Mục tiêu của METALS là tìm hiểu cách kim loại trong môi trường gây ô nhiễm nước, không khí và đất, cũng như cách những chất gây ô nhiễm này ảnh hưởng đến sức khỏe và phúc lợi của cộng đồng sống gần AUM.
Các dự án này hoạt động để tìm kiếm và sử dụng các giải pháp hữu cơ nhằm giảm thiểu tác động của kim loại đối với các cộng đồng bị ảnh hưởng và phát triển các phương pháp khắc phục đáp ứng nhu cầu của cộng đồng. Công việc hiện tại là nghiên cứu cách khoáng chất tự nhiên và các lò phản ứng sinh học chứa nấm và thực vật có thể cố định kim loại.
Adrian Brearley, Tiến sĩ
Eliane El Hayek, Tiến sĩ
Jose Cerrato, Tiến sĩ
Tiến sĩ Joseph Galewsky
Nhiều cộng đồng người Mỹ bản địa ở Tây Nam Hoa Kỳ sống gần nhiều mỏ uranium bị bỏ hoang (AUM) hoạt động từ những năm 1950 đến 1980. Các cộng đồng này đang hồi sinh các hoạt động nông nghiệp trên các vùng đất liền kề với các khu mỏ bỏ hoang có thể đã bị ô nhiễm bởi bụi gió trong các hoạt động khai thác đang hoạt động và sau khi khai thác. Hai mối quan tâm đáng kể của các cộng đồng bộ lạc này là: i) khả năng tiếp xúc với gió thổi, các hạt có thể hít thở (PM2.5), mang kim loại; và ii) liệu các loại cây nông nghiệp được trồng trên vùng đất của bộ lạc liền kề với AUM có thể là một con đường phơi nhiễm tiềm tàng gây bất lợi cho sức khỏe con người hay không. Các địa điểm khai thác uranium (U) kế thừa ở các khu vực bán khô hạn phải chịu các quá trình aeolian (liên quan đến gió) mạnh, ảnh hưởng đến sự phân tán của bụi khoáng chất chứa U, gây lo ngại về việc con người tiếp xúc với bụi độc hại có khả năng gây tác động tiêu cực đến sức khỏe. Hiểu được tính khả dụng sinh học và khả năng tiếp cận sinh học của U và các kim loại độc hại đồng thời trong PM2.5, đặc biệt là các hạt nano trong bụi khoáng chất dễ bay hơi phát sinh từ các khu mỏ cũ là rất quan trọng để xác định các rủi ro sức khỏe đối với các cộng đồng bị ảnh hưởng.
Dự án ESE PM tập trung vào các rủi ro môi trường khi tiếp xúc với hạt nano bắt nguồn từ kết quả sơ bộ của chúng tôi cho thấy rằng các hạt nano mang chữ U chưa được công nhận trước đây có mặt trong một loạt các vật liệu tự nhiên khác nhau liên quan đến AUM. Chiến lược nghiên cứu của chúng tôi sẽ phát triển sự hiểu biết về: a) nguồn gốc, sự phong phú và các đặc tính hóa lý của các dạng hạt nano của U và các kim loại đồng xuất hiện trong chất thải mỏ, đất và bụi gió trên các vùng đất của bộ lạc; b) sự vận chuyển và phân phối lại của chúng do hệ thống treo bị gió thổi dẫn đến phơi nhiễm qua đường hô hấp, cũng như ô nhiễm đất nông nghiệp và cây trồng; 3) mối quan hệ giữa hàm lượng kim loại trong đất nông nghiệp và sự hấp thụ vào cây trồng nông nghiệp là con đường phơi nhiễm tiềm năng qua đường tiêu hóa; và 4) cơ chế hấp thu của các kim loại độc hại này vào cây trồng nông nghiệp thông qua hệ thống rễ và lá.
Dự án này sẽ cung cấp dữ liệu để giải quyết mối quan tâm của các cộng đồng bộ lạc về các lộ trình phơi nhiễm tiềm ẩn từ PM (hạt vật chất) lơ lửng phát sinh từ các địa điểm mỏ cũ. Phát hiện của chúng tôi sẽ kiểm tra giả thuyết rằng việc vận chuyển PM2.5 do gió thổi có nguồn gốc từ AUM đại diện cho một kịch bản rủi ro phơi nhiễm duy nhất đối với con người thông qua việc hít phải và nuốt phải, dựa trên các đặc tính hóa lý phức tạp của hỗn hợp kim loại có trong PM. Kết quả của chúng tôi sẽ thiết lập mức độ hỗn hợp kim loại phức tạp trong PM trong không khí được giải phóng từ các vị trí AUM gây nguy hiểm cho sức khỏe và sẽ giải quyết chính xác hơn các chiến lược giảm thiểu rủi ro cho những nhóm dân số dễ bị tổn thương này sống gần AUM. Thông tin này sẽ giúp giảm thiểu sự phơi nhiễm của con người với hỗn hợp kim loại do hít phải bụi gió và việc tiêu thụ cây trồng trên đất nông nghiệp có thể đã bị ô nhiễm bởi bụi bay hơi từ các khu mỏ cả trong giai đoạn khai thác tích cực và trong thời điểm hiện tại.
Anjali Mulchandani, tiến sĩ
Tiến sĩ Jennifer Rudger
Eliane El Hayek, Tiến sĩ
Jose Cerrato, Tiến sĩ
Các nghiên cứu trước đây của Trung tâm Nghiên cứu Superfund UNM METALS báo cáo về sự xuất hiện đồng thời của các hỗn hợp uranium (U), asen (As) và vanadi (V) trong nước và đất tại các địa điểm bị ảnh hưởng bởi di sản khai thác trong các cộng đồng đối tác của chúng tôi ở Pueblo của Laguna và Quốc gia Navajo. Gánh nặng của các hoạt động khai thác đã ảnh hưởng đến nhiều địa điểm Superfund ở Hoa Kỳ, gây ra tình trạng phơi nhiễm kim loại nhiều thế hệ trong các cộng đồng đối tác của chúng tôi. Các trang web khác nhau bị ảnh hưởng bởi di sản khai thác ở Hoa Kỳ đã không được khai hoang hoặc khắc phục đầy đủ.
Nghiên cứu được đề xuất sẽ đóng góp những hiểu biết cơ học mới cho phép phát triển các lò phản ứng sinh học được xúc tác bởi sự cộng sinh giữa nấm và thực vật cùng với sự hấp thụ và kết tủa bằng cách sử dụng khoáng chất tự nhiên để xử lý sinh học bền vững các hỗn hợp kim loại. Khoáng chất canxi có nhiều tự nhiên trong các cộng đồng đối tác của chúng tôi và chúng tôi dự định đánh giá thêm cách thức các khoáng chất này phản ứng với phốt phát để cố định uranium và asen. Chúng tôi cũng sẽ sử dụng các chủng phân lập nấm thu được từ các địa điểm nằm trong cộng đồng đối tác của chúng tôi để xác định độ dốc ứng suất nhiệt độ, hóa học nước và các điều kiện môi trường khác ở Tây Nam Hoa Kỳ ảnh hưởng đến sự hấp thu hỗn hợp kim loại do sự cộng sinh giữa nấm và thực vật. Chúng tôi sẽ thiết kế các lò phản ứng sinh học để xác định các điều kiện môi trường thúc đẩy tốt nhất sự hấp thụ kim loại, hấp thụ khoáng chất và kết tủa hóa học bởi nấm liên quan đến thực vật, đưa ra các dự đoán về tiềm năng xử lý sinh học do biến đổi khí hậu trong tương lai gây ra.
Dự án này sẽ phát triển các công nghệ mới để xử lý sinh học bằng cách khai thác các cộng sinh thực vật-nấm để cố định các hỗn hợp kim loại thông qua quá trình hấp thụ và kết tủa khoáng chất. Sự xuất hiện đồng thời của hỗn hợp uranium (U), asen (As) và vanadi (V) đã được báo cáo trong nước và đất trong các mỏ địa chất tự nhiên và các địa điểm Superfund bị ảnh hưởng bởi các di sản khai thác. Tuy nhiên, một số nghiên cứu kiểm tra khả năng phản ứng của hỗn hợp kim loại trong các điều kiện liên quan đến môi trường. Việc tích hợp các quá trình hóa lý và sinh học mang lại những cơ hội vô giá để đạt được những hiểu biết mới cần thiết cho việc đánh giá rủi ro và cho sự tiến bộ của các công nghệ xử lý sinh học mới.