METALS si propone di comprendere in che modo i metalli presenti nell'ambiente contaminano l'acqua, l'aria e il suolo e come questi contaminanti influiscono sulla salute e sul benessere delle comunità che vivono in prossimità degli AUM.
Questi progetti mirano a trovare e impiegare soluzioni organiche per mitigare l'effetto dei metalli sulle comunità colpite e a sviluppare approcci di bonifica che rispondano alle esigenze della comunità. Il lavoro attuale studia come minerali naturali e bioreattori contenenti funghi e piante possano immobilizzare i metalli.
Adrian Brearley, dottore di ricerca
Eliane El Hayek, dottore di ricerca
José Cerrato, PhD
Joseph Galewsky, dottore di ricerca
Molte comunità di nativi americani nel sud-ovest degli Stati Uniti vivono in prossimità di numerose miniere di uranio abbandonate (AUM) che erano attive dagli anni '1950 agli anni '1980. Queste comunità stanno rivitalizzando le attività agricole su terreni adiacenti a siti minerari abbandonati che potrebbero essere stati contaminati dalla polvere trasportata dal vento durante le attività attive e successive all'estrazione. Due preoccupazioni significative di queste comunità tribali sono: i) la potenziale esposizione a particolato trasportato dal vento, respirabile (PM2.5), contenente metalli; e ii) se le colture agricole coltivate su terreni tribali adiacenti agli AUM potrebbero rappresentare un potenziale percorso di esposizione dannoso per la salute umana. I siti minerari di uranio (U) legacy nelle regioni semi-aride sono soggetti a forti processi eolici (legati al vento), che influenzano la dispersione della polvere minerale contenente U, causando preoccupazione per l'esposizione umana a polvere tossica che ha potenziali impatti negativi sulla salute. Comprendere la biodisponibilità e la bioaccessibilità dell'U e dei metalli tossici concomitanti nel PM2.5, in particolare le nanoparticelle nelle polveri minerali fuggitive derivanti dai siti minerari esistenti, è importante per identificare i rischi per la salute delle comunità colpite.
L'attenzione del progetto ESE PM sui rischi ambientali dell'esposizione alle nanoparticelle deriva dai nostri risultati preliminari che mostrano che le nanoparticelle portanti U precedentemente non riconosciute sono presenti in una gamma di diversi materiali naturali correlati agli AUM. La nostra strategia di ricerca svilupperà una comprensione di: a) l'origine, l'abbondanza e le caratteristiche fisico-chimiche delle forme nanoparticellari di U e dei metalli concomitanti nei rifiuti minerari, nel suolo e nella polvere portata dal vento sulle terre tribali; b) il loro trasporto e ridistribuzione a causa di sospensioni trasportate dal vento che presentano esposizioni per inalazione, nonché contaminazione di terreni agricoli e colture; 3) la relazione tra il contenuto di metalli del suolo agricolo e l'assorbimento nelle colture agricole che rappresentano una potenziale via di esposizione per ingestione; e 4) i meccanismi di assorbimento di questi metalli tossici nelle colture agricole attraverso sistemi radicali e fogliari.
Questo progetto fornirà dati per affrontare le preoccupazioni delle comunità tribali in merito ai potenziali percorsi di esposizione da PM (particolato) sospeso derivante da siti minerari legacy. I nostri risultati verificheranno l'ipotesi che il trasporto di PM2.5 proveniente da AUM rappresenti uno scenario di rischio di esposizione unico per gli esseri umani attraverso l'inalazione e l'ingestione, sulla base delle complesse caratteristiche fisico-chimiche delle miscele metalliche contenute nel PM. I nostri risultati stabiliranno la misura in cui le complesse miscele di metalli nel PM aereo rilasciato dai siti AUM rappresentano un pericolo per la salute e affronteranno in modo più accurato le strategie di riduzione del rischio per queste popolazioni vulnerabili che vivono in prossimità degli AUM. Queste informazioni aiuteranno a mitigare l'esposizione umana a miscele di metalli derivanti dall'inalazione di polvere portata dal vento e dal consumo di colture su terreni agricoli che potrebbero essere stati contaminati da polvere fuggitiva dai siti minerari sia durante la loro fase attiva di estrazione che ai giorni nostri.
Anjali Mulchandani, PhD
Jennifer Rudgers, dottore di ricerca
Eliane El Hayek, dottore di ricerca
José Cerrato, PhD
Precedenti studi del Centro di ricerca UNM METALS Superfund riportano la co-occorrenza di miscele di uranio (U), arsenico (As) e vanadio (V) nelle acque e nei suoli in siti interessati da eredità minerarie nelle nostre comunità partner nel Pueblo di Laguna e Nazione Navajo. L'onere delle attività minerarie ha colpito vari siti Superfund negli Stati Uniti, causando esposizioni ai metalli multigenerazionali nelle nostre comunità partner. Vari siti interessati dal retaggio minerario negli Stati Uniti non sono stati adeguatamente bonificati o risanati.
La ricerca proposta contribuirà a nuove intuizioni meccanicistiche che consentiranno lo sviluppo di bioreattori catalizzati dalla simbiosi pianta-fungine unita all'assorbimento e alla precipitazione utilizzando minerali naturali per il biorisanamento sostenibile delle miscele metalliche. I minerali di calcio sono naturalmente abbondanti nelle nostre comunità partner e intendiamo valutare ulteriormente come questi minerali reagiscono con il fosfato per immobilizzare l'uranio e l'arsenico. Utilizzeremo anche isolati di funghi ottenuti da siti situati nelle nostre comunità partner per identificare i gradienti di stress termico rilevanti, la chimica dell'acqua e altre condizioni ambientali negli Stati Uniti sudoccidentali che influenzano l'assorbimento di miscele metalliche da parte della simbiosi pianta-fungo. Progettiamo bioreattori per identificare le condizioni ambientali che promuovono al meglio l'assorbimento di metalli, l'adsorbimento di minerali e la precipitazione chimica da parte di funghi associati alle piante, informando le previsioni sul potenziale di biorisanamento indotto dal futuro cambiamento climatico.
Questo progetto svilupperà nuove tecnologie per il biorisanamento sfruttando le simbiosi tra piante e funghi per immobilizzare le miscele metalliche attraverso l'assorbimento e la precipitazione dei minerali. La co-occorrenza di miscele di uranio (U), arsenico (As) e vanadio (V) è stata segnalata nelle acque e nei suoli nei depositi geologici naturali e nei siti Superfund interessati da eredità minerarie. Tuttavia, pochi studi esaminano la reattività delle miscele metalliche in condizioni ambientali rilevanti. L'integrazione dei processi fisico-chimici e biologici offre preziose opportunità per acquisire nuove conoscenze essenziali per la valutazione del rischio e per il progresso di nuove tecnologie di biorisanamento.