• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.36-42
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• 2007

지구온난화, 기후변화 및 온실가스 배출 및 저감기술에 관한 많은 연구가 수행되고 있으나, 토양 내 유기탄소의 축적을 통한 온실가스 배출억제에 대한 연구는 매우 미진하며, 특별히 우리나라 농경지의 주요 이용형태인 논토양에 대해서는 유기탄소의 축적량 산정을 포함한 변동 등에 대한 연구가 매우 미흡하다. 본 연구에서는 도서를 제외한 우리나라 전국적인 논 토양 유기탄소의 연차별 모니터링을 통하여 토양에서 유기탄소의 연차간 변동을 평가하였으며 토양의 생성학적, 물리적 특성에 따라 토양유기탄소의 변화에 대한 해석을 시도하였다. 연구결과, 토양 생성분류학적으로 우리나라의 주된 논토양인 Inceptisol 에서 토양유기탄소량이 1999년에 비하여 2003년에 증가하는 경향이었던 것으로 나타났으며, 논의 이용형태별로는 염해답이나 미숙답에서 보다 보통답, 사질답, 배수불량답에서 토양유기탄소가 증가하는 것으로 나타났다. 표토의 토성별로 양토에서 보다 미사 식양토 및 미사양토에서 유기탄소의 증가가 높게 나타났다. 지형적으로는 곡간지에서 보다 평탄지에서 토양유기탄소의 증가율이 높게 나타났다. 결론적으로, 본 연구의 결과를 통하여, 1999년 이후 논토양에서 토양유기탄소의 양이 증가하는 경향을 나타내고 있으며 ($+0.11g\;kg^{-1}yr^{-1}$) 이는 대기중의 이산화탄소를, 논 토양의 유기탄소 축적기능을 통해, 토양 중에 저장함으로써 논토양이 온실가스 흡수원으로서의 역할을 하는 것으로 해석할 수 있다.

• 한국기후변화학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-11
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• 2010

본 연구는 1997년에 채택한 교토의정서의 정책효과를 1990~2005년간 통계자료에 근거하여 분석하였다. 지구촌 국가를 2개 그룹으로 분류한 비교에서 OECD 국가 및 경제이행국가를 중심으로 하는 1차 감축의무 대상국가와 중국, 인도를 비롯한 대부분 개발도상국으로 구성된 1차 감축의무 비대상국가의 이산화탄소 배출 증가율은 교토의정서상 기준 시점인 1990년에 비하여 2005년에 각각 -10.2%, 88.1%를 보였다. 전지구촌의 증가율이 29.1%인 것을 감안한다면 이러한 차이는 실질적으로 매우 큰 차이이며, 통계적으로도 의미 있는 차이가 있는 것으로 나타났다. 한편, 배출량의 변화를 정책 개입시점인 교토의정서 채택 및 IPCC 2차 보고서 반영시기(1997년), 교토의정서 감축목표 합의 및 IPCC 3차 보고서 반영시기, 그리고 미국의 교토의정서 탈퇴시기(2001년)를 기준으로 비교분석에서는 기후변화 과학적 증거에 대한 확신에 따른 증가보다는 오히려 미국의 교토의정서 불참 선언으로 나타났다. 포스트 교토의정서가 국제기후변화레짐으로써 실효성을 가지기 위해서는 미국은 물론 1차 감축의무 비대상국가의 포스트 교토의정서 체제 수용이 매우 시급한 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제24권3호
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• pp.83-90
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• 2016

바이오차 시용이 토양비옥도나 온실가스 완화에 기여하는 것 외에, 경작지 시용에 따른 탄소격리 및 순익 분석이 평가된바 거의 없다. 본 연구는 옥수수 재배 기간 동안 온실가스 완화에 대한 이익을 평가하고, 탄소격리를 산정하기 위해 수행되었다. 본 실험의 처리구는 돈분처리구, 돈분을 퇴비로 시용하면서 바이오차 처리를 2,600(0.2%), 13,000(1%), 및 26,000(2%) kg/ha로 나누어 시용하였다. 바이오차 시용에 따른 탄소 격리량을 예측하기 위해 Y = 0.5523X - 742.57 ($r^2=0.939^{**}$) 일차 모형식을 유도하였으며, 본 수식을 바탕으로 바이오차 0.2, 1 및 2% 시용 시 탄소 격리량은 각각 1,235, 3,978, 및 14,794 kg/ha로 산정되었고, 온실가스 완화는 각각 4.5, 14.6, 및 54.2 ton/ha로 평가 되었다. 이에 대한 이익 평가는 적게는 $14.6, 많게는 $452로 산정되었다. 또한 한국 기후변화 시장의 이산화탄소 시장 거래가로는 바이오차 0.2, 1 및 2% 시용 시 $35.6, $115.3 및 $428.2로 나타났다. 바이오차 시용에 대한 작물 재배에 있어, 초장과 수량은 처리간에 유의차가 인정되지 않았다. 따라서 본 실험결과는 농사활동에서 바이오차를 토양에 시용함으로서 탄소 배출건 거래제가 시행된다는 전제 조건하에 기초자료가 될 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권3호
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• pp.244-252
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• 2009

본 연구는 우리나라와 네덜란드의 상업적인 온실에서 파프리카의 전체 재배기간 동안 시설 내 외부 기상환경을 비교 분석함으로써 양국간 생산량 차이 원인 분석을 함으로써 우리나라 파프리카의 시설내부 재배환경조건을 최적화하기 위한 기초자료 확보를 위하여 이 연구를 수행하였다 두 온실 모두 'Derby'를 공시하여 우리나라는 3.75주/$m^2$(2 stems), 네덜란드는 2.5주/$m^2$(3 stems), 1.875주/$m^2$(4 stems)로 암면에 수경재배 하였다. 두 온실모두 재식주수는 상이하였지만, 줄기밀도는 7.5m$^2$/stems로 같았다. 양국의 파프리카 주별 생장량은 크게 차이가 나지 않았으나, 전체 마디 대비 수확마디는 네덜란드가 우리나라에 비해 두 배 이상 높았다. 전체 재배기간 동안 일중 평균 광량은 우리나라 14.5MJ/$m^2$/day, 네덜란드 12.1MJ/$m^2$/day로 우리나라가 19.8% 높았다. 시설내부 24시간 평균온도는 우리나라 $21.6^{\circ}C$, 네덜란드 $21.2^{\circ}C$로 비슷한 경향을 보였지만, 우리나라의 시설내부 온도관리가 변화폭이 심하였다. 전체 작기의 시설내부 수분부족분(HD)은 우리나라 4.5g/$m^3$, 네덜란드 3.5g/$m^3$로 우리나라의 시설내부가 더 건조하게 관리되었다. 특히 우리나라 야간의 수분부족분은 매우 변화폭이 컸다. 주간 평균 이산화탄소 농도는 우리나라와 네덜란드가 반대의 경향으로 관리되었고 이는 네덜란드의 겨울철 난방 시 배출되는 이산화탄소를 시설내부로 시용한 결과에 기인한다. 일중 외부 광량 대비 시설내부 24시간 평균온도와 주간 이산화탄소 농도는 우리나라는 매우 불균일하게 관리되었지만 네덜란드의 경우 균일하게 관리되었다. 네덜란드의 시설 내.외부 환경은 우리나라에 비해 균일하게 관리되었고, 우리나라의 불균일한 시설내부 환경은 작물의 불균일한 생육을 유도할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1002-1007
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• 2012

에너지 수요의 지속적인 증가는 화석 연료의 사용을 통해 상당한 부분이 충족되고 있으며 이로 인한 이산화탄소의 배출은 지구온난화의 주요 원인으로 인식되고 있다. 대규모 발생원으로부터 이산화탄소를 포집하기 위한 방안의 하나로 흡수 공정이 적용되고 있으며, 흡수제의 흡수 및 재생으로 구성된 연속 순환 공정 특성상 흡수제의 특성뿐만 아니라 흡수 재생 운전 조건은 전체 공정 성능에 매우 중요한 부분을 차지한다. 이러한 최적의 운전 조건은 실제로 운전되고 있는 공정에서 찾아내는 것이 최선이라 할 수 있으나, 이를 위해 실제 상용 공정의 운전 변수를 임의로 변경하는 것은 공정 안정성 측면에서 현실적으로 불가능한 경우가 많다. 따라서 본 논문에서는 이러한 현실적인 제약을 극복하고자 흡수제의 기-액 상평형에 대한 이론적인 접근법을 적용하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 $CO_2$ 흡수 공정에서 최적 흡수 재생 조건 파악에 적용된 이론적인 접근법을 20 wt% Monoethanl amine (MEA) 수용액에 적용하여 흡수제의 최적 재생 조건을 예측하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 $CO_2$ 흡수 재생 공정에 사용할 경우, 재생 공정으로 공급하는 흡수액의 $CO_2$ 부하(loading)를 0.4 이하로 유지하는 것이 필요한 반면, 20 wt% MEA 수용액을 사용하는 경우에는 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 대한 제한이 필요 없음을 알 수 있었다. 최적 재생 온도는 이론적 접근법을 이용해서 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 따라 결정할 수 있으며, 재생된 흡수액의 $CO_2$ 부하는 흡수 공정에서 필요한 $CO_2$ 흡수량에 따라 결정되고 이를 기준으로 최적 재생 온도에 해당하는 열원의 공급량을 결정할 수 있게 된다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 실험실 규모의 연속 $CO_2$ 흡수 재생 실험에서 최적 재생 조건을 비교적 정확하게 예측할 수 있었던 이론적 접근법을 20 wt% MEA 수용액에 적용하여 최적 재생 조건 예측에 적용할 수 있음을 확인하였고, 실제 화학흡수제를 이용한 $CO_2$의 흡수 재생 공정의 설계 및 운전에 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국제4기학회지
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• 제20권1호
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• pp.51-66
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• 2006

미국 해양대기청의 CCM3 기후모델을 이용하여 마지막최대빙하기 (Last Glacial Maximum (LGM))의 동아시아기후변화를 시뮬레이션 하였다. 이용된 수치모델의 수평해상도는 약 75km로 동아시아의 비교적 상세한 지형 및 기후 기작들이 표현된다. 현재 기후는 미국 해양대기청 에서 제공한 월평균 표층해수가 경계조건으로 이용되었으며, LGM 실험은 CLIMAP 프로젝트에서 복원된 표층해수가 경계조건으로 이용되었다. 또한 LGM실험에서는 현재 의 이산화탄소농도(330 ppm) 보다 낮았던 대기 이산화탄소농도 (200 ppm)가 적용되었고, 대륙빙하를 포함한 LGM 지표지형이 표현되었다. LGM 경계조건하에서 한국 서해와 동해의 대륙사면에서는 표층 온도가 겨울철에 약 18도 정도 현재보다 낮게 나타나며, 여름철에는 약 2도 정도 높게 나타나는데, 이와 같은 온도 변화는 한국 서해가 빙하기때 해수면 하강에 따라 지표로 드러남으로서 표층 열용량의 차이가 나타나기 때문이다. 전체적으로 마지막최대빙하기에 동아시아 내륙에서는 표층온도가 약 4-6도 감소하며, 주변해역을 포함하여 약 7.1도 하강하는 것으로 시뮬레이션 되는데, 이와 같은 온도감소는 이산화탄소농도 감소에 따른 장파복사량의 증가에 기인한다. 표층의 온도감소는 물수지의 약화를 초래하는데, 겨울철 아시아의 남동부에서 강수량이 약 1-4 mm/day 감소하며, 여름철에는 중국에서의 감수감소가 나타난다. 대체로 마지막최대 빙하기동안 동북아시아에서 현재보다 약 50%정도 감수가 감소하는 것으로 시뮬레이션 된다. 증발량도 감소하는 것으로 나타나지만, 강수의 감소가 더 커서 지난빙하기동안 동아시아는 대체로 건조한 기후가 나타나며, 이와 같은 결과는 다른 지역에서 보이고 있는 결과와 잘 일치한다. 결론적으로 고해상도 수치모델은 전 지구 영역 하에서 동아시아의 기후변화를 잘 시뮬레이션 하고 있다.mu}M$에서 $9.1{\mu}M$까지, 알테미아 경우 $16.13{\mu}M$에서 $45.8{\mu}M$까지, 그리고 배합 사료 공급시에는 $36.5{\mu}M$에서 $120.1{\mu}M$까지 상승하였다. 일간 수질 변화에 따른 용존 무기 질소(로티퍼; 7.0 g/일, 알테미아; 24.7 g/일, 배합 사료; 140.9 g/일)와 인(로티퍼; 0.7 g/일, 알테미아; 0.7 g/일, 배합 사료; 2.2 g/일) 배출량은 배합 사료 공급 시기에 유의적으로 높았다(P<0.05). 이와 같은 결과는 상업적 볼락 대량 종묘 시설에서 사육 시스템 내 수질 및 사육 관리를 위한 중요한 정보를 제공할 것이다.였다. 2종의 박하 추출물 투여군들 사이에는 혈청 GPT 활성에 대한 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 7.과산화물질 (TBARS)의 함량은 정상군에 비해 음성대조군에서 약간의 함량 증가가 관찰되었으나 유의적인 수준은 아니었으며 대부분의 박하 추출물 투여군과 Silymarin 투여군에서 과산화지질이 비슷한 수준으로 증가하여 박하는 알콜에 의한 과간화지질생성에 대한 저해효과가 낮은 것으로 확인되었다. 8. 상대간장중량은 각 실험군별로 상대간장중량에서의 차이는 다소 있었으나 유의성은 없었다.mg/ml로 한 EtOAc 분획물은 26의 돌연변이 유발성을 보였다. 이상의 결과로 부터 뽕나무를 이용한 식용 제품생산을 고려할 때 추출물들의 제조와 선택을 가름하는 자료로서의 활용이 기대되며 앞으로 in vivo test 등 더욱 연구할 필요가 있을 것으로 사료된다.0^{-4}\;pg/cell$로 60 kHz로 병행 추출한 복분자 water 분획층의 $19.5{\times}10^{-4}\;pg/cell$보다 높은 분비량을 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.157-157
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• 2010

우리나라는 기후변화협약에 대응하기 위한 교토의정서를 비준한 국가로서, 아직 온실가스의 의무감축 대상 국가는 아니다. 그러나 2012년부터 시작될 교토의정서 2차 공약기간 중에 브라질, 중국 및 인도와 같이 2차 의무감축대상이 가장 유력시 되는 국가로 지목되고 있으므로, 이러한 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 기술적, 사회적, 정책적 방안이 신속히 마련될 필요가 있다. CCS(carbon capture & storage)란 화석연료로 부터 연소시 대기 중으로 배출되는 온실가스($CO_2$)를 포집하여 재생 또는 지중, 해양에 저장하는 기술로서 국가녹색성장 핵심기술중의 하나로 분류되며, 대료적인 $CO_2$ 발생대상인 석탄화력발전소로 부터 $CO_2$ 회수방안, 회수, 처리관련 연구를 포함하여 국내외 적으로 활발한 연구가 이루어 지고 있다. 순산소 연소기술을 통한 $CO_2$ 회수, 처리기술은 연료(천연가스, 석탄, 석유)의 산화제를 공기대신 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 순산소연소를 하며, 이때 발생하는 배가스의 대부분은 $CO_2$와 수증기로 구성되어 있다. 발생된 배가스의 약 70~80%를 다시 연소실로 재순환시켜 연소기의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 최적화함과 동시에 배가스의 $CO_2$ 농도를 80% 이상으로 농축시켜 회수를 용이하게 하며, 특히 공해물질은 NOx 발생량을 10ppM 이하로 줄일 수 있다. 천연가스가 생산되는 LNG기지에서 LNG를 기화시키기 위하여 해수식 기화기(ORV : Open Rack Vaporizer와 수중연소식 기화기(SMV ; Submerged Combustion Vaporizer)를 사용하고 있으며, 특히 SMV는 버너를 이용하여 $-162^{\circ}C$ LNG를 $10^{\circ}C$의 LN로 기화시키는 설비로서 이때 연소시 $CO_2$를 상당량 발생시킨다. 본 논문에서는 SMV에서 순산소 연소방식을 적용하여 연료인 천연가스를 연소시키고, 이때 발생되는 $CO_2$와 수분이 주 성분인 배가스를 연소기에 재순환시켜, 연소실내 고온문제를 해결하며, 최종적으로 배가스중 $CO_2$는 $-162^{\circ}C$의 LNG 냉열을 이용하여 고순도의 액체 $CO_2$로 액화시키므로서 $CO_2$의 회수, 처리문제를 해결하는 방식을 소개하고자 한다. 이러한 방식은 천연가스에서 발생되는 $CO_2$ 회수를 LNG 냉열을 활용하므로서 폐열을 활용하는 에너지 효율적인 문제와 사용가능한 고순도 $CO_2$로 회수하므로서 환경적인 문제를 처리하는 기술이라 할 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제20권2호
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• pp.44-52
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• 2012

본 연구에서는 고유가 시대의 대안으로 정부에서 추진하고 있는 농촌형 녹색마을에 재생에너지를 도입하는 경우 $CO_2$ 저감효과를 분석하고, 재생에너지의 보급 활성화 방안을 제시하고자 하였다. 전라북도 G시에 조성하고 있는 소규모 농촌형 녹색마을의 에너지 잠재량을 조사한 결과 태양에너지를 이용하면 연간 6.73 GWh의 전력생산이 가능하고, 바이오매스로는 연간 134.06 GWh의 전략생산이 가능한 것으로 분석되었다. 따라서 전체 전력생산량은 연간 233.19 GWh로서 대상지역에서 연간 사용하고 있는 총 에너지 소비량 705.80 GWh의 33%를 부담할 수 있는 것으로 판단되었다. 한편 이산화탄소 감축잠재량을 산정한 결과 농산부산물은 1,891 ton_$CO_2$, 축산폐기물은 43,635 ton_$CO_2$, 도시폐기물은 395 ton_$CO_2$, 임산부산물은 50,324 ton_$CO_2$로 분석되었으며, 바이오매스로 인한 효과는 연간 총 96,245 ton_$CO_2$ 으로 나타났다. 또한 태양광에너지 2,251 ton_$CO_2$, 태양열에너지 1,383.3 ton_$CO_2$로 태양에너지로 인한 효과는 3,634 ton_$CO_2$이었으며, 총 99,879 ton_$CO_2$의 배출을 감축할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.21-27
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• 2015

전세계적으로 기상이변이 빈번하게 발생하면서 기후변화가 수문환경에 미치는 영향에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기후변화 연구에는 대체로 이산화탄소 배출 시나리오에 근거한 GCM 모의 결과가 사용되며, GCM 자료를 바탕으로 미래의 수문량 변화를 예측하는 방법으로 진행된다. 기후변화가 강우에 미치는 영향과 관련해서는 기후변화가 총강우량에 미치는 영향에 대한 연구가 주를 이뤄왔으나 극한강우량에 미치는 영향에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 또한 상세화 된 강우 자료가 월단위 또는 일 단위이기 때문에 극한홍수량 산정에 필요한 시단위 극한강우량 추정에는 한계가 있다. 본 연구에서는 기후변화가 극한강우량에 미치는 영향을 분석하기 위해 A2 시나리오에 근거한 ECHO-G GCM 모델의 모의 결과를 상세화 시켜 얻은 한강 유역내의 9개 강우 관측 지점의 일강우 자료를 바탕으로 강우의 scale invariance 특성에 근거한 시단위 확률강우량을 추정하였고, NSRPM(Neymann-Scott Rectangular Pulse Model)을 적용하여 시단위 확률강우량을 추정하였다. 이러한 방법으로 추정된 9개 지점의 확률강우량과 한강유역종합치수계획(국토해양부, 2008)에서 산정한 확률강우량을 비교하여 미래의 확률강우량 변화를 분석하였다. 분석된 한강 유역 내 강우 관측 지점의 확률강우량 변화 추이는 지점에 따라, 미래기간에 따라 상이하게 나타났으나 대체로 scaling에 의한 결과가 관측값에 근거한 확률강우량보다 대체로 큰 값을 보였고, NSRPM에 의한 결과는 미래 기간에 따라 관측값보다 크거나 작은 값을 보였다.

• 상하수도학회지
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• 제26권5호
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• pp.619-627
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• 2012

In order to determine reduction of greenhouse gas emissions (GHGs) when the submerged membrane bioreactor with granular sulfur (MBR-GS) is used in wastewater treatment plant (WTP), the amount of GHGs was compared and analyzed in the advanced treatment process of P wastewater treatment plant (WTP). The amount of GHGs was estimated by classifying as construction and operation phase in WTP. The amount of GHGs in construction phase was evaluated from multiplying raw materials by using carbon emission factors. Also the amount of GHGs in operating phase was calculated by using total electricity consumption and carbon emission factor. The construction of anoxic tank and secondary settling tank is unnecessary, because the MBR-GS conducts simultaneously the nitrification and denitrification in aeration tank and filtration by hollow fiber membrane. The amount of $CO_2$, $CH_4$, and $N_2O$ emitted by constructing the MBR-GS was 6.44E+06 kg, 8.16E+03 kg and 1.38E+01 kg, respectively. The result shows that the GHGs was reduced about 47 % as compared with the construction in the MLE process. In operating the MBR-GS, the electricity is not required in the biological reactor and secondary setting tank. Thus, the amount of $CO_2$, $CH_4$, and $N_2O$ emitted by operating in the MBR-GS was 7.39E+05 kg/yr, 5.80E+02 kg/yr and 2.44E+00 kg/yr, respectively. The result shows that the GHGs were reduced about 37 % as compared with the operation in the MLE process. Also, $LCCO_2$(Life Cycle $CO_2$) was compared and analyzed between MLE process and MBR-GS. The amount of $LCCO_2 $emitted from the MLE process and MBR-GS was 3.56E+04 ton $CO_2$ and 2.12E+04 ton $CO_2$, respectively. The result shows that the GHGs in MBR-GS were reduced to about 40 % as compared in the MLE process during life cycle. As a result, sulfur-utilizing autotrophic denitrification process (SADP) is expected to be utilized as the cost-effective advanced treatment process, owing to not only high nitrogen removal efficiency but also the GHGs reduction in construction and operation stage.