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Original Article

J Environ Health Sci. 2022; 48(6): 291-297

Published online December 31, 2022 https://doi.org/10.5668/JEHS.2022.48.6.291

Copyright © The Korean Society of Environmental Health.

Assessment of PM2.5 and Black Carbon Concentrations among Street Vendors: Focusing on Cooking Stalls

거리 가판대에서의 초미세먼지(PM2.5)와 블랙 카본(BC)의 농도평가: 조리 가판대를 중심으로

Minjung Kim1 , Jiyun Shin1 , Jiwon Jeong2 , Sueun Choi1 , Kiyoung Lee1,3*

김민정1, 신지윤1, 정지원2, 최수은1, 이기영1,3*

1Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University,
2Department of Civil and Environmental Engineering, Seoul National University, 3Institute of Health and Environment, Seoul National University

1서울대학교 보건대학원 환경보건학과, 2서울대학교 건설환경공학부, 3서울대학교 보건환경연구소

Correspondence to:Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University, 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Seoul 08826, Republic of Korea
Tel: +82-2-880-2735
Fax: +82-2-762-2888
E-mail: cleanair@snu.ac.kr

Received: November 24, 2022; Revised: December 6, 2022; Accepted: December 9, 2022

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Highlights

ㆍCooking activities significantly increased the concentration of PM2.5 at street food stalls.
ㆍIndoor PM2.5 at stalls for Chinese pancakes and Teokbokki exceeded the indoor air quality standard (AQS) in Korea (50 µg/m3).
ㆍIndoor PM2.5 at stalls for Korean pancakes exceeded the outdoor AQS in Korea (35 µg/m3 for 24 hours).
ㆍBetter management of indoor air quality in stalls with cooking activities is necessary.

Graphical Abstract

Background: PM2.5 and black carbon (BC) can be generated from cooking and from vehicle operation. Street vendors may be exposed to PM2.5 and BC due to their proximity both to roads and to cooking activities.
Objectives: The objectives of this study were to evaluate the PM2.5 and BC concentrations in cooking stalls and to determine the effects of cooking activity and of types of cooking.
Methods: Indoor and outdoor PM2.5 and BC concentrations, temperature, and relative humidity were measured in 32 stalls in April and May 2022. Behavioral factors such as the presence of cooking activity and types of cooking were observed. Student’s T-test was performed using the difference of indoor and outdoor PM2.5 and BC concentrations to compare the effects of cooking activity and to compare types of cooking.
Results: One-hour averages of the difference in indoor and outdoor PM2.5 concentrations for cooking stalls and non-cooking stalls were 9.7±15.7 μg/m3 (n=22) and –0.5±0.4 μg/m3 (n=10), respectively. The difference in indoor and outdoor PM2.5 concentrations in cooking stalls was significantly higher than in non-cooking stalls (p<0.05). The indoor PM2.5 concentration for stalls for Chinese pancakes and teokbokki exceeded the standards for indoor air quality in South Korea (50 μg/m3). The indoor PM2.5 concentration for Korean pancake stalls exceeded the standards for outdoor air quality in South Korea (35 μg/m3 for 24 hours).
Conclusions: The PM2.5 concentrations in stalls with cooking activity was significantly higher than those in stalls without cooking activity. Some stalls with certain types of foods exceeded standards for indoor and outdoor air quality in South Korea. Better management of indoor air quality in stalls with cooking activities is necessary.

KeywordsPM2.5, BC, vendors, cooking stalls, food carts

접근성과 편리함으로 많은 시민들이 이용하고 있는 대부분의 거리 가판대는 주로 유동인구가 많은 지하철역 근처 도보에 위치하고 있으며, 주 판매 상품은 음식이다.1) 이는 음식을 현장에서 직접 조리하여 판매하는 형식으로, 소비자에게 있어서 추가적인 가공 및 조리과정 없이 소비 가능한 이점이 있다.2-4) 그러나 거리 가판대에서 음식 조리 시 일반 실내 음식점과 마찬가지로 조리과정 중 초미세먼지(PM2.5), 블랙 카본(black carbon, BC), 휘발성 유기화합물(VOCs), 일산화탄소(CO) 등 다양한 물질이 발생할 수 있는 문제점이 있다.5,6) 뿐만 아니라, 거리 가판대는 구조물의 반 정도가 개방된 형태의 특징을 가지고 있기에 조리과정에서 발생하는 물질 외에도, 근접한 도로의 차량 운행에 의해 발생하는 물질의 영향을 함께 받을 수 있는 특징이 있는 장소이다. 한 연구에서는 PM2.5와 BC를 요리와 운송수단에서 발생하는 공기 중 입자상물질의 추적자(tracer)로 보기도 하였기에 요리 및 운송수단의 영향을 함께 받을 수 있는 가판대에서는 두 물질을 주의 깊게 살펴볼 필요성이 있다.7)

가판대에서 노출이 가능한 물질 중 PM2.5는 입자 직경이 2.5 μm 이하인 입자상 물질을 의미한다.8) 이는 국제 암 연구소(International Agency for Research on Cancer, IARC) 분류에 따라 1급 발암성에 해당된다.9) PM10에 비해 폐포에 침적하여 호흡기에 미치는 영향이 더 큰 물질로 알려져 있다.8) 이외에도 PM2.5로의 노출은 심혈관계 질환을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.10)

BC는 PM2.5의 주요 화학적 성분 중 하나이다. 배출된 대기 중 BC의 표면에는 황산염, 질산염을 비롯한 각종 화합물이 부착하는 특성이 있다. 이는 PM2.5의 농도 증가 요인으로도 작용한다고 알려진 바 있다.11,12) 건강영향으로는 BC로의 노출수준이 폐기능에 영향을 주는 것으로 보고된 바 있다.13) 교통관련 오염원에서 발생된 BC의 경우, 어린이의 천식과 기관지염의 위험성을 높이는 것과 연관됨이 밝혀진 바 있다.14) BC는 호흡기계를 침투하여 건강에 악영향을 끼칠 뿐만 아니라, 어린이의 사물 변별능력에도 영향을 미친다는 다수의 선행연구가 있다.15-18)

PM2.5는 조리과정 중 조리방법이나 사용되는 연료에 따라서도 발생량의 차이를 보인다. 중국의 한 도시에서 진행되었던 다양한 조리방법에 따른 PM2.5 발생량을 평가한 연구에 따르면, 조리 시에 발생한 PM2.5의 농도가 조리방법에 따라 배경농도에 비해 2.5~9.6배 높은 결과를 보인 바 있다.19) 타 조리행위를 통틀어서 튀기는 조리행위가 가장 많은 PM2.5 발생량을 보인 연구도 다수 있었으며, 동일 음식을 각각 굽고 튀기는 것을 비교할 시에는 튀기는 것이 높은 PM2.5 발생량을 보인다고 밝힌 연구도 있었다.20-24) 또한 굽기(oven cooking, toaster, stovetop cooking, grilling)가 타 조리방법에 비해 높은 PM2.5의 시간당 발생량을 보이는 연구도 존재했다.25) 특정 음식을 굽는 조리 행위는 PM2.5의 발생량을 평상시보다 적게는 5배에서 크게는 90배까지 증가시키는 결과를 보였다.26) 조리에 사용되는 연료의 종류와 같은 변수에 따라서도 발생물질과 발생량이 상이할 수 있다.27) 연료의 종류에서는 숯을 사용하는 미국의 거리 가판대 근처에서 PM2.5와 BC2.5의 발생량이 타 연료(프로판가스+숯, 프로판가스)에 비해 많았다. 여기서 BC2.5는 입자 직경이 2.5 μm 이하인 BC를 의미한다.5)

BC 역시 조리 시에 발생하는 특성을 보인다. 뉴욕에서 조리하는 가판대 근처에서의 프로판가스를 사용하여 조리할 경우 평균 BC2.5농도가 3.90 μg/m3였다.5) 미국의 한 쇼핑몰 푸드코트에서 발생된 BC의 평균 농도는 0.514~0.936 μg/m3였다.28) 주거환경에서 진행되었던 한 연구에서는 볶음 요리 진행 시 시간당 평균 BC 발생량이 0.5±0.4 μg/m3였다. 동일한 연구에서 토스트 조리 시 시간당 평균 BC 발생량은 0.1±0.1 μg/m3였다.29)

앞서 언급한 조리 외에도 차량운행으로 인한 차량배기가스에 의해서도 PM2.5와 BC에 노출될 수 있다. 가판대들이 다수 위치해 있는 외국 시장에서의 차도에 인접한 PM2.5의 수준은 25~664 μg/m3였다.30) 다른 선행연구에서 밝혀진 도시의 도로에서 평균 BC 농도는 9.6 μg/m3였다.31) 임신 중 거리 가판대 근무는 태아의 성장과 저체중의 위험을 결정하는 요인으로 밝혀진 바 있기에 가판대에서의 교통관련 대기오염으로의 노출도 심각한 수준임을 알 수 있다.32) 또한 거리 가판대 근무자의 장시간 야외 근무는 교통관련 대기오염과 관련된 노출의 가능성이 높은 취약한 하위 그룹 중 하나로 보았기에 주의가 필요하다.30)

도로변 가판대는 위치 특성상 자동차로 인해 발생되는 PM2.5와 BC 그리고 가판대로부터 조리과정 중 발생되어 직접적으로 노출이 가능한 PM2.5와 BC로 인하여 가판대 근무자 및 이용객에게 건강영향을 미칠 수 있다. 하지만 국내에서의 조리 가판대에서의 해당 물질의 농도수준은 아직 잘 알려져 있지 않다. 따라서, 본 연구의 목적은 거리의 조리 가판대 내의 PM2.5와 BC 농도 수준을 평가하고, 이에 조리행위 유무나 특정 조리행위가 조리 가판대 내의 PM2.5와 BC 농도 수준에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하기 위함이다.

1. 연구 대상

본 연구는 2022년 4월 26일부터 5월 24일 사이, 주중 11일간 서울시에 위치한 조리 가판대(22곳)와 비조리 가판대(10곳)를 방문하여 실내 및 실외 공기질 측정과 가판대를 운영하는 행상인의 조리행동 관찰을 진행했다. 연구 조는 2인 1조로 이루어졌으며, 총 2개 조가 구성되었다. 각 조당 하루에 최소 2곳, 최대 4곳 가판대를 방문하여 관찰기간 동안 총 32곳 가판대를 대상으로 측정 및 관찰하였다.

2. 자료 수집

가판대 내 실내 공기질에 영향을 줄 것으로 예상되는 환기, 조리 여부 등의 행동 요인을 분 단위로 관찰하고, 각 가판대의 고유 특성을 확인하였다. 자료 수집은 가판대의 영업시간과 이용자 수가 많을 것으로 예상되는 시간을 고려하여 평일 18시부터 22시 30분 사이에 각 가판대 한 곳에서 1시간씩 이루어졌다. PM2.5와 BC 농도를 측정하였고, 온도나 습도가 농도에 미치는 영향을 고려하여, 온도와 습도 또한 측정을 하였다. 가판대 내 PM2.5, BC, 온도, 습도는 모두 실시간 측정기기를 사용하여 측정하였다. PM2.5의 경우, 광산란 측정 방식의 직독식 기기인 SidePak (Model AM520, TSI Inc, MN, USA)을 사용하여 1초 간격으로 측정 시작시간부터 종료시간까지 측정하였다. 매 측정 전 zero calibration과 flow calibration을 실시하였다. 측정이 진행되는 동안 유량은 1.7 L/min으로 유지하였다. BC의 경우, 광학적 흡수 방법을 이용하여 실시간으로 BC 농도를 측정하는 Aethalometer (Model AE-51, Aethlabs, CA, USA)를 사용하여 10초 간격으로 측정 시작시간부터 종료시간까지 측정하였다. 측정이 진행되는 동안 유량은 150 mL/min으로 유지하였고, 필터는 하루에 한번씩 교체하여 진행하였다. 온도와 습도의 경우, Onset HOBO Data logger (Model HOBO UX 100-003, Onset computer co, MA, USA)를 사용하여 1분 간격으로 측정 시작시간부터 종료시간까지 측정하였다. 실내에서 각각 SidePak AM520, Aethalometer AE-51, HOBO UX 100-003의 설치 위치는 대부분 지면으로부터 약 0.8 m 가량 떨어진 높이로 하였다. 내부가 협소한 가판대의 특성상 허리높이에 두기 힘들 경우, 지면으로부터 약 0.15 m 가량 떨어진 높이에 두었다. 가판대의 실내에서 측정을 진행하면서, SidePak AM520, Aethalometer AE-51, HOBO UX 100-003으로 가판대 외부에서의 측정을 동시 진행하였다. 가판대 외부의 경우, 측정 위치를 가판대에 근접한 도로에서 1 m 내외에 위치한 곳, 지면으로부터 0.5 m 이상인 곳으로 하였다. SidePak AM520은 Aethalometer AE-51과 HOBO UX 100-003 옆에 설치하여 PM2.5, BC, 온도, 습도가 동일한 위치에서 측정되게 하였다.

3. 자료 분석

SidePak AM520으로 측정한 PM2.5 데이터는 선행 연구에서 중량농도와의 비교실험을 통해 도출한 환산계수(0.43)를 곱한 후 질량 농도(μg/m3)로 변환하였다.33) Aethalometer AE-51로 측정한 가판대 내 BC 농도데이터의 경우, 검출한계(0.001 μg/m3) 미만 농도는 검출한계의 절반 값을 적용하여 분석하였다.34) 측정된 PM2.5, BC, 온도 및 습도 데이터는 1분 평균으로 환산하여 활용하였다. 환산한 값을 이용하여 산술평균과 기하평균 그리고 표준편차와 기하표준편차를 산출하였다. 가판대 내부에서 측정한 농도는 바탕농도에 의한 영향을 받기 때문에, 정확한 실내 농도를 산출하기 위하여 가판대 내부 측정 농도에서 가판대 외부 측정 농도를 차감하여 보정하였다. 보정한 농도의 산술평균과 표준편차를 산출하였다. Shapiro-Wilk 정규성 검정결과, 자연로그를 취한 데이터가 정규성을 따르므로, 이를 이용하여 조리 가판대와 비조리 가판대 내부의 PM2.5, BC의 각각 가판대 당 한 시간 평균 농도를 독립표본 T 검정 분석을 하였다. 조리 가판대 중에서는 타 조리행위에 비해 PM2.5의 발생량을 증가시킬 수 있는 굽기와 튀기기를 연구원이 방문한 한 시간 동안 진행했던 경우와 아닌 경우로 나누어 각각 가판대 당 한 시간 평균 농도를 독립표본 T 검정 분석을 하였다.35) 통계분석은 SPSS Statistics 25 (IBM, USA) 프로그램을 이용해 진행하였다. R 소프트웨어 v.4.0.5 (R Development Core Team, Vienna, Austria)를 이용하여 그래프를 작성하였다.

1. 관찰 대상 가판대 및 실내 공기질 특성

관찰기간 동안 서울시 내 32곳의 가판대에서 측정이 진행되었다. 1시간 동안의 모니터링을 통해, 가판대의 실내 공기질과 행상인의 특정 조리행위(굽기, 튀기기)에 관한 특성을 확인하였다(Table 1). 32곳의 가판대 내부 평균 온도는 24.42±2.5°C, 평균 상대습도는 32.4±9.1%로 비교적 일정한 수준이었다. 전체 가판대에 대한 내부 PM2.5 농도는 산술평균 12.7±15.1 μg/m3, 기하평균 7.3 (기하표준편차=2.8) μg/m3, BC 농도는 산술평균 2.1±1.3 μg/m3, 기하평균 1.8 (기하표준편차=1.4) μg/m3로 나타났다. 보정한 PM2.5 농도는 산술평균 6.5±13.8 μg/m3, BC 농도는 산술평균 2.0±1.3 μg/m3로 나타났다. 보정된 조리 가판대의 PM2.5 농도는 산술평균 9.7±15.7 μg/m3로 비조리 가판대의 평균 –0.5±0.4 μg/m3와 큰 차이를 보였다. 조리 가판대 중 특정 조리를 진행한 보정 농도는 9.4±16.0 μg/m3, 비 특정 조리의 경우는 11.0±14.5 μg/m3로 비 특정 조리가 조금 더 높았으나, 큰 차이는 없었다. 조리 가판대의 보정 BC 농도는 산술평균 2.2±1.5 μg/m3로 비조리 가판대의 평균 1.6±0.6 μg/m3보다 조금 더 높은 값을 보였다. 그러나 조리 가판대 중 특정 조리를 진행한 경우는 2.3±1.6 μg/m3, 비 특정 조리의 경우는 2.2±1.1 μg/m3로 특정 조리가 조금 더 높지만 큰 차이가 없는 수준임을 확인하였다.

Table 1 Adjusted arithmetic and geometric mean of indoor PM2.5 and BC

GroupTypes of
cooking
NIndoor PM2.5 (µg/m3)Outdoor PM2.5 (µg/m3)Adjusted PM2.5* (µg/m3)Indoor BC (µg/3)Outdoor BC (µg/3)
AM±SDGM (GSD)AM±SDGM (GSD)AM±SDAM±SDGM (GSD)AM±SDGM (GSD)
Cooking stallsGrilling or frying1615.0±16.58.0 (4.7)5.0±5.43.8 (1.6)9.4±16.02.1±1.11.8 (1.4)0.0±0.00.0 (1.2)
Others618.4±20.511.6 (3.0)9.3±7.37.3 (1.8)11.0±14.53.0±2.22.3 (1.9)0.0±0.00.0 (1.1)
Sub total2215.9±17.28.3 (4.1)6.2±6.14.6 (1.7)9.7±15.72.3±1.51.9 (1.5)0.0±0.00.0 (1.2)
Non cooking stalls105.4±2.64.9 (1.3)6.0±2.95.4 (1.2)–0.5±0.41.6±0.61.5 (1.2)0.0±0.00.0 (1.1)
Total3212.7±15.17.3 (2.8)6.1±5.24.8 (1.6)6.5±13.82.1±1.31.8 (1.4)0.0±0.00.0 (1.1)

*Adjusted PM2.5 is the value of difference of indoor and outdoor concentration.

AM: arithmetic mean, SD: standard deviation, GM: geometric mean, GSD: geometric standard deviation.


방문하였던 32곳 가판대 중 22개 가판대는 음식을 조리하여 파는 조리 가판대였으며, 연구원이 각 조리 가판대를 방문하였을 때 가판대에서 판매 중이었던 음식의 종류와, 1시간 동안 한번이라도 진행된 조리행위, 그리고 각 조리 가판대에서의 각각 BC와 PM2.5의 보정한 농도를 Table 2에 나타내었다. 보정한 PM2.5 최대농도는 53.7 μg/m3로 호떡을 판매하는 가판대에서 측정되었고, 이때 측정시간 동안 진행된 조리 행위는 호떡 굽기였다. 그 다음으로 농도가 높았던 가판대는 36.9 μg/m3로 전을 판매했으며 전 굽기와 어묵 끓이기의 조리행위가 진행되었다. BC 최대농도는 6.9 μg/m3로 토스트, 김밥 등 분식류를 판매하는 가판대에서 측정되었고, 이때 측정시간 동안 진행된 조리 행위는 토스트 굽기였다. 그 다음으로 농도가 높았던 가판대는 4.8 μg/m3로 일본음식인 타코야끼를 판매했으며 타코야끼 굽기가 진행되었다.

Table 2 Detail information of cooking stalls

Meals*Types of cookingIndoor PM2.5
(AM, µg/m3)
Adjusted
PM2.5
(AM, µg/m3)
Indoor
BC
(AM, µg/m3)
Tteokbokki, Sausage, Fried food, Soondae, FishcakeBoiling, frying1.6-1.0
TakoyakiGrilling (with gas)23.221.32.2
Corn, Fish-shaped pastriesBoiling22.519.42.2
Fishcake, Chinese pancakesGrilling (with gas)58.353.72.0
Chicken skewersGrilling (with charcoal)15.0-2.5
TteokbokkiBoiling57.735.73.2
Tteokbokki, Chicken skewers, Fried food, GimbapGrilling (with electricity), frying5.81.51.0
Sweet potatoGrilling (with gas)9.51.22.1
Fish-shaped pastriesHeating3.8-0.7
Chinese pancake, DoughnutGrilling (with gas)10.27.30.6
Sweet and sour chickenFrying, stir-frying1.4-0.9
Takoyaki, Okonomiyaki, Japanese stir-fried noodlesGrilling (with gas)29.225.34.8
Tteokbokki, FishcakeBoiling14.20.63.6
DoughnutHeating4.1-1.3
Korean pancake, FishcakeGrilling (with gas), boiling42.236.93.8
Toast, Gimbap, Fishcake, BeverageGrilling (with gas)8.2-6.9
Tteokbokki, Fishcake, Fried food, GimbapBoiling, frying6.00.22.6
Puffed rice, JellyFrying8.64.23.0
Tteokbokki, Chicken skewers, Corn dog, Fishcake, Fried food, Gimbap, EggsFrying, boiling23.418.51.9
Tteokbokki, Fishcake, Fried food, Gimbap, SoondaeFrying, boiling2.1-1.4
Waffle, BeveragesGrilling (with electricity)2.71.01.4
Grilled short rib pattiesGrilling (with gas)1.3-1.0

-: Indoor concentration was lower than outdoor concentration.

AM: arithmetic mean.

*Meals on sale in cooking stalls.

Types of cooking means what vendors do for cooking for 1 hour.

Adjusted PM2.5 means the value of difference of indoor and outdoor concentration.


2. 조리 유무에 따른 실내공기질 비교

식품 조리에 따른 보정된 PM2.5 평균 농도를 비교해 보았을 때, 비조리 가판대에서 조리 가판대보다 더 낮았다(Fig. 1). 두 집단 간의 평균 PM2.5 농도는 유의한 차이가 있었다(p<0.05).

Figure 1.Box plots of adjusted PM2.5 and BC concentration by presence of cooking.
*Independent two sample t-test.

조리 가판대(n=22)의 BC 평균 농도의 경우, Table 1과 같이 산술평균 기준 2.3±1.5 μg/m3였다. 조리 유무에 따른 보정된 평균 BC 농도를 비교해보면, 조리 가판대에서의 BC농도가 비조리 가판대의 경우보다 높았다(Fig. 1). 하지만, 두 집단 간의 평균 BC 농도는 유의한 차이는 없었다(p>0.05).

3. 조리 가판대에서의 특정 조리 행위에 따른 실내공기질 비교

조리 가판대 중에서도 PM2.5 농도가 비교적 높을 것이라고 예상되는 굽기, 튀기기와 같은 특정 조리 행위에 따른 보정된 PM2.5 평균 농도를 비교하였다. 특정 조리 행위에 따른 보정된 평균 PM2.5 농도를 비교해보았을 때, 특정 조리를 진행한 조리 가판대와 비 특정 조리 가판대 간의 차이는 거의 없었다. 두 집단 간의 평균 PM2.5 농도는 통계적으로도 유의미한 차이가 없었다(p>0.05).

특정 조리 행위 여부에 따른 보정된 평균 BC 농도를 비교해보았을 때, 특정 조리 가판대가 비 특정 조리 가판대보다 BC 농도와 비슷하지만 몇몇 값으로 인해 조금 더 높은 결과를 보였다. 하지만, 두 집단 간의 평균 BC 농도는 통계적으로 유의미한 차이가 없었다(p>0.05).

조리 가판대(n=22) 실내 PM2.5의 1시간 평균 농도는 15.9±17.2 μg/m3로 국내 실내공기질 관리법에서 규정하는 지하역사 등 다중이용시설 대상의 기준인 50 μg/m3와 취약계층 이용시설 등 실내공기질 유지기준인 35 μg/m3를 초과하지는 않는 수준을 보인다. 하지만, 조리 가판대 세 곳에서 해당 기준치들을 초과한 결과를 보였는데, 호떡집(58.3 μg/m3)과 떡볶이집(57.7 μg/m3) 그리고 전집(42.2 μg/m3)이었다. 조리 가판대 행상인의 경우, 가판대 실내에서 최소 3~4시간, 최대 8시간 넘게 상주를 하면서 가판대 내부 조리행위 등으로 인해 발생하는 PM2.5와 외부대기로부터의 PM2.5 영향을 함께 받기에 실내 PM2.5 농도를 통해 간접적으로 행상인의 직업적 노출 농도 수준을 가늠할 수 있다. 하지만, 본 연구는 1시간 평균농도를 사용하였으며 앞서 비교하였던 다중이용시설의 PM2.5 농도의 경우, 24시간 평균 농도로 차이가 있으며 일반 대중이 사용하는 공간 자체의 농도이기에 기준과 비교 해석 시 주의가 필요하다. 법적 기준치가 따로 없는 BC의 경우, 조리 가판대(n=22) 실내 BC의 1시간 평균 농도는 2.3±1.5 μg/m3로 유럽과 미국 시골지역 대기 중 BC 농도 범위인 0.1~0.7 μg/m3을 초과하는 수준을 보인다.36) 뉴욕 길거리에서 진행된 food cart 연구결과와 비교 시, 숯을 사용하는 곳의 평균 BC2.5 농도인 5.49 μg/m3와 비교하였을 때 낮은 수치이나, 프로판가스를 연료로 사용한 food cart 범위인 1.68~5.00 μg/m3에 해당하는 수치를 보였다.5)

실내농도에서 실외농도를 빼서 보정한 PM2.5의 1시간 평균 농도를 조리행위 유무에 따라 비교 시, 평균 농도 범위의 최댓값이 조리 가판대의 경우 25.4 μg/m3로 0보다 유의하게 높았으며, 비조리 가판대의 경우 실내와 실외의 평균 농도 차이가 없는 수준이었다. 이를 통해 연구원이 방문한 1시간 동안은 평균적으로 조리 가판대에서 비조리 가판대에 비해 유의한 오염원이 있었음을 알 수 있으며, 이는 조리행위가 기인한 것으로 보인다.

특정조리행위를 진행한 곳 중 보정된 1시간 평균 농도가 높았던 가판대는 굽기를 진행하였던 호떡집(53.7 μg/m3)과 전집(36.9 μg/m3)이었다. 해당 가판대의 경우, 기름을 다량 사용하여 고농도의 PM2.5가 발생한 것으로 판단된다. 전 굽기를 진행한 가판대의 경우, 실내공기질 관리법에서 규정하는 취약계층 이용시설 등 실내공기질 유지기준인 35 μg/m3를 초과하는 수준을 보였다. 특정조리행위를 진행하며 동시에 연료로 숯을 이용하여 다량의 PM2.5가 발생될 것으로 예상되었던 닭꼬치집의 경우, PM2.5의 평균농도가 실내 농도가 실외 농도에 비해 낮은 값을 보였다. 이는 가판대 내부의 선풍기가 켜져 있었기에 기류의 영향을 받은 것으로 보인다. 특정조리행위를 하지 않았던 조리 가판대 5곳 중 2곳의 보정한 PM2.5 농도가 상대적으로 고농도였기에 특정조리행위를 진행한 곳의 보정한 평균농도가 증가하였는데, 그 중 한 곳은 끓이기를 진행한 떡볶이집(35.7 μg/m3)이었으며, 다른 한 곳은 붕어빵 데우기 및 옥수수 찌기를 진행한 곳(19.4 μg/m3)이었다. 데우기 및 찌기 이외에 추가 조리가 없었음에도 불구하고 고농도가 나온 것에 대해서는 향후 추가 연구가 필요하다. 특정조리행위(굽기, 튀기기) 유무로 비교하여 보정한 BC의 1시간 평균 농도를 살펴보았을 때 특정 조리행위인 굽기와 튀기기를 진행하였던 가판대 중 높은 농도를 보인 두 곳은 모두 굽기를 진행하였으며, 각각 토스트 굽기(6.9 μg/m3), 타코야끼 굽기(4.8 μg/m3)의 행위가 연구원이 방문하였던 시간에 진행되었다. 토스트 굽기의 경우, 선행연구에서의 프로판가스를 연료로 사용하였을 때 범위(1.68~5.00 μg/m3)에 비해서는 다소 높은 수치를 보였다.5) 특정조리를 진행하지 않았던 가판대 중 상대적으로 고농도를 보였던 떡볶이 데우기(3.2 μg/m3)를 진행한 곳이 있었으며, 이 역시 향후 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

본 연구를 통해 호떡과 전 등 일부 음식을 조리 시 기준치를 넘는 조리 음식 판매 가판대가 있음을 밝혔으나, 이것이 해당 음식을 판매하는 모든 가판대의 수치라고 판단할 수 없기에 추후 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한 오랜 시간을 가판대에서 근무하며 조리를 하는 행상인의 노출을 고려하였을 때, 국소배기장치 혹은 가판대 내부공기를 외부로 이동시켜주는 Fan을 두는 등의 방안이 필요할 것으로 보인다.

본 연구는 시간적 제약으로 인하여 한정된 장소에서 한정된 종류의 일부 가판대를 대상으로 진행하였기에, 모든 가판대를 대표한다고 볼 수는 없다. 또한 각 가판대별 1시간씩 측정을 하였기에 측정이 진행되었던 1시간 이외의 시간을 대표한다고 볼 수 없다. SidePak AM520 측정 값을 환산계수 0.43을 이용하여 환산하였는데 해당 환산계수는 선행연구에서 SidePak AM510을 이용하여 도출한 값이었기에 기기차이로 인해 과대 혹은 과소 평가가 되었을 수 있다. 그리고 길거리 가판대의 특성상 근거리에 좁은 간격으로 위치해 있는 특징이 있는데 이로 인해 타 가판대에서 PM2.5, BC 등이 발생하여 영향을 미치는 것에 대해서는 다루지 못한 한계점이 존재한다. 본 연구를 기반으로 추후 조리 가판대에 관한 추가 연구가 필요하다.

본 연구를 통해 서울시에 위치한 조리 가판대 22곳, 비조리 가판대 10곳, 총 32곳의 가판대 내/외부에서 PM2.5, BC 측정을 통해 조리 가판대와 아닌 곳에서의 각 물질의 발생 차이가 있는지, 가판대 중에서도 특정조리행위(굽기, 튀기기)를 한 곳에서 유의미한 발생 차이가 있는지를 보고자 하였다. 그 결과, 조리 가판대에서의 PM2.5의 농도가 비조리 가판대에 비해 유의미하게 높은 발생량을 보였다. 본 연구의 결과는 일부 가판대에서의 일부 시간의 측정 결과로 모든 가판대 및 모든 시간대를 대표할 수 없는 점 그리고 PM2.5와 BC 농도에 영향을 줄 수 있는 기타 영향을 고려하지 못한 한계점이 있으나 아직 국내에서 많이 진행되지 않은 가판대 연구를 진행하였다는 점, 관련 기초연구를 제시하였다는 점에서 본 연구의 의의가 있다.

본 논문은 2022년 대한민국 교육부와 한국연구재단의 지원 및 서울대학교 보건대학원 환경보건학과의 노출평가개론 수업의 지원을 받아 수행된 연구입니다(BK21 FOUR 5199990214126).

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

김민정(박사과정), 신지윤(석사과정), 정지원(박사과정),

최수은(박사과정), 이기영(교수)

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Article

Original Article

J Environ Health Sci. 2022; 48(6): 291-297

Published online December 31, 2022 https://doi.org/10.5668/JEHS.2022.48.6.291

Copyright © The Korean Society of Environmental Health.

Assessment of PM2.5 and Black Carbon Concentrations among Street Vendors: Focusing on Cooking Stalls

Minjung Kim1 , Jiyun Shin1 , Jiwon Jeong2 , Sueun Choi1 , Kiyoung Lee1,3*

1Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University,
2Department of Civil and Environmental Engineering, Seoul National University, 3Institute of Health and Environment, Seoul National University

Correspondence to:Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University, 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Seoul 08826, Republic of Korea
Tel: +82-2-880-2735
Fax: +82-2-762-2888
E-mail: cleanair@snu.ac.kr

Received: November 24, 2022; Revised: December 6, 2022; Accepted: December 9, 2022

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

Background: PM2.5 and black carbon (BC) can be generated from cooking and from vehicle operation. Street vendors may be exposed to PM2.5 and BC due to their proximity both to roads and to cooking activities.
Objectives: The objectives of this study were to evaluate the PM2.5 and BC concentrations in cooking stalls and to determine the effects of cooking activity and of types of cooking.
Methods: Indoor and outdoor PM2.5 and BC concentrations, temperature, and relative humidity were measured in 32 stalls in April and May 2022. Behavioral factors such as the presence of cooking activity and types of cooking were observed. Student’s T-test was performed using the difference of indoor and outdoor PM2.5 and BC concentrations to compare the effects of cooking activity and to compare types of cooking.
Results: One-hour averages of the difference in indoor and outdoor PM2.5 concentrations for cooking stalls and non-cooking stalls were 9.7±15.7 μg/m3 (n=22) and –0.5±0.4 μg/m3 (n=10), respectively. The difference in indoor and outdoor PM2.5 concentrations in cooking stalls was significantly higher than in non-cooking stalls (p<0.05). The indoor PM2.5 concentration for stalls for Chinese pancakes and teokbokki exceeded the standards for indoor air quality in South Korea (50 μg/m3). The indoor PM2.5 concentration for Korean pancake stalls exceeded the standards for outdoor air quality in South Korea (35 μg/m3 for 24 hours).
Conclusions: The PM2.5 concentrations in stalls with cooking activity was significantly higher than those in stalls without cooking activity. Some stalls with certain types of foods exceeded standards for indoor and outdoor air quality in South Korea. Better management of indoor air quality in stalls with cooking activities is necessary.

Keywords: PM2.5, BC, vendors, cooking stalls, food carts

I. 서 론

접근성과 편리함으로 많은 시민들이 이용하고 있는 대부분의 거리 가판대는 주로 유동인구가 많은 지하철역 근처 도보에 위치하고 있으며, 주 판매 상품은 음식이다.1) 이는 음식을 현장에서 직접 조리하여 판매하는 형식으로, 소비자에게 있어서 추가적인 가공 및 조리과정 없이 소비 가능한 이점이 있다.2-4) 그러나 거리 가판대에서 음식 조리 시 일반 실내 음식점과 마찬가지로 조리과정 중 초미세먼지(PM2.5), 블랙 카본(black carbon, BC), 휘발성 유기화합물(VOCs), 일산화탄소(CO) 등 다양한 물질이 발생할 수 있는 문제점이 있다.5,6) 뿐만 아니라, 거리 가판대는 구조물의 반 정도가 개방된 형태의 특징을 가지고 있기에 조리과정에서 발생하는 물질 외에도, 근접한 도로의 차량 운행에 의해 발생하는 물질의 영향을 함께 받을 수 있는 특징이 있는 장소이다. 한 연구에서는 PM2.5와 BC를 요리와 운송수단에서 발생하는 공기 중 입자상물질의 추적자(tracer)로 보기도 하였기에 요리 및 운송수단의 영향을 함께 받을 수 있는 가판대에서는 두 물질을 주의 깊게 살펴볼 필요성이 있다.7)

가판대에서 노출이 가능한 물질 중 PM2.5는 입자 직경이 2.5 μm 이하인 입자상 물질을 의미한다.8) 이는 국제 암 연구소(International Agency for Research on Cancer, IARC) 분류에 따라 1급 발암성에 해당된다.9) PM10에 비해 폐포에 침적하여 호흡기에 미치는 영향이 더 큰 물질로 알려져 있다.8) 이외에도 PM2.5로의 노출은 심혈관계 질환을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.10)

BC는 PM2.5의 주요 화학적 성분 중 하나이다. 배출된 대기 중 BC의 표면에는 황산염, 질산염을 비롯한 각종 화합물이 부착하는 특성이 있다. 이는 PM2.5의 농도 증가 요인으로도 작용한다고 알려진 바 있다.11,12) 건강영향으로는 BC로의 노출수준이 폐기능에 영향을 주는 것으로 보고된 바 있다.13) 교통관련 오염원에서 발생된 BC의 경우, 어린이의 천식과 기관지염의 위험성을 높이는 것과 연관됨이 밝혀진 바 있다.14) BC는 호흡기계를 침투하여 건강에 악영향을 끼칠 뿐만 아니라, 어린이의 사물 변별능력에도 영향을 미친다는 다수의 선행연구가 있다.15-18)

PM2.5는 조리과정 중 조리방법이나 사용되는 연료에 따라서도 발생량의 차이를 보인다. 중국의 한 도시에서 진행되었던 다양한 조리방법에 따른 PM2.5 발생량을 평가한 연구에 따르면, 조리 시에 발생한 PM2.5의 농도가 조리방법에 따라 배경농도에 비해 2.5~9.6배 높은 결과를 보인 바 있다.19) 타 조리행위를 통틀어서 튀기는 조리행위가 가장 많은 PM2.5 발생량을 보인 연구도 다수 있었으며, 동일 음식을 각각 굽고 튀기는 것을 비교할 시에는 튀기는 것이 높은 PM2.5 발생량을 보인다고 밝힌 연구도 있었다.20-24) 또한 굽기(oven cooking, toaster, stovetop cooking, grilling)가 타 조리방법에 비해 높은 PM2.5의 시간당 발생량을 보이는 연구도 존재했다.25) 특정 음식을 굽는 조리 행위는 PM2.5의 발생량을 평상시보다 적게는 5배에서 크게는 90배까지 증가시키는 결과를 보였다.26) 조리에 사용되는 연료의 종류와 같은 변수에 따라서도 발생물질과 발생량이 상이할 수 있다.27) 연료의 종류에서는 숯을 사용하는 미국의 거리 가판대 근처에서 PM2.5와 BC2.5의 발생량이 타 연료(프로판가스+숯, 프로판가스)에 비해 많았다. 여기서 BC2.5는 입자 직경이 2.5 μm 이하인 BC를 의미한다.5)

BC 역시 조리 시에 발생하는 특성을 보인다. 뉴욕에서 조리하는 가판대 근처에서의 프로판가스를 사용하여 조리할 경우 평균 BC2.5농도가 3.90 μg/m3였다.5) 미국의 한 쇼핑몰 푸드코트에서 발생된 BC의 평균 농도는 0.514~0.936 μg/m3였다.28) 주거환경에서 진행되었던 한 연구에서는 볶음 요리 진행 시 시간당 평균 BC 발생량이 0.5±0.4 μg/m3였다. 동일한 연구에서 토스트 조리 시 시간당 평균 BC 발생량은 0.1±0.1 μg/m3였다.29)

앞서 언급한 조리 외에도 차량운행으로 인한 차량배기가스에 의해서도 PM2.5와 BC에 노출될 수 있다. 가판대들이 다수 위치해 있는 외국 시장에서의 차도에 인접한 PM2.5의 수준은 25~664 μg/m3였다.30) 다른 선행연구에서 밝혀진 도시의 도로에서 평균 BC 농도는 9.6 μg/m3였다.31) 임신 중 거리 가판대 근무는 태아의 성장과 저체중의 위험을 결정하는 요인으로 밝혀진 바 있기에 가판대에서의 교통관련 대기오염으로의 노출도 심각한 수준임을 알 수 있다.32) 또한 거리 가판대 근무자의 장시간 야외 근무는 교통관련 대기오염과 관련된 노출의 가능성이 높은 취약한 하위 그룹 중 하나로 보았기에 주의가 필요하다.30)

도로변 가판대는 위치 특성상 자동차로 인해 발생되는 PM2.5와 BC 그리고 가판대로부터 조리과정 중 발생되어 직접적으로 노출이 가능한 PM2.5와 BC로 인하여 가판대 근무자 및 이용객에게 건강영향을 미칠 수 있다. 하지만 국내에서의 조리 가판대에서의 해당 물질의 농도수준은 아직 잘 알려져 있지 않다. 따라서, 본 연구의 목적은 거리의 조리 가판대 내의 PM2.5와 BC 농도 수준을 평가하고, 이에 조리행위 유무나 특정 조리행위가 조리 가판대 내의 PM2.5와 BC 농도 수준에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하기 위함이다.

II. 재료 및 방법

1. 연구 대상

본 연구는 2022년 4월 26일부터 5월 24일 사이, 주중 11일간 서울시에 위치한 조리 가판대(22곳)와 비조리 가판대(10곳)를 방문하여 실내 및 실외 공기질 측정과 가판대를 운영하는 행상인의 조리행동 관찰을 진행했다. 연구 조는 2인 1조로 이루어졌으며, 총 2개 조가 구성되었다. 각 조당 하루에 최소 2곳, 최대 4곳 가판대를 방문하여 관찰기간 동안 총 32곳 가판대를 대상으로 측정 및 관찰하였다.

2. 자료 수집

가판대 내 실내 공기질에 영향을 줄 것으로 예상되는 환기, 조리 여부 등의 행동 요인을 분 단위로 관찰하고, 각 가판대의 고유 특성을 확인하였다. 자료 수집은 가판대의 영업시간과 이용자 수가 많을 것으로 예상되는 시간을 고려하여 평일 18시부터 22시 30분 사이에 각 가판대 한 곳에서 1시간씩 이루어졌다. PM2.5와 BC 농도를 측정하였고, 온도나 습도가 농도에 미치는 영향을 고려하여, 온도와 습도 또한 측정을 하였다. 가판대 내 PM2.5, BC, 온도, 습도는 모두 실시간 측정기기를 사용하여 측정하였다. PM2.5의 경우, 광산란 측정 방식의 직독식 기기인 SidePak (Model AM520, TSI Inc, MN, USA)을 사용하여 1초 간격으로 측정 시작시간부터 종료시간까지 측정하였다. 매 측정 전 zero calibration과 flow calibration을 실시하였다. 측정이 진행되는 동안 유량은 1.7 L/min으로 유지하였다. BC의 경우, 광학적 흡수 방법을 이용하여 실시간으로 BC 농도를 측정하는 Aethalometer (Model AE-51, Aethlabs, CA, USA)를 사용하여 10초 간격으로 측정 시작시간부터 종료시간까지 측정하였다. 측정이 진행되는 동안 유량은 150 mL/min으로 유지하였고, 필터는 하루에 한번씩 교체하여 진행하였다. 온도와 습도의 경우, Onset HOBO Data logger (Model HOBO UX 100-003, Onset computer co, MA, USA)를 사용하여 1분 간격으로 측정 시작시간부터 종료시간까지 측정하였다. 실내에서 각각 SidePak AM520, Aethalometer AE-51, HOBO UX 100-003의 설치 위치는 대부분 지면으로부터 약 0.8 m 가량 떨어진 높이로 하였다. 내부가 협소한 가판대의 특성상 허리높이에 두기 힘들 경우, 지면으로부터 약 0.15 m 가량 떨어진 높이에 두었다. 가판대의 실내에서 측정을 진행하면서, SidePak AM520, Aethalometer AE-51, HOBO UX 100-003으로 가판대 외부에서의 측정을 동시 진행하였다. 가판대 외부의 경우, 측정 위치를 가판대에 근접한 도로에서 1 m 내외에 위치한 곳, 지면으로부터 0.5 m 이상인 곳으로 하였다. SidePak AM520은 Aethalometer AE-51과 HOBO UX 100-003 옆에 설치하여 PM2.5, BC, 온도, 습도가 동일한 위치에서 측정되게 하였다.

3. 자료 분석

SidePak AM520으로 측정한 PM2.5 데이터는 선행 연구에서 중량농도와의 비교실험을 통해 도출한 환산계수(0.43)를 곱한 후 질량 농도(μg/m3)로 변환하였다.33) Aethalometer AE-51로 측정한 가판대 내 BC 농도데이터의 경우, 검출한계(0.001 μg/m3) 미만 농도는 검출한계의 절반 값을 적용하여 분석하였다.34) 측정된 PM2.5, BC, 온도 및 습도 데이터는 1분 평균으로 환산하여 활용하였다. 환산한 값을 이용하여 산술평균과 기하평균 그리고 표준편차와 기하표준편차를 산출하였다. 가판대 내부에서 측정한 농도는 바탕농도에 의한 영향을 받기 때문에, 정확한 실내 농도를 산출하기 위하여 가판대 내부 측정 농도에서 가판대 외부 측정 농도를 차감하여 보정하였다. 보정한 농도의 산술평균과 표준편차를 산출하였다. Shapiro-Wilk 정규성 검정결과, 자연로그를 취한 데이터가 정규성을 따르므로, 이를 이용하여 조리 가판대와 비조리 가판대 내부의 PM2.5, BC의 각각 가판대 당 한 시간 평균 농도를 독립표본 T 검정 분석을 하였다. 조리 가판대 중에서는 타 조리행위에 비해 PM2.5의 발생량을 증가시킬 수 있는 굽기와 튀기기를 연구원이 방문한 한 시간 동안 진행했던 경우와 아닌 경우로 나누어 각각 가판대 당 한 시간 평균 농도를 독립표본 T 검정 분석을 하였다.35) 통계분석은 SPSS Statistics 25 (IBM, USA) 프로그램을 이용해 진행하였다. R 소프트웨어 v.4.0.5 (R Development Core Team, Vienna, Austria)를 이용하여 그래프를 작성하였다.

III. 결 과

1. 관찰 대상 가판대 및 실내 공기질 특성

관찰기간 동안 서울시 내 32곳의 가판대에서 측정이 진행되었다. 1시간 동안의 모니터링을 통해, 가판대의 실내 공기질과 행상인의 특정 조리행위(굽기, 튀기기)에 관한 특성을 확인하였다(Table 1). 32곳의 가판대 내부 평균 온도는 24.42±2.5°C, 평균 상대습도는 32.4±9.1%로 비교적 일정한 수준이었다. 전체 가판대에 대한 내부 PM2.5 농도는 산술평균 12.7±15.1 μg/m3, 기하평균 7.3 (기하표준편차=2.8) μg/m3, BC 농도는 산술평균 2.1±1.3 μg/m3, 기하평균 1.8 (기하표준편차=1.4) μg/m3로 나타났다. 보정한 PM2.5 농도는 산술평균 6.5±13.8 μg/m3, BC 농도는 산술평균 2.0±1.3 μg/m3로 나타났다. 보정된 조리 가판대의 PM2.5 농도는 산술평균 9.7±15.7 μg/m3로 비조리 가판대의 평균 –0.5±0.4 μg/m3와 큰 차이를 보였다. 조리 가판대 중 특정 조리를 진행한 보정 농도는 9.4±16.0 μg/m3, 비 특정 조리의 경우는 11.0±14.5 μg/m3로 비 특정 조리가 조금 더 높았으나, 큰 차이는 없었다. 조리 가판대의 보정 BC 농도는 산술평균 2.2±1.5 μg/m3로 비조리 가판대의 평균 1.6±0.6 μg/m3보다 조금 더 높은 값을 보였다. 그러나 조리 가판대 중 특정 조리를 진행한 경우는 2.3±1.6 μg/m3, 비 특정 조리의 경우는 2.2±1.1 μg/m3로 특정 조리가 조금 더 높지만 큰 차이가 없는 수준임을 확인하였다.

Table 1 . Adjusted arithmetic and geometric mean of indoor PM2.5 and BC.

GroupTypes of
cooking
NIndoor PM2.5 (µg/m3)Outdoor PM2.5 (µg/m3)Adjusted PM2.5* (µg/m3)Indoor BC (µg/3)Outdoor BC (µg/3)
AM±SDGM (GSD)AM±SDGM (GSD)AM±SDAM±SDGM (GSD)AM±SDGM (GSD)
Cooking stallsGrilling or frying1615.0±16.58.0 (4.7)5.0±5.43.8 (1.6)9.4±16.02.1±1.11.8 (1.4)0.0±0.00.0 (1.2)
Others618.4±20.511.6 (3.0)9.3±7.37.3 (1.8)11.0±14.53.0±2.22.3 (1.9)0.0±0.00.0 (1.1)
Sub total2215.9±17.28.3 (4.1)6.2±6.14.6 (1.7)9.7±15.72.3±1.51.9 (1.5)0.0±0.00.0 (1.2)
Non cooking stalls105.4±2.64.9 (1.3)6.0±2.95.4 (1.2)–0.5±0.41.6±0.61.5 (1.2)0.0±0.00.0 (1.1)
Total3212.7±15.17.3 (2.8)6.1±5.24.8 (1.6)6.5±13.82.1±1.31.8 (1.4)0.0±0.00.0 (1.1)

*Adjusted PM2.5 is the value of difference of indoor and outdoor concentration..

AM: arithmetic mean, SD: standard deviation, GM: geometric mean, GSD: geometric standard deviation..



방문하였던 32곳 가판대 중 22개 가판대는 음식을 조리하여 파는 조리 가판대였으며, 연구원이 각 조리 가판대를 방문하였을 때 가판대에서 판매 중이었던 음식의 종류와, 1시간 동안 한번이라도 진행된 조리행위, 그리고 각 조리 가판대에서의 각각 BC와 PM2.5의 보정한 농도를 Table 2에 나타내었다. 보정한 PM2.5 최대농도는 53.7 μg/m3로 호떡을 판매하는 가판대에서 측정되었고, 이때 측정시간 동안 진행된 조리 행위는 호떡 굽기였다. 그 다음으로 농도가 높았던 가판대는 36.9 μg/m3로 전을 판매했으며 전 굽기와 어묵 끓이기의 조리행위가 진행되었다. BC 최대농도는 6.9 μg/m3로 토스트, 김밥 등 분식류를 판매하는 가판대에서 측정되었고, 이때 측정시간 동안 진행된 조리 행위는 토스트 굽기였다. 그 다음으로 농도가 높았던 가판대는 4.8 μg/m3로 일본음식인 타코야끼를 판매했으며 타코야끼 굽기가 진행되었다.

Table 2 . Detail information of cooking stalls.

Meals*Types of cookingIndoor PM2.5
(AM, µg/m3)
Adjusted
PM2.5
(AM, µg/m3)
Indoor
BC
(AM, µg/m3)
Tteokbokki, Sausage, Fried food, Soondae, FishcakeBoiling, frying1.6-1.0
TakoyakiGrilling (with gas)23.221.32.2
Corn, Fish-shaped pastriesBoiling22.519.42.2
Fishcake, Chinese pancakesGrilling (with gas)58.353.72.0
Chicken skewersGrilling (with charcoal)15.0-2.5
TteokbokkiBoiling57.735.73.2
Tteokbokki, Chicken skewers, Fried food, GimbapGrilling (with electricity), frying5.81.51.0
Sweet potatoGrilling (with gas)9.51.22.1
Fish-shaped pastriesHeating3.8-0.7
Chinese pancake, DoughnutGrilling (with gas)10.27.30.6
Sweet and sour chickenFrying, stir-frying1.4-0.9
Takoyaki, Okonomiyaki, Japanese stir-fried noodlesGrilling (with gas)29.225.34.8
Tteokbokki, FishcakeBoiling14.20.63.6
DoughnutHeating4.1-1.3
Korean pancake, FishcakeGrilling (with gas), boiling42.236.93.8
Toast, Gimbap, Fishcake, BeverageGrilling (with gas)8.2-6.9
Tteokbokki, Fishcake, Fried food, GimbapBoiling, frying6.00.22.6
Puffed rice, JellyFrying8.64.23.0
Tteokbokki, Chicken skewers, Corn dog, Fishcake, Fried food, Gimbap, EggsFrying, boiling23.418.51.9
Tteokbokki, Fishcake, Fried food, Gimbap, SoondaeFrying, boiling2.1-1.4
Waffle, BeveragesGrilling (with electricity)2.71.01.4
Grilled short rib pattiesGrilling (with gas)1.3-1.0

-: Indoor concentration was lower than outdoor concentration..

AM: arithmetic mean..

*Meals on sale in cooking stalls..

Types of cooking means what vendors do for cooking for 1 hour..

Adjusted PM2.5 means the value of difference of indoor and outdoor concentration..



2. 조리 유무에 따른 실내공기질 비교

식품 조리에 따른 보정된 PM2.5 평균 농도를 비교해 보았을 때, 비조리 가판대에서 조리 가판대보다 더 낮았다(Fig. 1). 두 집단 간의 평균 PM2.5 농도는 유의한 차이가 있었다(p<0.05).

Figure 1. Box plots of adjusted PM2.5 and BC concentration by presence of cooking.
*Independent two sample t-test.

조리 가판대(n=22)의 BC 평균 농도의 경우, Table 1과 같이 산술평균 기준 2.3±1.5 μg/m3였다. 조리 유무에 따른 보정된 평균 BC 농도를 비교해보면, 조리 가판대에서의 BC농도가 비조리 가판대의 경우보다 높았다(Fig. 1). 하지만, 두 집단 간의 평균 BC 농도는 유의한 차이는 없었다(p>0.05).

3. 조리 가판대에서의 특정 조리 행위에 따른 실내공기질 비교

조리 가판대 중에서도 PM2.5 농도가 비교적 높을 것이라고 예상되는 굽기, 튀기기와 같은 특정 조리 행위에 따른 보정된 PM2.5 평균 농도를 비교하였다. 특정 조리 행위에 따른 보정된 평균 PM2.5 농도를 비교해보았을 때, 특정 조리를 진행한 조리 가판대와 비 특정 조리 가판대 간의 차이는 거의 없었다. 두 집단 간의 평균 PM2.5 농도는 통계적으로도 유의미한 차이가 없었다(p>0.05).

특정 조리 행위 여부에 따른 보정된 평균 BC 농도를 비교해보았을 때, 특정 조리 가판대가 비 특정 조리 가판대보다 BC 농도와 비슷하지만 몇몇 값으로 인해 조금 더 높은 결과를 보였다. 하지만, 두 집단 간의 평균 BC 농도는 통계적으로 유의미한 차이가 없었다(p>0.05).

IV. 고 찰

조리 가판대(n=22) 실내 PM2.5의 1시간 평균 농도는 15.9±17.2 μg/m3로 국내 실내공기질 관리법에서 규정하는 지하역사 등 다중이용시설 대상의 기준인 50 μg/m3와 취약계층 이용시설 등 실내공기질 유지기준인 35 μg/m3를 초과하지는 않는 수준을 보인다. 하지만, 조리 가판대 세 곳에서 해당 기준치들을 초과한 결과를 보였는데, 호떡집(58.3 μg/m3)과 떡볶이집(57.7 μg/m3) 그리고 전집(42.2 μg/m3)이었다. 조리 가판대 행상인의 경우, 가판대 실내에서 최소 3~4시간, 최대 8시간 넘게 상주를 하면서 가판대 내부 조리행위 등으로 인해 발생하는 PM2.5와 외부대기로부터의 PM2.5 영향을 함께 받기에 실내 PM2.5 농도를 통해 간접적으로 행상인의 직업적 노출 농도 수준을 가늠할 수 있다. 하지만, 본 연구는 1시간 평균농도를 사용하였으며 앞서 비교하였던 다중이용시설의 PM2.5 농도의 경우, 24시간 평균 농도로 차이가 있으며 일반 대중이 사용하는 공간 자체의 농도이기에 기준과 비교 해석 시 주의가 필요하다. 법적 기준치가 따로 없는 BC의 경우, 조리 가판대(n=22) 실내 BC의 1시간 평균 농도는 2.3±1.5 μg/m3로 유럽과 미국 시골지역 대기 중 BC 농도 범위인 0.1~0.7 μg/m3을 초과하는 수준을 보인다.36) 뉴욕 길거리에서 진행된 food cart 연구결과와 비교 시, 숯을 사용하는 곳의 평균 BC2.5 농도인 5.49 μg/m3와 비교하였을 때 낮은 수치이나, 프로판가스를 연료로 사용한 food cart 범위인 1.68~5.00 μg/m3에 해당하는 수치를 보였다.5)

실내농도에서 실외농도를 빼서 보정한 PM2.5의 1시간 평균 농도를 조리행위 유무에 따라 비교 시, 평균 농도 범위의 최댓값이 조리 가판대의 경우 25.4 μg/m3로 0보다 유의하게 높았으며, 비조리 가판대의 경우 실내와 실외의 평균 농도 차이가 없는 수준이었다. 이를 통해 연구원이 방문한 1시간 동안은 평균적으로 조리 가판대에서 비조리 가판대에 비해 유의한 오염원이 있었음을 알 수 있으며, 이는 조리행위가 기인한 것으로 보인다.

특정조리행위를 진행한 곳 중 보정된 1시간 평균 농도가 높았던 가판대는 굽기를 진행하였던 호떡집(53.7 μg/m3)과 전집(36.9 μg/m3)이었다. 해당 가판대의 경우, 기름을 다량 사용하여 고농도의 PM2.5가 발생한 것으로 판단된다. 전 굽기를 진행한 가판대의 경우, 실내공기질 관리법에서 규정하는 취약계층 이용시설 등 실내공기질 유지기준인 35 μg/m3를 초과하는 수준을 보였다. 특정조리행위를 진행하며 동시에 연료로 숯을 이용하여 다량의 PM2.5가 발생될 것으로 예상되었던 닭꼬치집의 경우, PM2.5의 평균농도가 실내 농도가 실외 농도에 비해 낮은 값을 보였다. 이는 가판대 내부의 선풍기가 켜져 있었기에 기류의 영향을 받은 것으로 보인다. 특정조리행위를 하지 않았던 조리 가판대 5곳 중 2곳의 보정한 PM2.5 농도가 상대적으로 고농도였기에 특정조리행위를 진행한 곳의 보정한 평균농도가 증가하였는데, 그 중 한 곳은 끓이기를 진행한 떡볶이집(35.7 μg/m3)이었으며, 다른 한 곳은 붕어빵 데우기 및 옥수수 찌기를 진행한 곳(19.4 μg/m3)이었다. 데우기 및 찌기 이외에 추가 조리가 없었음에도 불구하고 고농도가 나온 것에 대해서는 향후 추가 연구가 필요하다. 특정조리행위(굽기, 튀기기) 유무로 비교하여 보정한 BC의 1시간 평균 농도를 살펴보았을 때 특정 조리행위인 굽기와 튀기기를 진행하였던 가판대 중 높은 농도를 보인 두 곳은 모두 굽기를 진행하였으며, 각각 토스트 굽기(6.9 μg/m3), 타코야끼 굽기(4.8 μg/m3)의 행위가 연구원이 방문하였던 시간에 진행되었다. 토스트 굽기의 경우, 선행연구에서의 프로판가스를 연료로 사용하였을 때 범위(1.68~5.00 μg/m3)에 비해서는 다소 높은 수치를 보였다.5) 특정조리를 진행하지 않았던 가판대 중 상대적으로 고농도를 보였던 떡볶이 데우기(3.2 μg/m3)를 진행한 곳이 있었으며, 이 역시 향후 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

본 연구를 통해 호떡과 전 등 일부 음식을 조리 시 기준치를 넘는 조리 음식 판매 가판대가 있음을 밝혔으나, 이것이 해당 음식을 판매하는 모든 가판대의 수치라고 판단할 수 없기에 추후 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한 오랜 시간을 가판대에서 근무하며 조리를 하는 행상인의 노출을 고려하였을 때, 국소배기장치 혹은 가판대 내부공기를 외부로 이동시켜주는 Fan을 두는 등의 방안이 필요할 것으로 보인다.

본 연구는 시간적 제약으로 인하여 한정된 장소에서 한정된 종류의 일부 가판대를 대상으로 진행하였기에, 모든 가판대를 대표한다고 볼 수는 없다. 또한 각 가판대별 1시간씩 측정을 하였기에 측정이 진행되었던 1시간 이외의 시간을 대표한다고 볼 수 없다. SidePak AM520 측정 값을 환산계수 0.43을 이용하여 환산하였는데 해당 환산계수는 선행연구에서 SidePak AM510을 이용하여 도출한 값이었기에 기기차이로 인해 과대 혹은 과소 평가가 되었을 수 있다. 그리고 길거리 가판대의 특성상 근거리에 좁은 간격으로 위치해 있는 특징이 있는데 이로 인해 타 가판대에서 PM2.5, BC 등이 발생하여 영향을 미치는 것에 대해서는 다루지 못한 한계점이 존재한다. 본 연구를 기반으로 추후 조리 가판대에 관한 추가 연구가 필요하다.

V. 결 론

본 연구를 통해 서울시에 위치한 조리 가판대 22곳, 비조리 가판대 10곳, 총 32곳의 가판대 내/외부에서 PM2.5, BC 측정을 통해 조리 가판대와 아닌 곳에서의 각 물질의 발생 차이가 있는지, 가판대 중에서도 특정조리행위(굽기, 튀기기)를 한 곳에서 유의미한 발생 차이가 있는지를 보고자 하였다. 그 결과, 조리 가판대에서의 PM2.5의 농도가 비조리 가판대에 비해 유의미하게 높은 발생량을 보였다. 본 연구의 결과는 일부 가판대에서의 일부 시간의 측정 결과로 모든 가판대 및 모든 시간대를 대표할 수 없는 점 그리고 PM2.5와 BC 농도에 영향을 줄 수 있는 기타 영향을 고려하지 못한 한계점이 있으나 아직 국내에서 많이 진행되지 않은 가판대 연구를 진행하였다는 점, 관련 기초연구를 제시하였다는 점에서 본 연구의 의의가 있다.

감사의 글

본 논문은 2022년 대한민국 교육부와 한국연구재단의 지원 및 서울대학교 보건대학원 환경보건학과의 노출평가개론 수업의 지원을 받아 수행된 연구입니다(BK21 FOUR 5199990214126).

CONFLICT OF INTEREST

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

저자정보

김민정(박사과정), 신지윤(석사과정), 정지원(박사과정),

최수은(박사과정), 이기영(교수)

Fig 1.

Figure 1.Box plots of adjusted PM2.5 and BC concentration by presence of cooking.
*Independent two sample t-test.
Journal of Environmental Health Sciences 2022; 48: 291-297https://doi.org/10.5668/JEHS.2022.48.6.291

Fig 2.

Journal of Environmental Health Sciences 2022; 48: 291-297https://doi.org/10.5668/JEHS.2022.48.6.291

Table 1 Adjusted arithmetic and geometric mean of indoor PM2.5 and BC

GroupTypes of
cooking
NIndoor PM2.5 (µg/m3)Outdoor PM2.5 (µg/m3)Adjusted PM2.5* (µg/m3)Indoor BC (µg/3)Outdoor BC (µg/3)
AM±SDGM (GSD)AM±SDGM (GSD)AM±SDAM±SDGM (GSD)AM±SDGM (GSD)
Cooking stallsGrilling or frying1615.0±16.58.0 (4.7)5.0±5.43.8 (1.6)9.4±16.02.1±1.11.8 (1.4)0.0±0.00.0 (1.2)
Others618.4±20.511.6 (3.0)9.3±7.37.3 (1.8)11.0±14.53.0±2.22.3 (1.9)0.0±0.00.0 (1.1)
Sub total2215.9±17.28.3 (4.1)6.2±6.14.6 (1.7)9.7±15.72.3±1.51.9 (1.5)0.0±0.00.0 (1.2)
Non cooking stalls105.4±2.64.9 (1.3)6.0±2.95.4 (1.2)–0.5±0.41.6±0.61.5 (1.2)0.0±0.00.0 (1.1)
Total3212.7±15.17.3 (2.8)6.1±5.24.8 (1.6)6.5±13.82.1±1.31.8 (1.4)0.0±0.00.0 (1.1)

*Adjusted PM2.5 is the value of difference of indoor and outdoor concentration.

AM: arithmetic mean, SD: standard deviation, GM: geometric mean, GSD: geometric standard deviation.


Table 2 Detail information of cooking stalls

Meals*Types of cookingIndoor PM2.5
(AM, µg/m3)
Adjusted
PM2.5
(AM, µg/m3)
Indoor
BC
(AM, µg/m3)
Tteokbokki, Sausage, Fried food, Soondae, FishcakeBoiling, frying1.6-1.0
TakoyakiGrilling (with gas)23.221.32.2
Corn, Fish-shaped pastriesBoiling22.519.42.2
Fishcake, Chinese pancakesGrilling (with gas)58.353.72.0
Chicken skewersGrilling (with charcoal)15.0-2.5
TteokbokkiBoiling57.735.73.2
Tteokbokki, Chicken skewers, Fried food, GimbapGrilling (with electricity), frying5.81.51.0
Sweet potatoGrilling (with gas)9.51.22.1
Fish-shaped pastriesHeating3.8-0.7
Chinese pancake, DoughnutGrilling (with gas)10.27.30.6
Sweet and sour chickenFrying, stir-frying1.4-0.9
Takoyaki, Okonomiyaki, Japanese stir-fried noodlesGrilling (with gas)29.225.34.8
Tteokbokki, FishcakeBoiling14.20.63.6
DoughnutHeating4.1-1.3
Korean pancake, FishcakeGrilling (with gas), boiling42.236.93.8
Toast, Gimbap, Fishcake, BeverageGrilling (with gas)8.2-6.9
Tteokbokki, Fishcake, Fried food, GimbapBoiling, frying6.00.22.6
Puffed rice, JellyFrying8.64.23.0
Tteokbokki, Chicken skewers, Corn dog, Fishcake, Fried food, Gimbap, EggsFrying, boiling23.418.51.9
Tteokbokki, Fishcake, Fried food, Gimbap, SoondaeFrying, boiling2.1-1.4
Waffle, BeveragesGrilling (with electricity)2.71.01.4
Grilled short rib pattiesGrilling (with gas)1.3-1.0

-: Indoor concentration was lower than outdoor concentration.

AM: arithmetic mean.

*Meals on sale in cooking stalls.

Types of cooking means what vendors do for cooking for 1 hour.

Adjusted PM2.5 means the value of difference of indoor and outdoor concentration.


References

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The Korean Society of Environmental Health

Vol.50 No.1
February, 2024

pISSN 1738-4087
eISSN 2233-8616

Frequency: Bimonthly

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