Цель проекта METALS — понять, как металлы из окружающей среды загрязняют воду, воздух и почву, а также как эти загрязнители влияют на здоровье и благополучие сообществ, проживающих вблизи AUM.
Эти проекты направлены на поиск и применение органических решений для смягчения воздействия металлов на пострадавшие сообщества и разработку подходов к рекультивации, отвечающих потребностям сообщества. Текущая работа изучает, как природные минералы и биореакторы, содержащие грибы и растения, могут иммобилизовать металлы.
Адриан Брирли, доктор философии
Элиан Эль Хайек, доктор философии
Хосе Серрато, доктор философии
Джозеф Галевски, доктор философии
Многие общины коренных американцев на юго-западе США живут в непосредственной близости от многочисленных заброшенных урановых рудников (AUM), которые действовали с 1950-х по 1980-е годы. Эти общины возрождают сельскохозяйственную деятельность на землях, прилегающих к заброшенным рудникам, которые могли быть загрязнены переносимой ветром пылью во время активной деятельности и деятельности после добычи. Две серьезные проблемы этих племенных общин: i) потенциальное воздействие переносимых ветром вдыхаемых (PM2.5) частиц, содержащих металлы; и ii) могут ли сельскохозяйственные культуры, выращиваемые на землях племен, примыкающих к АУМ, представлять собой потенциальный путь воздействия, который наносит ущерб здоровью человека. Традиционные урановые (U) рудники в полузасушливых регионах подвержены сильным эоловым (ветровым) процессам, которые влияют на рассеивание содержащей уран минеральной пыли, вызывая опасения по поводу воздействия на человека токсичной пыли, которая может оказывать негативное воздействие на здоровье. Понимание биодоступности и биодоступности урана и сопутствующих токсичных металлов в PM2.5, особенно наночастиц в неорганизованной минеральной пыли на старых рудниках, важно для выявления рисков для здоровья затронутых сообществ.
Акцент проекта ESE PM на экологических рисках воздействия наночастиц связан с нашими предварительными результатами, которые показывают, что ранее неизвестные U-содержащие наночастицы присутствуют в ряде различных природных материалов, связанных с AUM. Наша исследовательская стратегия поможет понять: а) происхождение, обилие и физико-химические характеристики форм наночастиц урана и сопутствующих металлов в шахтных отходах, почвах и переносимой ветром пыли на землях племен; б) их перенос и перераспределение за счет переносимой ветром взвеси с ингаляционным воздействием, а также загрязнения сельскохозяйственных угодий и посевов; 3) взаимосвязь между содержанием металлов в сельскохозяйственной почве и их поступлением в сельскохозяйственные культуры, что является потенциальным путем поступления внутрь; и 4) механизмы поглощения этих токсичных металлов сельскохозяйственными культурами через корневую и внекорневую системы.
Этот проект предоставит данные для решения проблем племенных общин в отношении возможных путей воздействия взвешенных ТЧ (твердых частиц), образующихся на старых рудниках. Наши результаты позволят проверить гипотезу о том, что перенос ветром PM2.5, происходящих из AUM, представляет собой уникальный сценарий риска воздействия на человека при вдыхании и проглатывании, основанный на сложных физико-химических характеристиках смесей металлов, содержащихся в PM. Наши результаты позволят установить, в какой степени сложные смеси металлов в переносимых по воздуху ТЧ, выбрасываемых с объектов AUM, представляют опасность для здоровья, и позволят более точно определить стратегии снижения риска для этих уязвимых групп населения, проживающих вблизи AUM. Эта информация поможет смягчить воздействие на человека смесей металлов в результате вдыхания переносимой ветром пыли и потребления сельскохозяйственных культур на сельскохозяйственных угодьях, которые могли быть загрязнены неорганизованной пылью с рудников как во время активной фазы добычи, так и в настоящее время.
Анджали Мулчандани, доктор философии
Дженнифер Руджерс, доктор философии
Элиан Эль Хайек, доктор философии
Хосе Серрато, доктор философии
Предыдущие исследования Исследовательского центра UNM METALS Superfund сообщают о совместном присутствии смесей урана (U), мышьяка (As) и ванадия (V) в водах и почвах на участках, затронутых наследием добычи полезных ископаемых в наших партнерских сообществах в Пуэбло. Лагуна и навахо. Бремя добычи полезных ископаемых затронуло различные сайты Superfund в США, что привело к воздействию металлов на несколько поколений в сообществах наших партнеров. Различные объекты, пострадавшие от добычи полезных ископаемых в США, не были должным образом рекультивированы или рекультивированы.
Предлагаемое исследование внесет вклад в новое механистическое понимание, которое позволит разработать биореакторы, катализируемые симбиозом растений и грибов в сочетании с абсорбцией и осаждением с использованием природных минералов для устойчивой биоремедиации смесей металлов. Минералы кальция естественным образом изобилуют в сообществах наших партнеров, и мы намерены дополнительно оценить, как эти минералы реагируют с фосфатом, чтобы иммобилизовать уран и мышьяк. Мы также будем использовать изоляты грибов, полученные из участков, расположенных в сообществах наших партнеров, для определения соответствующих градиентов температурного стресса, химического состава воды и других условий окружающей среды на юго-западе США, влияющих на поглощение смесей металлов растительно-грибковым симбиозом. Мы создадим биореакторы для определения условий окружающей среды, которые лучше всего способствуют поглощению металлов, адсорбции минералов и химическому осаждению растительными грибами, что позволит делать прогнозы о потенциале биоремедиации, вызванном будущим изменением климата.
В рамках этого проекта будут разработаны новые технологии биоремедиации путем использования симбиозов растений и грибов для иммобилизации смесей металлов посредством поглощения и осаждения минералов. Сообщалось о совместном присутствии смесей урана (U), мышьяка (As) и ванадия (V) в водах и почвах в естественных геологических отложениях и на участках Суперфонда, затронутых наследием добычи полезных ископаемых. Однако в нескольких исследованиях изучается реакционная способность смесей металлов в экологически значимых условиях. Интеграция физико-химических и биологических процессов предоставляет бесценные возможности для получения новой информации, необходимой для оценки рисков и развития новых технологий биоремедиации.