• 한국토양환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.33-43
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• 2000

고마리 서식지 토양 및 식물체 내치 중금속 함량을 조사한 결과, 서식처 토양 및 식물체 내에서 $Cd^{2+}$ 는 검출되지 않았으나 토양에서 $Pb^{2+}$는 약 7.8~12.6$mu\textrm{g}$/g로 검출되었고, 고마리의 잎에서 $Pb^{2+}$는 약 11.7~18.4$\mu\textrm{g}$/g, 줄기에서 약 7.5~15.5$\mu\textrm{g}$/g 그리고 뿌리에서 약 89.1~193.6$\mu\textrm{g}$/g로 검출되었다. 토양 내의 중금속 함량과 식물체 내의 중금속 농축량 사이에 상관계수(r)는 0.814(>t12. 0.01)로 정상관관계를 나타냈다. 고마리에 Cd$({NO_3})_2$와 Pb$({NO_3})_2$를 5와 10mM로 처리한 후, 식물체의 잎에서 중금속 함량을 분석한 결과, $Cd^{2+}$와 $Pb^{2+}$는 각각 약 0.82~2.79$mu\textrm{g}$/g와 약 2.87~8.08$mu\textrm{g}$/g로 검출되었다. 고마리 배양 후 실험토양 내의 중금속 잔류량은 $Cd^{2+}$의 경우 약 77.1~90.2%로 감소되었고, $Pb^{2+}$의 경우 약 81.1~85.7%로 감소되었다. 고마리에 중금속 물질을 처리한 후 유도.생성되는 Phytochelatin은 중금속 물질을 처리함에 따라 그 상대생성량이 증가하였다. 이들의 분자량은 $Cd^{2+}$를 처리한 경우 약 4,300~8,600da그리고 $Pb^{2+}$를 처리한 경우 약 3,200~9,700da이었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.73-79
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• 2011

본 논문의 Part 1에서 도출된 결과를 바탕으로, 매립지의 차수재로서 벤토나이트, 시멘트와 혼합된 광산배수슬러지의 혼합물이 재활용 될 경우의 환경 적용성을 평가하였다. 광산배수슬러지: 벤토나이트: 시멘트를 최적혼합배율인 1: 0.5: 0.3의 배율로 혼합하였을 때 최적의 함수비를 나타내었다. 상대다짐도는 90.1%로 현장성을 반영하기 위한 시료로 양호한 상대 다짐도를 보였다. 본 논문에서는, 동결융해(평균 -20도)나 건조습윤 피해에 대한 저항성 및 유해성을 평가하기 위하여 라이시미터($1.0m{\times}1.5m{\times}2.0m$)를 사용하여 실험하였다. 동결/융해 실험결과 일축압축강도는 미국 EPA규정에 의한 값인, $5kg/cm^2$ 이상을 나타내어 내구성은 양호한 것으로 판단되었다. 투수계수는 초기 $7.10{\times}10^{-7}cm/s$에서 $9.80{\times}10^{-7}cm/s$로 증가하였다. 동결/융해 기간 동안, 라이시미터의 온도변화는 선형적으로 증감하여 일정한 온도경사를 유지하는 것으로 나타났다. 라이시미터의 함수비 변화의 경우는 급격한 증가나 감소가 나타나지 않았다. 국내 폐기물 공정시험법의 용출시험(KSLT) 결과, 아직 오염 기준이 정해지지 않은 Zn과 Ni을 제외한 모든 중금속 성분이 오염 기준치 이하로 나타나거나 용출되지 않았다. 따라서 동결/융해 및 건조/습윤 환경조건에서 광산배수슬러지 차수층은 약 1.5배 투수계수의 증가, 함수비의 안정 및 오염물질을 배출하지 않아 EPA기준 매립지의 최종 복토층의 차수재 및 배수지의 차수재로서 사용가능하다고 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제21권1호
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• pp.37-44
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• 2008

본 연구는 마포소각장에서 발생된 용융슬래그로부터 Na-A형 제올라이트를 합성하여 환경 저감재로 재활용키 위한 목적에서 수행되었다. 초기물질로 사용된 용융슬래그는 용제(flux)로 사용된 Fe 성분(19.6% of $Fe_2O_3$, and 18.9% of FeO)이 비교적 높기는 하지만, 상대적으로 제올라이트의 주요 성분인 $SiO_2$, $Al_2O_3$ 및 $Na_2O$가 각각 26.6%, 10.9% 및 2.7% 함유되어 제올라이트의 합성에 유리한 조성을 가지고 있다. 제올라이트의 수열합성은 $80^{\circ}C$에서 수행되었으며, $SiO_2/Al_2O_3\;=\;0.80{\sim}1.96$인 넓은 범위의 화학조성에서 Na-A형 제올라이트가 합성되는 것을 확인하였다. 제올라이트의 양이온 교환 능력은 10 h 이상의 합성시간에서 일정하게 거의 220 cmol/kg인 것으로 측정되었다. 합성된 제올라이트의 중금속 (As, Cr, Cd, Cu, Mn 및 Pb)에 대한 흡착능을 측정한 결과, As 및 Cr을 제외한 모든 중금속에서 높은 흡착율을 보였다. As와 Cr은 Eh-pH분석을 통해 각각 $HAsO_4^{2-}$와 $CrO_4^{2-}$인 이온상으로 존재하고 있음을 확인하였다. As와 Cr에 대한 제올라이트의 흡착률이 낮은 것은 이들 이온상들의 크기가 Na-A형 제올라이트의 pore size ($4\;{\AA}$)보다 상대적으로 큰 유효 이온반경($4\;{\AA}$, 직경 $8\;{\AA}$)을 가지고 있기 때문인 것으로 결론지었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.51-56
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• 2007

유기성폐기물을 농경지에 투여하기 위하여 작물에 미치는 영향, 토양에 축적되는 중금속 농도 분석이 이루어지고 있으나, 토양에 축적된 총 오염물질이 지렁이에게 얼마나 독성을 갖고 있는지가 구명되어 있지 못한 실정이다. 본 연구는 4종류 유기성 슬러지(생활하수슬러지, 공단하수슬러지, 피혁슬러지, 주정슬러지)와 돈분퇴비를 8년 동안 매년 ha당 12,5톤, 25.0톤, 50.0톤으로 처리한 토양에 대한 지렁이의 독성을 측정하였다. 공단하수슬러지를 처리한 토양를 돈분퇴비와 비교해 보면, 축적된 구리는 18.9~26.2배, 크롬은 7.7~34.7배, 니켈은 14.8~18.8배로 나타났고, 피혁슬러지의 크롬은 35.7~268.0배, 니켈은 14.8~18.8배가 축적되었다. 이렇게 오염된 토양에 지렁이를 8주와 16주 동안 각각 노출시켰다. 8주 노출에서 생활하수슬러지와 주정슬러지의 모든 처리토양과 피혁슬러지 25.0톤 처리 토양은 돈분퇴비와 비슷한 낮은 독성을 나타냈으나, 나머지 공단슬러지와 피혁슬러지의 지렁이 치사율은 26.7~96.7%으로 높게 나타났다. 16주 노출에서 주정슬러지 12.5톤, 25.0톤의 토양만 돈분처리 토양과 비슷한 낮은 지렁이 독성을 보였고, 나머지 처리토양들은 모든 53.3~100%의 지렁이 치사율를 나타냈다. 이러한 결과들은 주정슬러지 50.0톤 처리 토양을 제외한 다른 슬러지 처리 토양은 지렁이에게 독성을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제13권2호
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• pp.142-150
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• 1994

수질오염에 따른 Cd 및 Zn의 함량변화 차이를 구명하기 위하여 도시하수 및 공단배출수의 영향을 받는 만경강 유역의 논토양을 중심으로 1982년도와 1990년도에 표토와 심토로 구분하여 채취한 토양시료를 그리고 1990년도의 토양시료 채취지역에서 재배된 수도체 시료중 Cd 및 Zn 함량을 분석하여 그 변화를 분석하였다. 만경강 유역의 토양 중 이들 중금속 분포는 Cd이 0.38-1.17, Zn이 33.8-464.6mg $kg^-$이었다. 년도별 함량변화에서 Cd 함량은 1990년도 토양이 1982년도 보다 낮았고, Zn 함량은 반대로 1982년도 토양이 1990년도 토양 보다 낮았다. Cd의 경우 도시하수 및 공장폐수 배출지로부터 거리별 변화가 분명하지 않았으나, 토양의 유기물함량, 유효규산, CEC, 치환성 $Ca^{++}$ 함량과 유의성 있는 상관관계를 나타내었다. 또한 이 지역의 토양 중 Cd 함량은 1982년도 심토 중 Cd 함량은 토양 중 Zn, Cu 및 Pb 함량과 유의한 상관관계를 나타내었다. Zn의 경우는 거리가 멀 수록 그 함량이 낮아지는 경항이 있었으며, 1982년도 토양 중에서 유기물 함량과 치환성 $Ca^{++}$ 함량과, 그리고 년도에 관계없이 토양 중 Cu와 Pb 함량과 유의성있는 상관관계를 나타내었다. 한편 이 지역의 수도체 부위별 Cd 함량은 현미중 농도에 비해 엽신 중의 농도가 최고 7배 이상이 되었고, Zn의 경우는 엽신과 화서축 중에서 흡수축적량이 높았으며, 토양 중 Zn, Cu, Pb의 존재는 수도체의 화서축 중의 Cd 함량과 또 수도체의 모든 부위별 Zn 함량과 유의성 있는 상관관계를 나타내었다. 만경강유역의 현미 중 Cd의 함량은 0.10-0.90mg $kg^{-1}$이었고, Zn의 함량은 4.2-95.9mg $kg^{-1}$ 범위였다.

• 한국광물학회지
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• 제21권2호
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• pp.161-175
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• 2008

제주도 화산회 기원 토양시료들은 전형적인 안디졸에 해당하는데 낮은 pH, 높은 수분함량, 높은 유기물함량, 식질-미사질 토성을 보여주었다. 결정질 광물 중 현무암 기원의 감람석, 휘석 등의 철고토광물과 자철석 및 적철석 등의 산화철이 주구성광물로 관찰되며 이차광물인 깁사이트가 일부 심토에서 나타나는 것이 특징이다. 그밖에 제주도 화산회 토양은 비정질 알로판 광물과 ferrihydrite 등의 결정도가 낮은 광물을 상당량 포함하고 있다. 주성분원소는 비화산회토양에 비해 상대적으로 낮은 $SiO_2$ 함량과 높은 $A1_2O_3$ 및 $Fe_2O_3$ 함량을 보이는데 이는 전형적인 화산회토의 특성을 반영한다. 토양 내 중금속 함량 중에서 Zn, Ni, Co, Cr은 각자 $84{\sim}198$, $56{\sim}414$, $38{\sim}150$, $132{\sim}1164\;mg\;kg^{-1}$의 범위를 보여 일반적인 세계 토양 내 함량범위를 초과하는 것으로 나타났다. 특히 Cr의 경우 1,000 ppm 이상의 함량을 가지는 토양 시료도 존재하는 등 제주도 화산회 토양은 높은 Cr 함량을 보이는 것이 특징이다. 제주도 토양의 환원능은 평균 $6.53\;mg\;L^{-1}$ reduced Cr(VI)로서 내륙의 비화산회토양에 비해 5.1배 이상 큰 것으로 나타났다. 비화산회토양의 경우 토양 환원능은 토양의 이화학적 인자 중 총 탄소함량과 매우 좋은 상관관계(R = 0.90)를 보이고 있는 것으로 보고되었으나, 총 탄소함량이 일반 토양에 비해 20배 이상 큰 제주도 화산회 토양의 경우 환원능은 탄소함량과는 오히려 약한 음의 상관관계를 보여주고 있다(R = -0.469). 이러한 결과는 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자가 탄소함량뿐만 아니라 또 다른 토양 이화학성에 있음을 지시한다. 주성분 원소조성과 환원능의 상관관계분석결과 화산회토 특성을 반영하는 Al과 Fe 원소와 정의 상관관계(R = 0.793, R = 0.626)를 보여주었다. 또한 중금속 원소 중 Ni, Co, Cr 등은 제주도 화산회 토양의 환원능과 정의 상관관계(R = 0.538, R = 0.647, R = 0.468)를 보이고 있다. 산화환원전위에 민감한 Cr 원소의 경우 제주도 화산회토양의 높은 환원능으로 인해 유해하고 이동성이 높은 6가 크롬의 생성 및 이동이 매우 제한될 것으로 판단된다. 또한 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자는 비정질인 알로판 광물 및 ferrihydrite 등의 화산회토 특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권4호
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• pp.550-560
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• 2012

본 연구에서는 성게 알의 열처리 조건에 따른 제품의 이화학적 특성 변화를 조사하여 가공적성에 대한 기초자료를 제공함으로써, 성게 알을 이용한 가공식품이나 통조림 개발에 도움이 되고자 하였다. 보라성게 알과 분홍성게 알은 일반성분 조성이 유사하였고, 말똥성게 알의 수분, 조회분, 탄수화물 함량에서 약간의 차이를 보였다. 모든 성게 알의 일반성분이 가열시간에 따라 약간의 변화는 있었으나 생시료와의 차이가 크지 않았다. 보라성게, 분홍성게 및 말똥성게 알 중의 유리아미노산은 glycine 함유량이 가장 높았고, arginine, alanine, lysine 순의 함량을 보였다. 생시료의 유리아미노산 총 함량은 보라성게 알 754.70 mg%, 분홍성게 알 567.75mg%, 말똥성게 알 449.44 mg%로 보라성게 알의 유리아미노산 함유량이 가장 높았다. 모든 시료에서 생시료보다 5분 가열시료에서 총 유리아미노산 함량이 높은 것으로 나타났다. 통조림 제품의 유리아미노산 함량에서 보라성게와 분홍성게 알은 glutamic acid와 glycine을 제외한 다른 유리 아미노산의 함유량이 매우 낮았으나 말똥성게 알의 경우 대부분의 유리아미노산이 생시료보다 높았다. 핵산물질 측정결과, 분홍성게의 알은 보라성게 및 말똥성게의 알보다 ATP, ADP 및 AMP의 함량이 높았다. 성게 알의 주요 지방산은 myristic acid, palmitic acid 및 EPA로 확인되었다. 보라성게 및 말똥성게 알은 생시료의 경우 포화지방산이 불포화지방산보다 다소 높은 것으로 나타났으나, 분홍성게 알의 경우는 불포화지방산 함량이 포화지방산보다 더 높았고 생시료 중 가장 높게 나타났다. 보라성게 알의 경우 칼륨, 인, 철, 아연의 함량이 비교적 높았고, 말똥성게 알에는 칼슘, 마그네슘, 나트륨 및 구리의 함량이 높게 확인되었다. 카드뮴, 납과 비소 등의 중금속은 모든 시료에서 미량으로 검출되었지만 식품규격 기준치에 미치지 못하는 수준이었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제22권4호
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• pp.667-682
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• 2014

본 연구는 돈분액비의 시용수준이 벼의 생육, 수량구성요소, 수량, 미질과 토양에 미치는 영향을 구명하기 위하여 실시하였다. 돈분액비의 시용수준은 벼의 추천 질소시용량인 9kg N/10a를 기준으로 하여 화학비료 질소 총량을 돈분액비로 대체하는 방법, 즉 100%, 130%, 160% 시용구를 두어 시용시험을 수행하였다. 결과를 요약하면 아래와 같다. 초장과 분얼수는 돈분액비 100, 130% 시용구에서 화학비료와 대등하였다. 돈분액비 160% 시용구는 화학비료 시용구 보다 분얼수가 많았고 초장이 큰 과번무 상태를 나타내었다. 백미수량은 돈분액비 100% 처리구에서 410 kg/10a으로 화학비료 처리구에 비해 3% 낮은 수준을 보였으나 돈분액비 130% 처리구는 화학비료처리구와 대등한 수량을 나타내었다. 그러나 돈분액비 160% 처리구에서 화학비료를 시용한 구에 비해 5%의 수량 감소가 있었는데 등숙율 및 천립중 저하가 수량감소의 원인이었다. 백미의 단백질 함량은 돈분액비 100% 시용구에서 6.8%로 화학비료 처리구의 6.9%와 유사하였다. 그러나 돈분액비 130, 160% 시용구에서 7.20~7.68%로 높은 수준이었다. 식미치는 돈분액비 100% 시용구가 73.7로 가장 좋았고 돈분액비 160% 처리구에서 66.9로 식미치가 낮았다. 완전미 비율이 가장 높은 처리구는 화학비료구로서 92.2%이었던 반면 돈분액비 100, 130% 처리구에서는 약간 감소하였다. 돈분액비 160% 처리구의 완전미 비율이 88.9%로 가장 낮았는데, 주원인은 활청미의 비율이 높았기 때문이었다. 현미의 무기성분 중 질소농도는 0.92~0.99% 범위이었는데 처리간 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 벼의 10a당 질소흡수량은 화학비료시용구에서 15.1 kg으로 돈분액비 100% 시용구의 12.5 kg보다 높은 흡수량을 나타냈다. 돈분액비 100%, 130% 시용구의 토양 중금속 함량은 화학비료 시용구와 차이를 나타내지 않았다. 그러나 돈분액비 160% 시용구 토양의 아연, 구리, 비소 함량은 화학비료 시용구 보다 높았다. 따라서 벼의 수량과 품질지수 측면에서는 돈분액비 130%가 유리하였다. 돈분액비 160% 시용구에서는 등숙률과 천립중이 낮아지므로 수량이 감소하였다. 따라서 돈분액비의 양분 이용률을 고려 할 때 130% 범위에서 시용량을 조절하는 것이 벼의 수확량과 품질 그리고 토양의 중금속함량 감소에 유리할 것으로 사료되었다. 그러나 돈분액비 160% 시용구 토양의 아연, 구리, 비소 함량은 화학비료 시용구보다 높았다. 따라서 벼의 수량과 품질지수 측면에서는 돈분액비 130%가 유리하였다. 돈분액비 160% 시용구에서는 등숙률과 천립중이 낮아지므로 수량이 감소하였다. 따라서 돈분액비의 양분 이용률을 고려 할 때 130% 범위에서 시용량을 조절하는 것이 벼의 수확량과 품질 증대, 그리고 토양의 중금속함량 감소에 유리할 것으로 사료되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권5호
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• pp.323-332
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• 2003

전국적으로 산재해있는 2,000여 광산지역의 경우 중금속 오염의 정도와 범위를 고려할 때, 기존의 물리 화학적 복원기술의 적용만으로는 경제성과 실효성의 조화가 어렵다. 이에 기존의 토양 복원기술과 더불어 생물학적 복원기술로써 phytoremediation 기술의 개발이 요구된다. 본 연구는 경기도 광명시에 위치한 폐아연광산 인근 토양 및 식물체내의 중금속 함량과 토양내 Cd의 존재형태별 분포를 파악하여 인근 농경지로의 잠재적 오염원이 되는 부지를 선정하고, 오염 토양에 대한 phytoremediation 적용을 위한 기초 조사를 수행하였다. 17지점에서 채취한 논 밭 및 비경작지 토양의 0.1 N-HCl 추출 Cd 함량은 $0.2-42mg\;kg^{-1}$의 분포를 보였고, Cd 함량이 상대적으로 높은 비경작지 토양의 중금속 함량은 Zn $533-2320mg\;kg^{-1}$, Pb $560-3584mg\;kg^{-1}$, Cu $104-1277mg\;kg^{-1}$, Cd $11-42mg\;kg^{-1}$의 범위로 나타났다. pH를 1에서 3까지 조절하며 수행한 중금속 용출시험 결과 pH 변화에 따른 중금속 용출의 정도는 매우 컸다. 대부분의 토양은 유기물 및 질소함량이 극히 낮고, 평균 토성은 사양토로 전국적으로 분포하는 광산토양의 평균 이화학성 범위 내에 있어 Cd, Zn 및 Pb의 생물학적 복원부지로서의 적합성을 보였다. 본 연구에서 정화식물종으로 선별한 식물은 아연광산에 서식하는 대표적 초본류인 쑥이며, 체내 중금속 함량은 지상부 $43mg\;kg^{-1}$, 지하부 $52mg\;kg^{-1}$의 Cd 함량을 보였다. 채취한 식물체 주변 근권 토양 (rhizosphere soil)과 경계면 토양 (soil-root interface soil)은 각각 15.68, $14.09mg\;kg^{-1}$의 Cd 함량을 나타내었다. 토양에 대한 연쇄추출 결과 $H_2O$(water soluble), NaOH (organically bound), $KNO_3$ (exchangeable), EDTA (oxide/carbonate), $HNO_3$ (sulfide/residual)의 순으로 Cd 추출효율이 증가하였으며, 토양내 치환태 Cd는 평균 $2.4mg\;kg^{-1}$으로 나타났다. 중금속 오염부지에 대한 식물 식재시 퇴비의 투여량은 지하부 표면적 및 뿌리부피와 밀접한 상관관계를 나타내어 오염 토양내 식피조성시 식물체의 활착율을 증대 시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제9권1호
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• pp.69-78
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• 2007

Constructed wetlands and other aquatic systems have been successfully used for waste and wastewater treatment in either temperate or tropical regions. To treat waste or wastewater in a sustainable manner, the integrated eco-engineering designs are explained in this paper with 2 case studies: (i) a combination of vertical-flow constructed wetland (CW) with plant irrigation systemfor fecal sludge management and (ii) integrated CW units with landscaping at full-scale application for domestic wastewater treatment. The pilot-scale study of fecal sludge management employed 3 vertical-flow CW units, each with a dimension of $5{\times}5{\times}0.65m$ (width ${\times}$ length ${\times}$ media depth) and planted with cattails (Typha augustifolia). At the solid loading rate of 250 kg total solids (TS)/$m^2.yr$ and a 6-day percolate impoundment, the CW system could achieve chemical oxygen demand (COD), TS and total Kjeldahl nitrogen (TKN) removal efficiencies in the range of 80 - 96%. The accumulated sludge layers of about 80 - 90 cm was found at the CW bed surface after operating the CW units for 7 years, but no clogging problem has been observed. The CW percolate was applied to 16 irrigation Sunflower plant (Helianthus annuus) plots, each with a dimension of $4.5{\times}4.5m$ ($width{\times}length$). In the study, the CW percolate were fed to the treatment plots at the application rate of 7.5 mm/day but the percolate was mixed with tap water at different ratio of 20%, 80% and 100%. Based on a 1-year data of 3-crop plantation were experimented, the contents of Zn, Mn and Cu in soil of the experimental plots were found to increase with increasing in CW percolate ratios. The highest plant biomass yield and oil content of 1,000 kg/ha and 35%, respectively, were obtained from the plots fed with 20% or 50% of the CW percolate, whereas no accumulation of heavy metals in the plant tissues (i.e. leaves, stems and flowers) of the sunflower is found. In addition to the pilot-scale and field experiments, a case study of the integrated CW systems for wastewater treatment at Phi Phi Island (a Tsunami-hit area), Krabi province, Thailand is illustrated. The $5,200-m^2$ CW systems on Phi Phi Island are not only for treatment of $400m^3/day$ wastewater from hotels, households or other domestic activities, but also incorporating public consultation in the design processes, resulting in introducing the aesthetic landscaping as well as reusing of the treated effluent for irrigating green areas on the Island.