Laurie G. Hudson, Tiến sĩ
Debra MacKenzie, Tiến sĩ
Esther Erdei, tiến sĩ
David Begay, Tiến sĩ
Erica Dashner-Titus, Tiến sĩ
Hợp tác với các cộng đồng người Mỹ bản địa, Đánh giá mức độ phơi nhiễm và độc tính của kim loại UNM trên các vùng đất của bộ lạc ở Tây Nam Nhóm (UNM METALS) đã thu được bằng chứng về mức độ phơi nhiễm ở cấp độ cộng đồng và rủi ro sức khỏe liên quan đến hơn 1100 bãi thải mỏ uranium (AUM) bị bỏ hoang trên vùng đất bộ lạc của họ. Kết quả giám sát sinh học xác nhận rằng các thành viên cộng đồng tiếp xúc với uranium và các kim loại khác vượt quá tiêu chuẩn quốc gia, dẫn đến mối lo ngại của cộng đồng về tác động tiềm ẩn đối với sức khỏe.
Dự án này giải quyết những lo ngại của cộng đồng người Mỹ bản địa về các ảnh hưởng sức khỏe liên quan đến việc tiếp xúc với uranium và các kim loại đồng thời được tìm thấy tại các địa điểm khai thác uranium cũ. Các nghiên cứu của chúng tôi sẽ điều tra các hậu quả sinh học của việc tiếp xúc với kim loại hỗn hợp trong các cộng đồng bị ảnh hưởng. Chúng tôi sẽ sử dụng giám sát sinh học để đánh giá mức độ phơi nhiễm hiện tại đối với hỗn hợp kim loại và á kim. Dựa trên những phát hiện sơ bộ và công trình đã công bố, chúng tôi sẽ kiểm tra giả thuyết rằng việc tiếp xúc với các hỗn hợp kim loại độc đáo trong môi trường liên quan đến các mỏ uranium bị bỏ hoang thúc đẩy quá trình oxy hóa và phản ứng viêm, các quá trình được biết là thúc đẩy rối loạn miễn dịch và phát triển nhiều bệnh mãn tính. Các nghiên cứu bổ sung trong các mô hình thử nghiệm được thiết kế để xác định các cơ chế gây độc có thể được nhắm mục tiêu cho các can thiệp dựa trên dân số trong tương lai.
Dự án này đáp ứng các mối quan tâm của cộng đồng và kết quả dự kiến sẽ là 1) cung cấp thông tin chi tiết về hậu quả sinh học của các kim loại độc hại chưa được nghiên cứu xác định trong các mẫu môi trường và tăng cao trong các mẫu sinh học từ cộng đồng, 2) mở rộng kiến thức cơ học về tác động của các kim loại cụ thể và hỗn hợp kim loại cũng như cơ sở cho các tương tác kim loại trong các tế bào miễn dịch của con người và 3) kiểm tra thực nghiệm tiềm năng của các biện pháp can thiệp dựa trên cơ chế để tạo ra sự bảo vệ khỏi phơi nhiễm kim loại trong môi trường. Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là tận dụng khoa học cơ học để phát triển các thử nghiệm lâm sàng can thiệp nhằm giảm thiểu rủi ro sức khỏe khi tiếp xúc với 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.
Eliseo F. Castillo, Tiến sĩ, Khoa Tiêu hóa & Gan mật, Khoa Nội, UNM HSC
Julie G. In, Tiến sĩ, Khoa Tiêu hóa & Gan mật, Khoa Nội, UNM HSC
Các mỏ uranium bị bỏ hoang (AUM) tập trung ở Tây Nam Hoa Kỳ, với nhiều mỏ nằm trên vùng đất của các bộ lạc. Các cộng đồng người Mỹ bản địa xung quanh AUM đã bày tỏ mối lo ngại của họ rằng việc phơi nhiễm uranium (U) và asen (As) phát sinh từ các địa điểm AUM đã làm tăng tỷ lệ mắc các bệnh mãn tính và toàn thân, bao gồm rối loạn chức năng miễn dịch và ung thư. Nghiên cứu trước đây của chúng tôi về phơi nhiễm kim loại trong môi trường tập trung vào các tác động lên tim mạch và phổi; tuy nhiên, nhận ra rằng lượng hít vào góp phần mạnh mẽ vào việc tiếp xúc với đường ruột thông qua việc ăn phải chất nhầy bị ô nhiễm, chúng tôi quan tâm đến sức khỏe đường tiêu hóa (GI). Ngoài ra, đường tiêu hóa cũng dễ dàng tiếp xúc với kim loại môi trường thông qua các nguồn nước và thực phẩm bị ô nhiễm. Do đó, mục tiêu cuối cùng của các nghiên cứu này là giải quyết các mối lo ngại của cộng đồng về việc tiếp xúc với kim loại hỗn hợp từ chất thải AUM và các mỏ kim loại cứng khác dẫn đến những thay đổi miễn dịch tiềm ẩn và các bệnh bắt nguồn từ đường tiêu hóa.
Các nhà nghiên cứu của BP Gut là các chuyên gia về sinh học và miễn dịch học đường ruột và có ý định xác định cách các kim loại môi trường này ảnh hưởng đến ba khía cạnh của đường ruột. Có một sự tương tác ba bên liên quan đến hệ vi sinh vật (vi sinh vật sống trong ruột của chúng ta), hệ thống miễn dịch và biểu mô ruột giúp duy trì sự cân bằng giữa cân bằng nội môi đường ruột và tình trạng viêm. Rối loạn chức năng ở một trong những thành phần này có thể ảnh hưởng sâu sắc đến hai hệ thống còn lại cũng như sức khỏe toàn thân. Do đó, chúng tôi sẽ sử dụng các mô hình động vật và các chất hữu cơ trong đường ruột của con người để giải mã mức độ tiếp xúc của đường ruột với các chất ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe GI như thế nào.
Phơi nhiễm mãn tính với hỗn hợp kim loại từ chất thải AUM có liên quan đến việc tăng nguy cơ mắc các bệnh bao gồm tăng huyết áp, tiểu đường, tự miễn dịch và bệnh thận trong các nghiên cứu dành cho người lớn. Điều này ảnh hưởng không tương xứng đến các cộng đồng người Mỹ bản địa ở Tây Nam Hoa Kỳ. Công việc của chúng tôi sẽ cung cấp những hiểu biết cơ học quan trọng về khả năng gây độc miễn dịch của U và As trong sinh lý học GI và sinh lý bệnh.
Alicia Bolt, Tiến sĩ
Sarah Blossom, Tiến sĩ
Katherine Zychowski, Tiến sĩ
Hít phải bụi tại khu mỏ là một con đường tiềm ẩn khiến con người tiếp xúc với hỗn hợp kim loại, gây ra mối lo ngại đáng kể về sức khỏe cho các cộng đồng bộ lạc sống gần các khu mỏ uranium và đá cứng bị bỏ hoang ở khu vực bốn góc của Tây Nam Hoa Kỳ. Viêm phổi dai dẳng có liên quan đến nhiều rối loạn viêm qua trung gian miễn dịch bao gồm bệnh tự miễn dịch. Tuy nhiên, sự đóng góp và mức độ của các hạt kim loại có nguồn gốc từ mỏ được hít vào đối với rối loạn điều hòa miễn dịch và sự phát triển của khả năng tự miễn dịch vẫn chưa được biết.
Một giả thuyết của dự án này là bụi tại khu mỏ có chứa các hạt kim loại dẫn đến rối loạn điều hòa miễn dịch và hệ thống miễn dịch của phổi và khả năng tự miễn dịch thông qua quá trình tăng hoạt động của bạch cầu trung tính. Các nghiên cứu ban đầu của chúng tôi, sử dụng những con chuột dễ bị tự miễn dịch, cho thấy rằng việc hít phải bụi tại khu mỏ dẫn đến sự tăng hoạt động của bạch cầu trung tính dẫn đến hình thành bẫy ngoại bào bạch cầu trung tính (NETosis), đây là nguyên nhân quan trọng gây viêm phổi. Bằng cách sử dụng các mô hình chuột và tế bào tiên tiến, cũng như các nghiên cứu về sức khỏe ở các quần thể bị phơi nhiễm, nhóm nghiên cứu của chúng tôi đang điều tra vai trò của bạch cầu trung tính hoạt hóa và NETosis trong sự phát triển của rối loạn điều hòa miễn dịch hệ thống và phổi sau khi tiếp xúc với bụi tại khu mỏ.
Thông tin thu được từ dự án này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về những rủi ro tiềm ẩn liên quan đến việc tiếp xúc với kim loại trong không khí và vai trò của chúng trong điều chế miễn dịch qua trung gian kim loại và bệnh tật.
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.
