44 ■ Proteus 84/1 • September 2021 45Sodobni postopki odstranjevanja mikroonesnaževal iz odpadne vode • Kemija Smo odkrili planet zunaj naše galaksije? • Naše nebo Kemija • Sodobni postopki odstranjevanja mikroonesnaževal iz odpadne vode Med heterogene napredne oksidacijske pro- cese uvrščamo še fotokatalizo, ki jo defini- ramo kot pospešitev fotokemijske reakcije v prisotnosti katalizatorja, to je polprevo- dnika, ki ga aktivira absorbirana svetloba. Najpogosteje se uporablja titanov dioksid (TiO2), predvsem zaradi svoje dobre ke- mijske obstojnosti in nizke cene (Gogate in sod., 2004). Glavne prednosti teh pro- cesov so, da lahko potekajo pri povišanem tlaku, sobni temperaturi in s sončno svetlo- bo. Pomembna sta tudi nizka cena in mo- žnost recikliranja katalizatorja, težave pa so povezane z zagotavljanjem enakomernega obsevanje po celotni površini katalizator- ja in njegovim odstranjevanjem iz očiščene odpadne vode po končani reakciji (Cuerda- -Correa in sod., 2020). Včasih se v sistem doda tudi vodikov peroksid (H2O2), kar še prispeva k učinkovitosti procesa. Zaključek Napredni oksidacijski procesi izrabljajo prednost velike oksidacijske sposobnosti hi- droksilnega radikala (●OH) za oksidacijo organskih molekul v tehnično nezahtevnih razmerah, to je pri običajnem tlaku in tem- peraturi. Še posebej so te tehnike uporabne za odstranjevanje mikroonesnaževal, ki so večinoma biološko nerazgradljive kemikalije in se v okolju zaradi svojih specifičnih la- stnosti tudi (bio)akumulirajo ter imajo raz- lične, še ne dobro poznane, tudi dolgotrajne škodljive vplive. Ti nezaželeni vplivi, kamor na primer uvrščamo tudi razvoj odpornosti proti antibiotikom, so jasno sporočilo mo- derni družbi, da mora širjenje teh snovi v okolje bolje nadzorovati ter predvsem pre- prečiti, k čemer teži tudi razvoj zakonodaje. Napredni oksidacijski procesi čiščenja odpa- dne vode imajo pri tem pomembno mesto. Literatura: Brillas, E., Sirés, I., Oturan, M. A., 2009: Electro- fenton process and related electrochemical technologies based on fenton’s reaction chemistry. Chemical Reviews, 109: 6570–6631. Cuerda-Correa, E. M., Alexandre-Franco, M. F., Fernández-González, C., 2020: Advanced Oxidation Processes for the Removal of Antibiotics from Water. An Overview. Water, 12 (1): 102. Gallard, H., De Laat, J.. 2000: Kinetic modelling of Fe(III)/H2O2 oxidation reactions in dilute aqueous solution using atrazine as a model organic compound. Water Research, 34: 3107–3116. Gogate, P. R., Pandit, A. B., 2004: A review of imperative technologies for wastewater treatment: Oxidation technologies at ambient conditions. Advances in Environmental Research, 8: 501–551. Haag, W. R., Yao, D. C. C., 1992: Rate Constants for Reaction of Hydroxyl Radicals with Several Drinking Water Contaminants. Environmental Science & Technology, 26: 1005–1013. Martín-Pozo, L., Gómez-Regalado, M. C., Moscoso- Ruiz, I., Zafra-Gómez, A., 2021: Analytical methods for the determination of endocrine disrupting chemicals in cosmetics and personal care products: A review. Talanta, 234: 122642. Peyton, G. R., Glaze, W. H., 1988: Destruction of pollutants in water with ozone in combination with ultraviolet radiation. 3. Photolysis of aqueous ozone. Environmental Science & Technology, 22: 761–767. REACH, Uredba ES št 1907/2006 Evropskega parlamenta in Sveta z dne 18. decembra 2006 o registraciji, evalvaciji, avtorizaciji in omejevanju kemikalij (REACH), o ustanovitvi EU agencije za kemikalije ... Staehelin, J., Hoigne, J., 1983: Reaktionsmechanismus und kinetik des ozonzerfalls im Wasser in gegewart organischer stoffe. Vom Wasser, 62: 337–348. Yu, D., Yi, X., Ma, Y., Yin, B., Zhuo, H., Li, J., Huang, Y., 2009: Effects of administration mode of antibiotics on antibiotic resistance of Enterococcus faecalis in aquatic ecosystems. Chemosphere, 76 (7): 915-920. Walling, C., 1975: Fenton’s Reagent Revisited. Accounts of Chemical Research, 8: 125–131. Zhang, N., Chen, J., Fang, Z., Tsang, E. P., 2019: Ceria accelerated nanoscale zerovalent iron assisted heterogenous Fenton oxidation of tetracycline. Chemical Engineering Journal, 369: 588–599. Slovarček: Akumulacija. Zbiranje, kopičenje snovi na določenem mestu. Bioakumulacija. Zbiranje, kopičenje snovi v tkivih in/ali organih živih organizmov (bak- terij, rastlin, živali, človeka). Mikroonesnaževala. Biološka ali kemična onesnaževala, ki zaradi človekovih dejav- nosti preidejo v površinske vode, podtalnico ali tla v nizkih, mikrogramskih koncentra- cijah, sledovih. Homogeni proces. Proces, kjer so vse kom- ponente reakcije v isti fazi; na primer ka- pljevina, plin. Heterogeni proces. Proces, kjer komponen- te reakcije niso vse v isti fazi; na primer ka- pljevina in plin. Hormonski motilci. Snovi, ki motijo delo- vanje žlez z notranjim izločanjem, tako da posnemajo delovanje naravnih hormonov v telesu. Biorazgradnja. Razgradnja snovi z delova- njem živih organizmov v običajnih razme- rah v okolju. Produkti biorazgradnje so za okolje sprejemljivi, na primer voda, ogljikov dioksid in biomasa. Andreja Žgajnar Gotvajn je profesorica za področje okoljskega inženirstva na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani ter vodja programskega sveta doktorskega študija Varstvo okolja. Njeno raziskovalno delo je osredotočeno na ravnanje s trdnimi odpadki, raziskave biološke razgradljivosti in ekotoksičnosti kemikalij in odpadnih vod, oceno tveganja in študij različnih načinov čiščenja odpadne vode, njenega recikliranja in ponovne uporabe. Igor Boševski je doktoriral na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani, kjer se raziskovalno ukvarja s tehnikami napredne oksidacije pri odstranjevanju mikroonesnaževal. V svoji poklicni karieri se je ukvarjal tudi s tehnikami čiščenja odpadne vode in odstranjevanja odpadkov, problematiko farmacevtskih učinkovin v okolju, pa tudi s sistemi okoljskega vodenja po standardih ISO, upravljanjem energetske učinkovitosti, ogljičnim odtisom in splošnimi vidiki trajnostnega razvoja v industriji Odkritje novega planeta že dolgo ni več po- sebna novica, saj smo jih do danes odkrili že skoraj pet tisoč. Poznamo vse od orjaških planetov velikosti Jupitra do majhnih Zemlji podobnih. Te planete pa združuje eno dej- stvo, vsi se nahajajo v naši galaksiji. To ni nič presenetljivega. Popolnoma razumljivo je, da bomo najprej našli nam najbližje in največje planete. Ob misli, da bi lahko našli planet zunaj naše galaksije, bi marsikate- ri astronom zamahnil z roko in rekel: »To je nemogoče.« V nam najbližjih galaksijah komaj ločimo zvezde med seboj, ker je na- še vidno polje tako zelo ozko, kako bomo Smo odkrili planet zunaj naše galaksije? Mirko Kokole 46 ■ Proteus 84/1 • September 2021 47Smo odkrili planet zunaj naše galaksije? • Naše neboNaše nebo • Smo odkrili planet zunaj naše galaksije? potem lahko odkrili planet, ki je še veliko manjši od zvezd. A to dejstvo ni ustavilo skupine astronomov z več različnih univerz na svetu. Po zelo premišljenem razmisleku in previdni obdelavi zbranih podatkov jim je uspelo. Domnevajo, da so našli pravi planet zunaj naše galaksije, nahaja se v galaksiji s oznako M51 v ozvezdju Lovskih psov. Verjetno je eno najbolj zanimivih dejstev, ki jih astronomija ponuja znanstvenikom, to, da imamo za raziskovanje na voljo le »eno« samo metodo. To je opazovanje svetlobe oziroma, bolj natančno, celotnega spek- tra elektromagnetnega valovanja. S takim opazovanjem smo prišli do današnjega zelo velikega poznavanja vesolja. In ker smo ta- ko zelo omejeni, moramo zato vedno dobro premisliti, kako se bomo opazovanja lotili in kako bomo pridobljene podatke obdelali. Pri iskanju planetov je seveda vse to tudi res. Večino do danes odkritih planetov smo odkrili z opazovanjem mrkov zvezd oziroma z opazovanjem, kako ti vplivajo na gibanje zvezde. Teh metod pa na žalost ne moremo več uporabiti, ko začnemo opazovati dalj- ne galaksije. Galaksije so od nas tako zelo oddaljene, da v njih večinoma ne moremo več razločiti posameznih zvezd in tudi če jih lahko, je svetloba iz njih prešibka, da bi lahko uporabili naše standardne metode iskanja planetov. Zato so astronomi iskali izvor svetlobe, ki bi bil dovolj močan in jih v posamezni galaksiji ne bi bilo tako veli- ko, da jih med seboj ne bi mogli ločiti. Po premisleku so prišli do odgovora, da bi bilo najbolje iskati planete v okolici rentgenskih dvozvezdij. Rentgenska dvozvezdja so se- stavljena iz navadne zvezde ter nevtronske zvezde ali črne luknje. Črna luknja oziroma nevtronska zvezda vleče k sebi material na- vadne zvezde, okoli črne luknje ali nevtron- ske zvezde tako nastane akrecijski disk ter zelo močno rentgensko sevanje. Če opazu- jemo, kako se s časom spreminja to sevanje, lahko opazimo tudi, če nam ga zakrije že manjši objekt, kot je na primer planet. Astronomi so za iskanje planetov uporabili podatke, ki sta jih zbrala vesoljska teleskopa Chandra in XMM-Newton. Iz podatkov so poiskali vse zanimive rentgenske dvojnice in v njihovih svetlobnih krivuljah iskali zanke mrkov, ki bi jih lahko povzročil planet. Po dolgem iskanju so prišli do treh kandidatov v galaksijah M51, M101 in M104. Rent- genska dvojnica v galaksiji M51 se je zdela najboljši kandidat. Rentgenska dvojnica v galaksiji M51 z ozna- ko M51-ULS-1 je eden močnejših virov rentgenske svetlobe v tej galaksiji in se na- haja blizu središča galaksije. V njeni svetlob- ni krivulji so odkrili zmanjšanje izseva, ki ima vse značilnosti mrka zaradi nebesnega objekta. Zmanjšanje izseva seveda še ne po- meni avtomatično odkritja planeta, saj bi ga lahko povzročili tudi drugi pojavi, na primer sprememba pospeševanja snovi v akrecij- skem disku, zasenčenje zaradi medzvezdne- ga oblaka ter notranja sprememba v izsevu zvezde. Vsak od teh pojavov ima specifični vpliv na svetlobno krivuljo in izsevani spek- ter rentgenske svetlobe. Ker izmerjena sve- tlobna krivulja in spekter nimata nobene teh značilnosti, so astronomi lahko izločili vse pojave razen mrka. Ko so vedeli, da je spre- memba v svetlobni krivulji posledica mrka zaradi prehoda nebesnega objekta, so se lo- tili ugotavljanja, kakšen objekt bi lahko to bil. Po zelo natančnem premisleku in mo- deliranju več možnosti so prišli do rezultata, da je mrk povzročil planet velikosti Saturna. Odkritje so objavili v reviji Nature Astrono- my 25. oktobra letos. Ali so popolnoma brez dvoma odkrili planet, še ni popolnoma go- tovo, a vse kaže, da je njihovo odkritje pra- vilno, kar je za astronomijo velik dosežek. Ali novo odkritje pomeni, da so tudi druge galaksije polne planetov tako kot naša, se- veda ne moremo reči. Zelo verjetno so. Za- gotovo pa lahko rečemo, da smo pred novim valom odkritij planetov zunaj naše galaksije. Posnetek galaksije M51, ki se nahaja v ozvezdju Lovskih psov. Rentgenska dojnica M51-ULS-1 se nahaja v eni od spiralni vej galaksije blizu njenega središča. Foto: S. Beckwith (STScI) Hubble Heritage Team (STScI/AURA), ESA, NASA. Rentgenska dvojnica je sestavljena iz navadne zvezde ter nevtronske zvezde ali pa črne luknje. Nevtronska zvezda ali črna luknja zaradi velikega gravitacijskega vpliva črpata atmosfero iz zvezde. Pri črpanju nastane akrecijski disk, ki se zaradi sproščanje gravitacijske energije močno segreje in zato intenzivno seva v rentgenskem spektru elektromagnetnega sevanja. Foto: ESA, NASA, and Felix Mirabel (French Atomic Energy Commission and Institute for Astronomy and Space Physics/Conicet of Argentina). 46 ■ Proteus 84/1 • September 2021 47Smo odkrili planet zunaj naše galaksije? • Naše neboNaše nebo • Smo odkrili planet zunaj naše galaksije? potem lahko odkrili planet, ki je še veliko manjši od zvezd. A to dejstvo ni ustavilo skupine astronomov z več različnih univerz na svetu. Po zelo premišljenem razmisleku in previdni obdelavi zbranih podatkov jim je uspelo. Domnevajo, da so našli pravi planet zunaj naše galaksije, nahaja se v galaksiji s oznako M51 v ozvezdju Lovskih psov. Verjetno je eno najbolj zanimivih dejstev, ki jih astronomija ponuja znanstvenikom, to, da imamo za raziskovanje na voljo le »eno« samo metodo. To je opazovanje svetlobe oziroma, bolj natančno, celotnega spek- tra elektromagnetnega valovanja. S takim opazovanjem smo prišli do današnjega zelo velikega poznavanja vesolja. In ker smo ta- ko zelo omejeni, moramo zato vedno dobro premisliti, kako se bomo opazovanja lotili in kako bomo pridobljene podatke obdelali. Pri iskanju planetov je seveda vse to tudi res. Večino do danes odkritih planetov smo odkrili z opazovanjem mrkov zvezd oziroma z opazovanjem, kako ti vplivajo na gibanje zvezde. Teh metod pa na žalost ne moremo več uporabiti, ko začnemo opazovati dalj- ne galaksije. Galaksije so od nas tako zelo oddaljene, da v njih večinoma ne moremo več razločiti posameznih zvezd in tudi če jih lahko, je svetloba iz njih prešibka, da bi lahko uporabili naše standardne metode iskanja planetov. Zato so astronomi iskali izvor svetlobe, ki bi bil dovolj močan in jih v posamezni galaksiji ne bi bilo tako veli- ko, da jih med seboj ne bi mogli ločiti. Po premisleku so prišli do odgovora, da bi bilo najbolje iskati planete v okolici rentgenskih dvozvezdij. Rentgenska dvozvezdja so se- stavljena iz navadne zvezde ter nevtronske zvezde ali črne luknje. Črna luknja oziroma nevtronska zvezda vleče k sebi material na- vadne zvezde, okoli črne luknje ali nevtron- ske zvezde tako nastane akrecijski disk ter zelo močno rentgensko sevanje. Če opazu- jemo, kako se s časom spreminja to sevanje, lahko opazimo tudi, če nam ga zakrije že manjši objekt, kot je na primer planet. Astronomi so za iskanje planetov uporabili podatke, ki sta jih zbrala vesoljska teleskopa Chandra in XMM-Newton. Iz podatkov so poiskali vse zanimive rentgenske dvojnice in v njihovih svetlobnih krivuljah iskali zanke mrkov, ki bi jih lahko povzročil planet. Po dolgem iskanju so prišli do treh kandidatov v galaksijah M51, M101 in M104. Rent- genska dvojnica v galaksiji M51 se je zdela najboljši kandidat. Rentgenska dvojnica v galaksiji M51 z ozna- ko M51-ULS-1 je eden močnejših virov rentgenske svetlobe v tej galaksiji in se na- haja blizu središča galaksije. V njeni svetlob- ni krivulji so odkrili zmanjšanje izseva, ki ima vse značilnosti mrka zaradi nebesnega objekta. Zmanjšanje izseva seveda še ne po- meni avtomatično odkritja planeta, saj bi ga lahko povzročili tudi drugi pojavi, na primer sprememba pospeševanja snovi v akrecij- skem disku, zasenčenje zaradi medzvezdne- ga oblaka ter notranja sprememba v izsevu zvezde. Vsak od teh pojavov ima specifični vpliv na svetlobno krivuljo in izsevani spek- ter rentgenske svetlobe. Ker izmerjena sve- tlobna krivulja in spekter nimata nobene teh značilnosti, so astronomi lahko izločili vse pojave razen mrka. Ko so vedeli, da je spre- memba v svetlobni krivulji posledica mrka zaradi prehoda nebesnega objekta, so se lo- tili ugotavljanja, kakšen objekt bi lahko to bil. Po zelo natančnem premisleku in mo- deliranju več možnosti so prišli do rezultata, da je mrk povzročil planet velikosti Saturna. Odkritje so objavili v reviji Nature Astrono- my 25. oktobra letos. Ali so popolnoma brez dvoma odkrili planet, še ni popolnoma go- tovo, a vse kaže, da je njihovo odkritje pra- vilno, kar je za astronomijo velik dosežek. Ali novo odkritje pomeni, da so tudi druge galaksije polne planetov tako kot naša, se- veda ne moremo reči. Zelo verjetno so. Za- gotovo pa lahko rečemo, da smo pred novim valom odkritij planetov zunaj naše galaksije. Posnetek galaksije M51, ki se nahaja v ozvezdju Lovskih psov. Rentgenska dojnica M51-ULS-1 se nahaja v eni od spiralni vej galaksije blizu njenega središča. Foto: S. Beckwith (STScI) Hubble Heritage Team (STScI/AURA), ESA, NASA. Rentgenska dvojnica je sestavljena iz navadne zvezde ter nevtronske zvezde ali pa črne luknje. Nevtronska zvezda ali črna luknja zaradi velikega gravitacijskega vpliva črpata atmosfero iz zvezde. Pri črpanju nastane akrecijski disk, ki se zaradi sproščanje gravitacijske energije močno segreje in zato intenzivno seva v rentgenskem spektru elektromagnetnega sevanja. Foto: ESA, NASA, and Felix Mirabel (French Atomic Energy Commission and Institute for Astronomy and Space Physics/Conicet of Argentina).