 조리하였다. 오전에는 10인분, 점심에는 20인분을 조리하였다.
2-3-2. 작업환경측정 결과
OO고등학교 측정 결과는 화로에서 총 분진과 호흡성 분진의 농도는 각각 0.10 ㎎/㎥, 0.03㎎/㎥, OO병원 화로에서의 총 분진과 호흡성 분진 농도는 각각 0.37 ㎎/㎥, 0.15 ㎎/㎥이다.
다핵방향족탄화수소의 경우 OO고등학교 조리대와 화로에서 Benzo(b)fluoranthene, Benzo(k)fluoranthene이 검출되었으며, Benzo(b)fluoranthene는 조리대에서 1.372 ㎍/㎥, 화로에서 1.372 ㎍/㎥, Benzo(k)fluoranthene는 조리대에서 0.467 ㎍/㎥, 화로에서 1.372 ㎍/㎥로 검출되었다. OO병원에서는 조리대에서 Naphthalene이 검출되었고, 농도는 0.914 ㎍/㎥
이었으며, 이 외의 PAHs는 검출되지 않았다.
OO고등학교의 평균 PM2.5 농도는 0.01 ㎎/㎥(범위: 0.01∼0.03)이었고, OO병원 평균 PM2.5 농도는 0.06 ㎎/㎥(범위: 0.01∼3.03)이었다. 또한, 고등어와 삼겹살과 같이 자작한 기름이 있는 상태에서 구이를 할 때 PM2.5 사이즈의 입자가 급격하게 증가하는 경향을 나타냈다(표 4, 그림 4~5).
3. 질병력
3-1. 개인력
사망 근로자 ○○○이 2017년 4월 10일 A대학병원의 초진 기록지에 비흡연자 기록되어 있고, 사망 근로자 ○○○의 유족 진술에서도 사망 근로자 ○○○이 흡연한 적은 없다고 하였다.
3-2. 원발성 폐암의 발병 및 사망 경과
외부병원에서 건강검진으로 촬영한 흉부 영상에서 우폐에 종괴 소견이 관찰되어 2017년 4월 10일에 A대학병원에 내원하였고, 4월 12일에 촬영한 흉부 컴퓨터단층영상(2017. 4. 12)에서 종격동 림프절의 크기 증가가 있으면서 우폐하엽으로 5.1 ㎝ 크기의 조영이 증가한 종괴 소견이 관찰되었다. 4월 19일에는 흉부 컴퓨터단층촬영 하 조직검사(4. 19)를 실시하여 우폐하엽의 종괴에서 비소세포암 소견1)이 확인되었고, 당일에 촬영한 뇌 자기공명영상(4. 19)에서 폐암의 전이 소견은 없었으며, 다음날에 촬영한 양전자방출단층영상(4. 20)에서 기관분기 하부 및 우측의 엽간, 폐문부, 하부 기관주변부, 식도주변부 림프절과 함께 우폐하엽으로 흡수가 증가한 소견이 확인되었다. 4월 21일에 실시한 기관지 내시경검사 상 기관지내 병변은 없었으나, 기관지 내시경 하 초음파 세침흡입검사(4. 21)에서 기관분기 하부 및 우측 하부기관주변부 림프절에서 모두 전이성 암에 합당한 소견2)이 확인되어 원발성 폐암(비소세포암, T3N2M0, Stage Ⅲb)으로 확진하였다.
5월 11일부터 6월 22일까지 동시적 항암방사선요법(paclitaxel/carboplatin 6주기, 6,000cGy)을 시행하였는데, 7월 10일에 촬영한 흉복부 컴퓨터단층영상(7. 10)에서 우폐하엽의 원발부위와 종격동의 전이 소견이 지난 영상(4. 12)에 비해 감소하여 있었고, 복부로 폐암의 전이 소견은 없었으며, 7월 18일에 촬영한 양전자방출단층영상(7. 18)에서도 지난 영상(4. 20)과 비교 시에 우폐하엽 및 종격동의 폐암 소견이 감소하여 있었다.
8월 7일에는 우폐중하엽 절제술과 종격동 림프절 절제술을 동반한 우폐상엽의 쐐기 절제술3)(8. 7)을 시행하였고, 9월 20일부터 11월 27일까지 4주기 보조적 항암요법(paclitaxel/carboplatin)을 실시하였다. 11월 1일에 촬영한 흉부 컴퓨터단층영상4)(11. 1)에서 우폐상엽에 방사선 폐렴의 섬유화로 판단되는 불규칙한 간유리 음영 소견은 지난 영상5)(9. 15)과 비교하여 감소하여 있었고, 수술 후 관찰되던 우측 흉수의 양도 감소하여 있었다.
2018년 2월 12일에 추적 촬영한 흉부 컴퓨터단층영상(2018. 2. 12)에서 지난 영상(2017.11. 1)과 비교 시에 우폐상엽의 방사선 요법 또는 수술로 인한 섬유화 소견에 큰 변화는 없었고, 폐암의 재발 소견도 관찰되지 않았다. 3월 29일에 추적 촬영한 흉부 컴퓨터단층영상(3.29)에서 지난 영상(2. 12)과 비교 시에 좌폐로 국소적인 간유리 음영이 새롭게 관찰되었다.
4월 1일에는 일주일 전부터 발생한 호흡곤란이 악화하면서 가슴이 조이는 증상으로 A대학병원에 입원하였고, 동맥혈가스분석검사(4. 1)에서 동맥혈 산성도(pH) 7.492, 이산화탄소분압 22.7 ㎜Hg, 산소분압 232.2 ㎜Hg, 중탄산이온 17.5 ㎜Hg, 산소포화도가 99.9%로 확인되었으며, 혈액검사(4. 1)에서 백혈구 수와 CRP가 13,830/㎕(호중구 86.5%) 및 0.31 ㎎/㎗, 혈소판 수가 60,000/㎕, BUN/Cr이 33.3/0.6 ㎎/㎗, CK-MB가 9.07 ng/㎖(참고치 3.5 이하), Troponin T가 0.024 ng/㎖(참고치 0.1 이하), D-dimer가 3.35 ㎎/ℓ(참고치 0.55 이하)로 나타났다. 당일에 촬영한 흉부 단순방사선영상(4. 1)에서는 좌폐하엽으로 혼탁 소견이 증가하여 있어 당일부터 비관을 통한 6 L의 산소 및 비경구용 항생제(ceftriaxone, ~ 4. 2)를 투여하였고, 다음날부터는 비경구용 스테로이드제를 추가로 투여하였다. 4월 3일 오후 6시경에는 호흡곤란이 악화하여 8 L의 산소 투여에도 동맥혈가스분석검사(4. 3)에서 동맥혈 산성도(pH)7.410, 이산화탄소분압 30.8 ㎜Hg, 산소분압 61.6 ㎜Hg, 중탄산이온 19.7 ㎜Hg, 산소포화도가 91.7%로 나타나 중환자실로 이실하였는데, 당일에 촬영한 흉부 컴퓨터단층영상6)(4. 3)에서 좌폐로 국소적인 간유리 음영과 경화 소견이 확장하여 있었고, 우폐로 새롭게 간유리 음영과 경화소견이 관찰되었다. 비경구용 항생제(tazobactam/piperacillin, levofloxacin)를 교체하여 투여하였고, 당일에 실시한 혈액검사(4. 3)에서 아스페길루스 항원에 양성 소견이 나와 항진균제(amphotericin B)를 추가하였다. 4월 4일 새벽에는 호흡곤란이 악화하여 기관삽관 후 기계호흡을 시작하였는데, 혈압과 맥박 수가 감소하여 심폐소생술 하였으나, 오전 3시 40분에 사망하였다.
한편, 사망하기 전에 마지막으로 실시한 혈액검사(4. 3, 4. 4)에서 백혈구 수와 CRP가19,620/㎕(호중구 76.9%) 및 1.56 ㎎/㎗, 혈소판 수가 17,000/㎕, BUN/Cr이 34.2/1.1 ㎎/㎗, CK-MB가 11.0 ng/㎖, Troponin T가 0.0032 ng/㎖, D-dimer가 8.23 ㎎/ℓ 및 Pro BNP가 1,542 pg/㎖로 확인되었고, 혈액 배양검사(4. 1, 4. 2, 4. 3)에서 특별한 균주는 검출되지 않았다. 사망하기 9일 전에 실시한 경흉부 심장초음파검사(3. 26)에서 국소적 심벽의 운동 이상 소견은 없으면서 좌심실의 수축기능(심박축율 64.1%)은 정상이었고, 경미한 심낭삼출 소견만이 관찰되었다.
4. 업무 관련성
사망 근로자 ○○○은 사망하기 1년 전인 2017년 4월에 원발성 폐암(비소세포암, T3N2M0, Stage Ⅲb)을 진단받았고, 5월부터 6월까지 동시적 항암방사선요법을 시행한 후 원발암 및 종격동의 전이 소견이 감소하여 있어 8월 7일에 우폐중하엽 절제술 및 종격동 림프절 절제를 동반한 우폐상엽의 쐐기절제술(2017. 8. 7)을 시행하였으며, 이후 9월부터 11월까지 보조적 항암요법을 시행하였다. 이후 사망하기 약 2개월 전까지 추적 촬영한 흉부 컴퓨터단층영상(2018. 2. 12)에서 폐암의 재발 등의 특이 소견은 없었는데, 사망하기 약 10일 전부터 호흡 곤란이 악화하였고, 사망하기 6일 전 및 사망하기 하루 전에 촬영한 흉부 컴퓨터단층영상(3.29, 4. 3)에서 약 5일 만에 양폐의 기관지 주변부로 간유리 음영 및 경화 소견이 급격히 증가하다가 저산소증으로 사망하였다. 사망할 당시에 혈액검사(4. 3, 4. 4)에서 백혈구 수가 증가하면서 혈소판 수는 많이 감소하였으며, Cr 및 Pro BNP도 증가한 상태였는데, 흉부 영상소견7)과 혈액 검사 소견을 고려하면, 비정형 폐렴으로 사망하였을 가능성이 높다고 판단된다.
사망 근로자 ○○○이 사망하기 1년 전에 종격동 림프절을 침범한 제 3기에 해당하는 폐암을 진단받아 동시적 항암방사선요법 후 사망하기 8개월 전에 우폐의 일부인 우폐상엽만 보존한 채 절제술을 시행하였고, 남아있던 우폐상엽의 내구역도 방사선 요법에 따른 섬유화가 발생하여 우폐의 일부만 남아있는 상태였다. 사망하기 6일 전에 촬영한 흉부 컴퓨터단층영상 (2018. 3. 29)에서 좌폐의 폐렴이 새로 발생하여 있었고, 당시에 정상이던 우폐도 5일 만에 폐렴 소견이 급격히 진행하여 사망하였다. 우폐 전절제술에 가깝게 실시한 양엽 절제술을 한 후 폐환기능이 보상적으로 회복하기 이전인 8개월 만에 폐렴이 발생하고, 폐렴 증상이 발생한 시점으로부터 약 10일 만에 폐렴의 급격한 악화로 사망하였는데, 원발성 폐암의 수술로 인해 폐환기능이 감소해 있는 상태에서는 폐렴이 더 쉽게 발생하고, 발생한 폐렴이 급격하게 악화할 수 있다. 이러한 점을 종합하면, 망 근로자 ○○○이 비록 비정형 폐렴으로 사망하였으나, 폐암의 치료로 우폐 전체 중 일부만 남아있었으며, 폐환기능이 보상적으로 회복하지 못하고 폐환기능이 감소한 상태에서 폐렴의 발생 및 급격한 진행으로 사망하여 폐암으로 인한 우폐 중하엽의 절제술이 폐렴으로 인한 사망에 영향을 미쳤다고 판단된다. 따라서, 망 근로자
○○○은 원발성 폐암과 관련하여 사망하였다.
사망 근로자 ○○○은 2005년 3월부터 2017년 3월까지 A중학교 및 B초등학교에서 12년 1개월 동안 조리원으로 근무하면서 학생의 점심을 급식하기 위한 조리 작업을 주로 하였고, 부가적으로 검수 및 세척 작업 등을 하였다.
A중학교와 A중학교 이외의 조리 시설에서 실시한 작업환경측정 결과를 고려하면, 조리의 재료와 조리의 방식에 따라 노출 수준이 다르긴 하였으나, 조리 작업 시에는 각종 휘발성 유기화합물(VOCs)과 입자상 물질(PM)의 노출이 확인되었다.
조리 시에 조리흄으로 발생하는 입자상 물질(PM)은 직경이 대체로 100 nm 이하에 해당하는 초미세 입자상물질(Ultrafine PM 또는 PM0.1)이 대부분에 해당한다. 초미세 입자상물질에 대한 고찰 연구8)9)에서 흡입되는 초미세 입자상물질의 질량 농도가 매우 적다 하더라도, 폐포에 침착(deposition)되는 분율이 가장 높은 입자의 직경이 20 nm로 초미세 입자상물질의 범위에 해당하는 점을 고려하면, 폐포 내에 침착되는 초미세 입자상물질의 수는 매우 많을 수 있다.
또한, 미세 입자상물질(PM2)과 초미세 입자상물질(PM0.1)의 질량 농도가 같은 경우에, 흡입되는 공기 부피 당 입자 수가 초미세 입자상물질(PM0.1)에서 더 많게 되고, 흡입되는 공기 부피 당 표면적이 초미세 입자상물질(PM0.1)에서 더 넓게 된다. 따라서, 초미세 입자상물질의 경우 질량 농도가 낮다 하더라도, 매우 넓은 표면적을 가질 수 있음을 알 수 있다. 게다가, 여러 동물실험에서 이러한 표면적과 독성의 크기는 상관관계가 있음이 알려져 있다.
이외에도, 초미세 입자상물질은 미세 입자상물질(fine PM)과 비교해 폐포의 대식세포에 의한 탐식(phagocytosis)의 효율이 떨어지게 되어 염증 작용 등이 미세 입자상물질보다 크게 나타날 수 있으며, 초미세 입자상물질 자체로도 이러한 독성 작용이 일어날 수 있으나, 이에 동반된 물질에 의해 이러한 작용이 더욱 상승할 수 있다.
이러한 점을 종합하면, 초미세 입자상물질에서 폐포 침착의 효율성, 매우 넓은 표면적, 탐식세포로부터의 회피, 직접적인 독성 작용 및 상호작용 등의 기전으로 같은 질량 농도에 노출되었다 하더라도, 초미세 입자상물질에서는 미세 입자상물질보다 더 높은 독성이 유발될 수 있다. 또한, 초미세 입자상물질에 대해서는 현재 일반적으로 직업적인 노출 기준으로 통용되는 질량 농도의 관점보다는 표면적 등의 다른 노출 지표가 필요할 수 있다.
한편, 직업환경연구원에서 측정한 조리실 환경에서 튀김, 볶음 및 구이 요리 시에 일시적으로 포름알데히드(formaldehyde), 아크로레인(acrolein), 다핵방향족탄화수소(PAH) 등을 포함하는 유기화합물의 농도가 높아졌으나, 전체적인 작업 시간에 있어서 농도는 낮은 편이었다. 그러나, 초미세 입자상물질을 포함하는 2.5 μm 이하의 입자상 물질(PM2.5)의 농도가 구이 요리시에 최대 3,030 μg/㎥로 매우 높게 나타나면서 423분을 측정한 농도도 60 μg/㎥로 높았다.
구이 시에 발생하는 입자상물질의 분포 중 상당수가 초미세 입자상물질에 해당하는 점을 고려하면, 초미세 입자상물질을 직접 측정하지는 않았으나, 질량 농도뿐만 아니라 입자의 수와 표면적의 넓이도 상당 수준에 해당하였을 것으로 판단된다. 따라서, 각종 고온으로 튀김, 볶음 및 구이 요리 시에 발생하는 유기화합물의 질량 농도가 낮다 하더라도, 초미세 입자상물질과 함께 유기화합물이 폐포 내부로 흡입되는 입자 수는 적지 않고, 표면적의 넓이는 작지 않아 실제적인 노출이 낮지만은 않을 것으로 판단된다.
이에 더하여, 조리과정에서 발생하는 조리흄이 원재료 성분, 조리 기름, 조리 온도, 조리 방식 등 여러 요인에 의해 매우 다양하게 나타날 수 있고, 여러 다양한 환경에서 조리흄이 발생하기 때문에 조리흄에 대한 성분을 파악하여 정량화하는 것은 매우 어렵다. 마찬가지로, 용접과정에서 발생하는 용접흄이 모재, 용접봉, 용접의 방식 등에 따라 다양하게 나타날 수 있어 개별의 금속 성분을 정량화하기보다는 용접흄으로 노출 요인을 통칭하는 것처럼, 조리과정에서 발생하는 입자상 물질과 각종 유기화합물을 개별적으로 정량화하기보다는 조리흄으로 보는 것이 합리적으로 판단된다.
인간을 대상으로 하는 역학 연구상 2010년 국제암연구소(IARC)에서 고온의 튀김 요리에서 발생하는 조리흄(cooking fumes)과 폐암과의 관련성을 고찰한 후 발표된 연구 중 Mu(2013)와 Chen(2020)이 발표한 환자-대조군 연구에서 각각 다른 인구집단에 해당하는 중국의 산시성과 대만의 비흡연자 여성에서 조리의 빈도나 누적양이 증가할수록 폐암의 위험도가 증가하는 양-반응 관계가 관찰되었다. 비록, 다른 연구에서도 한계점이 있으나, 조리와 관련한 노출지표에서 전반적으로 폐암의 위험도가 증가하는 양의 상관성이 나타났다. 현재까지 발표된 조리와 관련한 역학연구 대부분이 환자-대조군 연구로 회상 바이어스의 가능성이 있으면서, 조리의 연료에 의한 교란효과를 완전히 배제할 수는 없으나, 현재까지 잘 설계된 코호트 연구가 없는 상황에서 환자군이 나온 표본 인구집단(source population)이 명확하게 정의되고, 이러한 표본 인구집단에서 노출의 여부와 상관없이 대조군이 선정된다면, 환자-대조군 연구라 할지라도 코호트 연구의 설계와 같은 효과를 기대할 수 있다. 따라서, 현재까지 잘 설계된 조리와 관련한 환자-대조군 연구 결과를 고려하면, 여성에 있어서 지방이 함유된 조리 기름이나 음식을 이용해 고온이 필수인 튀김, 볶음 및 구이 요리(frying)를 하는 조리행위가 폐암 발생의 위험도를 높인다고 판단된다.
대부분 역학 연구의 연구 대상자는 중국과 대만의 인구를 대상으로 하였는데, 중국과 대만은 지역에 따라 인종의 구성과 음식의 문화가 다양하여 대한민국의 조리 방식과 직접적인 비교는 어렵다. 비록, 우리와 인종은 같으나, 약 100년 이상 중국 음식의 영향을 받았던 중국 연변 조선족 자치주 성인과 대한민국 성인의 식생활을 비교한 연구10)에서 조선족 730명과 한국인 695명을 대상으로 면담을 통해 조사 전날 먹은 음식과 간식의 섭취를 조사하였는데, 볶음 요리(stir-fried food)는 조선족에서 1,013건11)(46.3%)으로 한국인의 434건(20.8%)에 비하여 비율이 높았고, 구이 요리(grilled food, pan-fried food)는 한국인이 364건(17.5%)으로 조선족의 121건(5.5%)에 비하여 비율이 높았으며, 튀김 요리(fried food)는 한국인이 105건 (5.0%)으로 조선족의 30건(1.4%)에 비하여 비율이 높았다. 따라서, 조선족과 비교해 한국인에서 볶음 요리의 비율은 낮았으나, 구이 및 튀김 요리의 비율은 더 높아 조리흄이 발생하는 상황의 조리 빈도 차이는 크지 않다고 판단된다.
또한, 2009년에 141개 학교 급식소를 대상으로 학교 급식에서 제공되는 튀김 식품의 이용 실태에 관한 연구12)에서 deep-frying 방식의 튀김 식품에 대한 선호도가 127개 학교에서 매우 높거나 높은 편으로 1주일에 3회 튀김 식품을 제공하는 학교가 31개(22%), 2회 제공하는 학교가 78개(55.3%), 1회 제공하는 학교가 25개(17.7%), 1달에 2회 제공하는 학교가 4개 (2.8%)로 대부분의 학교가 1주일에 2회 이상 튀김 요리를 하는 것으로 파악되었다. 음식의 종류에 따라 조리 시간은 다양하였는데, 닭튀김(fired chicken)의 경우 실제 조리(frying)하는 시간이 평균 138분이었고, 돈가스(pork cutlet)가 129분, 새우튀김(fried shrimp)이 87분, 감자튀김(sweet potato, potato)이 97분에 해당하였다.
A중학교를 2019년 3월에 방문하였을 당시에 조리원은 4명으로 밥 1명, 국 1명, 반찬을 2명이 맡아서 하루씩 담당을 순환해간다 하였고, 2005년부터 2016년까지 조리 인원 1명당 담당하고 있는 학생 및 교직원 수는 약 100명을 초과하고 있었다. 망 근로자 ○○○이 실제로 근무하였던 시기에 해당하는 2016년 2학기인 2016년 9월부터 2017년 1월까지의 A중학교식단표를 검토한 결과, 기본적인 식단의 구성은 밥, 국, 조리가 필요한 반찬 2가지에 김치나 요구르트 등의 비 조리 반찬이 추가되었다. 총 조리 일수는 84일이면서 적어도 튀김, 볶음 및 구이 요리가 포함된 일수가 68일(81%)에 해당하였고, 김치(깍두기)나 요구르트 등의 비조리 반찬을 제외한 밥, 국을 포함한 모든 조리 식품은 338건에 해당하였다. 전체 조리 식품 338건 중 밥과 국에 해당하는 168건을 제외하면, 조리가 필요한 반찬은 170건에 해당하였고, 이 중 튀김, 볶음 및 구이 요리는 조리 반찬의 절반가량에 해당하는 85건13)에 해당하였다 (부록 표 1~4). 2019년에 조리원 4명의 인원을 기준으로 밥과 국을 제외하고 반찬 요리를 직접 하는 비율은 전체 작업 일수 중 1/2에 해당하고, 이 중 다시 절반은 튀김, 볶음 및 구이 요리에 해당하여 4일의 순환 근무 중 평균적으로 1일은 튀김, 볶음 및 구이 요리를 직접 수행한다고 판단된다.
한편, Yu(2006)가 발표한 연구에서는 하루 평균 튀김요리(stir frying, frying, deep frying)를 한 빈도14)와 튀김요리를 한 총 연도를 곱하여 새로운 누적 노출 지표인 그릇-년 (cooking dish-years)을 정의하였고, 총 50 그릇-년 이하에 해당하는 대상자를 비교군으로 하여 51~100, 101~150, 151~200 및 200 초과 그릇-년에서 폐암에 대한 OR이 각각
1.31(95% CI, 0.81-2.11), 2.80(95% CI, 1.52-5.18), 3.09(95% CI, 1.41-6.79) 및 8.09(95% CI, 2.57-25.45)로 보고하였다. 마찬가지로, 망 근로자 ○○○에 있어서 4일에 1일은 튀김요리를 직접 하였다 가정하고, 한 학기의 조리 일수가 84일에 해당하여 1년의 조리 일수를 168일로 계산하면, 1년에 적어도 42일은 튀김요리를 직접 하였다. 또한, 조리인원 1명당 조리 인분(그릇)을 최소인 100명으로 계산하여 2019년 당시의 인원수를 약 400명으로 잡으면, 1년에 직접 하는 튀김요리는 16,800인분(그릇)에 해당하고, 하루 평균 시행한 튀김요리는 46명 인분(그릇)에 해당한다. 따라서, Yu에서 제시한 노출 지표로 계산하여 대입해보면, 하루당 튀김요리 46그릇씩 12년을 요리한 것으로 계산되어 튀김 요리에 대한 노출 지표는 총 552 그릇-년에 해당하여 폐암의 위험도가 가장 높아지는 노출 범주에 속하게 된다. 다만, 튀김요리가 반찬으로 제공되는 특성상 1인분이 너무 과대평가되었다고 가정할 경우에 튀김요리 1명당 1/4인분(그릇)으로 계산을 하여도, 노출 지표는 총 138 그릇-년에 해당하여 이 역시 폐암의 위험도가 높아지는 범주에 속하게 된다.
이러한 점을 종합하여 역학연구에 있어서 결과의 일관성 및 양-반응 관계가 확인되고, 조리흄과 관련한 노출의 가능성, 인간 및 동물의 독성연구에서 확인되는 조리흄의 발암성으로 생물학적 개연성도 뒷받침되는 점을 고려하면, 지방이 함유된 조리기름(cooking oil)이나 지방이 함유된 음식을 이용한 고온의 튀김, 볶음 및 구이 요리(frying)에서 발생하는 조리흄(cooking fumes)은 폐암 발생의 위험요인이라 판단된다. 또한, 망 근로자 ○○○은 4일에 하루 빈도로 많은 양의 튀김, 볶음 및 구이 요리를 12년 동안 직접 수행하면서 조리흄(cooking fumes)에 대한 누적 노출량이 적지 않다고 판단된다.
따라서, 사망 근로자 ○○○은 원발성 폐암(비소세포암, T3N2M0, Stage Ⅲb)을 진단받기 13년 1개월 전인 2005년 3월부터 2017년 3월까지 12년 1개월 동안 학교 급식 시설에서 조리원으로 근무하면서 폐암의 위험도를 증가시킬 수 있는 고온의 튀김, 볶음 및 구이 요리에서 발생하는 조리흄에 노출되어 발생한 망 근로자 ○○○의 폐암은 직업성 폐암이며, 이러한 폐암과 관련하여 사망하였다고 판단된다.
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