중금속 오염 하천퇴적토 및 광미오염토양에 대한 고화재의 혼화재로서 제강슬래그의 처리효과

서지정보

· 발행기관 : 경상대학교 농업생명과학연구원
· 수록지 정보 : 농업생명과학연구 / 48권 / 2호
· 저자명 : 윤성욱, 김하진, 김기욱, 인현진, 김기준, 유찬

초록

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.

영어초록

This study examined the treatment effect of steel refining slag as an admixture of general Portland cement for stabilization/solidification of heavy metal-contaminated soil and mine tailings. For soil samples, stream sediment of Gubong Mine located in Guryong-ri, Namyang-myeon, Cheongyang-gun, Chungcheongnam-do, and mine tailings of Sangdong Mine in Naedeok-ri, Sangdong-eup, Yeongwol-gun, Gangwon-do were sampled and used. A soil stabilizing cement was produced by mixing cement 95% and steel refining slag powder (SSP) 5%, and 5%, 10%, and 15%(w/w) of soil stabilizing cements were added to stream sediment and mine tailings-contaminated soil. Here, one that soil sample was treated with only cement (CMT) was compared with the other that oyster shell powder (OSP) that contained comparatively higher Ca and lower Fe than steel refining slag was used as an admixture and mixed in the same way as above. The test piece specimens were filled with mixing-treated soil by using a mold 5cm in diameter and 10cm in height, and then they were cured for a day in the moist curing machine and the form was removed, and water curing was performed in the water tank for 7, 14, and 28 days. After each curing was completed, the treatment effect of steel refining slag was examined by conducting a strength test and a heavy metal solubility test. For mine tailings of Sangdong Mine, it turned out that cement, steel refining slag, and oyster shell had high strength improvement effects in order, and stream sediment of Gubong Mine, sandy soil with big particles, showed an outstanding effect when mixed with steel refining slag in the mixture ratio of 15%, which indicates that it could be used as an admixture. As a result of a waste standard test and 0.1 N HCl extraction, as the mixture ratio of the soil stabilizing cement increased, concentrations of heavy metal and arsenic tended to decrease, and especially for arsenic, the effect of steel refining slag turned out to be the highest. As a result of extraction of 1N HCl, having the highest acidity, for mine tailings of Sangdong Mine, soil treated with steel refining slag had much lower heavy metal and arsenic than the control group. However, for stream sediment of Gubong Mine, heavy metal and arsenic were leached, showing no significant difference from the control group. It is thought that this phenomenon occurred because the binding ratio of heavy metal is relatively low due to the large particle size of Gubong Mine stream sediment, over 95% of which is sand.

참고자료

· 없음