본 연구에서는 비소 오염 토양의 안정화소재로서 주로 사용되고 있지만 그 품질관리가 어려운 제강슬래그의 재료적 특성을 파악하기 위한 기초적인 실험을 수행하였다. 제강슬래그의 입도에 따른 화학적 성질의 변화와 비소 안정화에 중요한 성분인 Fe 성분의 입도에 따른 용출특성 그리고 제강슬래그의 주요 성분인 철(Fe)과 칼슘(Ca) 성분의 구성 비율이 비소의 흡착에 미치는 영향 등에 대해서 흡착실험을 실시하여 관찰하였다. 제강슬래그의 입도는 화학적 성질에 영향을 주지는 못하는 것으로 나타났다. 그러나 용출은 입도가 작은 분말상태에서 높게 나타났으나 pH=2 조건에서만 용출이 발생되어 실제 자연상태에서 용출이 일어나기는 어려울 것으로 판단되었다. 철과 칼슘성분의 혼합비에 따른 비소의 흡착실험에서는 철과 칼슘이 일정비율 섞여 있는 경우에서 효과가 매우 우수한 것으로 나타났으며, 철이나 칼슘 성분 모두 25%이상만 혼합되면 비슷한 효과를 나타내는 것으로 보인다. 한편 칼슘만 존재하는 경우에는 초기의 효과는 높았으나 시간이 경과하면서 재용출 현상이 나타나 적당하지 않은 것으로 나타났으며, 철 성분만 사용한 경우에는 초기 효과는 낮았으나 시간이 경과하면서 흡착효과가 지속적으로 증가하는 것으로 나타나 장기효과가 높을 것으로 기대되었다.

본 연구에서는 중금속 오염토양 및 광미의 고형화 처리를 위한 보통 포틀랜드 시멘트의 혼화재로서 제강슬래그의 처리효과를 검토하였다. 대상시료는 충청남도 청양군 남양면 구룡리의 구봉광산 주변 하천퇴적토와 강원도 영월군 상동읍 내덕리의 상동광산에 위치한 광미를 채취하여 사용하였다. 경화제는 시멘트 95%에 제강슬래그 분말 5%를 혼합하여 제조하였으며, 하천퇴적토 및 광미오염토양에 5%, 10% 및 15%(w/w)의 경화제를 첨가하였다. 이때 이 결과들은 시멘트만을 사용한 것과 Ca 함량이 제강슬래그 보다 상대적으로 높은 굴폐각 분말을 사용하여 배합한 결과와 함께 비교하였다. 공시체는 지름 5cm, 높이 10 cm의 몰드를 이용하여 혼합토를 채워 넣은 후, 습윤양생기에서 1일간 양생시킨 다음 탈형 후, 수조에 수중양생을 실시하였다. 7일, 14일 및 28일 경과된 시료를 대상으로 강도시험 및 중금속 용출시험을 실시하여 처리효과를 비교·검토하였다. 광미시료의 경우, 시멘트, 제강슬래그 그리고 굴폐각 순으로 강도 개선의 효과가 큰 것으로 나타나 제강슬래그의 효과를 확인할 수 없었고, 하천퇴적토의 경우는 혼합비 15%에서 제강슬래그를 혼합한 경우에서 우수한 효과를 나타내 혼화재로서 적용을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다. 폐기물용출시험 및 0.1 N 염산추출법 결과 경화제의 혼합비가 증가할수록 중금속 및 비소의 농도가 감소하는 경향이 나타났고 특히 비소에 있어서는 제강슬래그의 효과가 가장 좋게 나타났다. 산도가 가장 높은 1N 염산추출법의 결과에서는 광미의 경우 대조구 보다 제강슬래그로 처리한 시료에서 중금속 및 비소의 농도가 아주 낮게 나타났다. 그러나 하천퇴적토는 대조구와 큰 차이가 없이 중금속 및 비소가 용출되었다. 이는 하천퇴적토가 95%이상의 모래로 토양의 입경이 크기 때문에 상대적으로 중금속의 고정화율이 상대적으로 낮은 것으로 판단되었다.