O objetivo do METALS é entender como os metais ambientais contaminam a água, o ar e o solo, e como esses contaminantes afetam a saúde e o bem-estar das comunidades que vivem perto dos AUMs.
Esses projetos buscam encontrar e empregar soluções orgânicas para mitigar o efeito dos metais nas comunidades impactadas e desenvolver abordagens de remediação que atendam às necessidades da comunidade. O trabalho atual investiga como minerais naturais e biorreatores contendo fungos e plantas podem imobilizar metais.
Adrian Brearley, PhD
Eliane El Hayek, PhD
José Cerrato, PhD
Joseph Galewsky, PhD
Muitas comunidades nativas americanas no sudoeste dos EUA vivem próximas a inúmeras minas de urânio abandonadas (AUMs) que estavam ativas nas décadas de 1950 a 1980. Essas comunidades estão revitalizando as atividades agrícolas em terras adjacentes às minas abandonadas que podem ter sido contaminadas pela poeira trazida pelo vento durante as atividades ativas e pós-mineração. Duas preocupações significativas dessas comunidades tribais são: i) exposição potencial a partículas contendo metais, respiráveis (PM2.5) transportadas pelo vento; e ii) se as culturas agrícolas cultivadas em terras tribais adjacentes às AUMs podem representar uma via de exposição potencial prejudicial à saúde humana. As minas de urânio (U) herdadas em regiões semiáridas estão sujeitas a fortes processos eólicos (relacionados ao vento), que influenciam a dispersão de poeira mineral contendo U, causando preocupação com a exposição humana a poeira tóxica que tem potenciais impactos negativos à saúde. Compreender a biodisponibilidade e a bioacessibilidade de U e metais tóxicos co-ocorrentes em PM2.5, especialmente nanoparticulados em poeiras minerais fugitivas de minas antigas, é importante para identificar riscos à saúde das comunidades afetadas.
O foco do projeto ESE PM nos riscos ambientais da exposição a nanopartículas decorre de nossos resultados preliminares, que mostram que nanopartículas contendo U anteriormente não reconhecidas estão presentes em uma variedade de diferentes materiais naturais relacionados a AUMs. Nossa estratégia de pesquisa desenvolverá uma compreensão de: a) a origem, abundância e características físico-químicas de formas nanoparticuladas de U e metais coocorrentes em resíduos de minas, solos e poeira trazida pelo vento em terras tribais; b) seu transporte e redistribuição devido à suspensão pelo vento apresentando exposições por inalação, bem como a contaminação de terras agrícolas e culturas; 3) a relação entre o teor de metais do solo agrícola e a absorção em culturas agrícolas que são uma rota potencial de exposição à ingestão; e 4) os mecanismos de absorção desses metais tóxicos em culturas agrícolas por meio de sistemas radiculares e foliares.
Este projeto fornecerá dados para abordar as preocupações das comunidades tribais em relação aos possíveis caminhos de exposição de PM suspenso (matéria particulada) decorrente de minas antigas. Nossas descobertas testarão a hipótese de que o transporte pelo vento de PM2.5 originário de AUMs representa um cenário único de risco de exposição para humanos por inalação e ingestão, com base nas características físico-químicas complexas das misturas de metais contidas no PM. Nossos resultados estabelecerão até que ponto as misturas complexas de metais em PM transportados pelo ar liberados de locais de AUM representam um risco à saúde e abordarão com mais precisão as estratégias de redução de risco para essas populações vulneráveis que vivem nas proximidades de AUMs. Esta informação ajudará a mitigar a exposição humana a misturas de metais resultantes da inalação de poeira transportada pelo vento e do consumo de colheitas em terras agrícolas que podem ter sido contaminadas por poeira fugitiva de locais de minas durante a fase ativa de mineração e nos dias atuais.
Anjali Mulchandani, PhD
Jennifer Rudgers, PhD
Eliane El Hayek, PhD
José Cerrato, PhD
Estudos anteriores do UNM METALS Superfund Research Center relatam a co-ocorrência de misturas de urânio (U), arsênico (As) e vanádio (V) em águas e solos em locais afetados por legados de mineração em nossas comunidades parceiras no Pueblo de Nação Laguna e Navajo. O fardo das atividades de mineração afetou vários locais do Superfund nos EUA, causando exposições multigeracionais ao metal em nossas comunidades parceiras. Vários locais afetados pelo legado de mineração nos EUA não foram adequadamente recuperados ou remediados.
A pesquisa proposta contribuirá com novos insights mecanísticos que permitirão o desenvolvimento de biorreatores catalisados por simbiose planta-fúngica juntamente com absorção e precipitação usando minerais naturais para biorremediação sustentável de misturas metálicas. Minerais de cálcio são naturalmente abundantes em nossas comunidades parceiras, e pretendemos avaliar melhor como esses minerais reagem com fosfato para imobilizar urânio e arsênico. Também usaremos isolados de fungos obtidos de locais localizados em nossas comunidades parceiras para identificar gradientes relevantes de estresse de temperatura, química da água e outras condições ambientais no sudoeste dos EUA que influenciam a absorção de misturas de metais pela simbiose planta-fúngica. Vamos projetar biorreatores para identificar as condições ambientais que melhor promovem a absorção de metais, adsorção de minerais e precipitação química por fungos associados a plantas, informando previsões sobre o potencial de biorremediação induzido por futuras mudanças climáticas.
Este projeto desenvolverá novas tecnologias para biorremediação, aproveitando a simbiose planta-fungo para imobilizar misturas de metais por meio da absorção e precipitação de minerais. A co-ocorrência de misturas de urânio (U), arsênico (As) e vanádio (V) foi relatada em águas e solos em depósitos geológicos naturais e locais do Superfundo afetados por legados de mineração. No entanto, poucos estudos examinam a reatividade de misturas metálicas em condições ambientalmente relevantes. A integração de processos físico-químicos e biológicos oferece oportunidades inestimáveis para obter novos insights essenciais para a avaliação de riscos e para o avanço de novas tecnologias de biorremediação.