METALS tiene como objetivo comprender cómo los metales ambientales contaminan el agua, el aire y el suelo, y cómo estos contaminantes afectan la salud y el bienestar de las comunidades que viven cerca de AUM.
Estos proyectos buscan encontrar y emplear soluciones orgánicas para mitigar el efecto de los metales en las comunidades afectadas y desarrollar estrategias de remediación que respondan a las necesidades de la comunidad. El trabajo actual investiga cómo los minerales naturales y los biorreactores que contienen hongos y plantas pueden inmovilizar los metales.
Adrián Brearley, PhD
Dra. Eliane El Hayek
José Cerrato, PhD
José Galewsky, doctorado
Muchas comunidades de nativos americanos en el suroeste de los EE. UU. viven muy cerca de numerosas minas de uranio abandonadas (AUM, por sus siglas en inglés) que estuvieron activas entre las décadas de 1950 y 1980. Estas comunidades están revitalizando las actividades agrícolas en tierras adyacentes a los sitios mineros abandonados que pueden haber sido contaminados por el polvo arrastrado por el viento durante las actividades mineras activas y posteriores. Dos preocupaciones importantes de estas comunidades tribales son: i) la posible exposición a partículas que contienen metales transportadas por el viento y respirables (PM2.5); y ii) si los cultivos agrícolas cultivados en tierras tribales adyacentes a los AUM podrían representar una posible vía de exposición perjudicial para la salud humana. Los sitios mineros de uranio (U) heredados en regiones semiáridas están sujetos a fuertes procesos eólicos (relacionados con el viento), que influyen en la dispersión del polvo mineral que contiene U, lo que genera preocupación por la exposición humana al polvo tóxico que tiene posibles impactos negativos para la salud. Comprender la biodisponibilidad y bioaccesibilidad del U y los metales tóxicos concurrentes en PM2.5, especialmente las nanopartículas en los polvos minerales fugitivos que surgen de los sitios mineros heredados, es importante para identificar los riesgos para la salud de las comunidades afectadas.
El enfoque del proyecto ESE PM sobre los riesgos ambientales de la exposición a nanopartículas se deriva de nuestros resultados preliminares que muestran que las nanopartículas portadoras de U no reconocidas previamente están presentes en una gama de diferentes materiales naturales relacionados con AUM. Nuestra estrategia de investigación desarrollará una comprensión de: a) el origen, la abundancia y las características fisicoquímicas de las formas de nanopartículas de U y metales concurrentes en desechos mineros, suelos y polvo arrastrado por el viento en tierras tribales; b) su transporte y redistribución por suspensión arrastrada por el viento presentando exposiciones por inhalación, así como contaminación de tierras agrícolas y cultivos; 3) la relación entre el contenido de metales del suelo agrícola y la absorción en los cultivos agrícolas que son una posible vía de exposición por ingestión; y 4) los mecanismos de absorción de estos metales tóxicos en los cultivos agrícolas a través de los sistemas de raíces y hojas.
Este proyecto proporcionará datos para abordar las preocupaciones de las comunidades tribales con respecto a las posibles vías de exposición de PM (partículas) suspendidas que surgen de los sitios mineros heredados. Nuestros hallazgos probarán la hipótesis de que el transporte de PM2.5 por el viento que se origina en los AUM representa un escenario de riesgo de exposición único para los humanos a través de la inhalación y la ingestión, en función de las complejas características fisicoquímicas de las mezclas de metales contenidas en el PM. Nuestros resultados establecerán hasta qué punto las complejas mezclas de metales en el PM transportado por el aire que se liberan de los sitios AUM representan un peligro para la salud y abordarán con mayor precisión las estrategias de reducción de riesgos para estas poblaciones vulnerables que viven cerca de los AUM. Esta información ayudará a mitigar la exposición humana a las mezclas de metales resultantes de la inhalación de polvo arrastrado por el viento y el consumo de cultivos en tierras agrícolas que pueden haber sido contaminadas por polvo fugitivo de los sitios mineros tanto durante su fase activa de minería como en la actualidad.
Dra. Anjali Mulchandani
Jennifer Rudgers, PhD
Dra. Eliane El Hayek
José Cerrato, PhD
Estudios previos del Centro de Investigación Superfund METALS de la UNM informan la coexistencia de mezclas de uranio (U), arsénico (As) y vanadio (V) en aguas y suelos en sitios afectados por legados mineros en nuestras comunidades asociadas en el Pueblo de Nación Laguna y Navajo. La carga de las actividades mineras ha afectado a varios sitios Superfund en los EE. UU., provocando exposiciones multigeneracionales a metales en nuestras comunidades asociadas. Varios sitios afectados por el legado minero en los EE. UU. no han sido recuperados o remediados adecuadamente.
La investigación propuesta contribuirá con conocimientos mecanicistas novedosos que permitirán el desarrollo de biorreactores catalizados por la simbiosis planta-hongo junto con la absorción y la precipitación utilizando minerales naturales para la biorremediación sostenible de mezclas de metales. Los minerales de calcio son naturalmente abundantes en nuestras comunidades asociadas, y tenemos la intención de evaluar más a fondo cómo estos minerales reaccionan con el fosfato para inmovilizar el uranio y el arsénico. También utilizaremos aislados de hongos obtenidos de sitios ubicados en nuestras comunidades asociadas para identificar gradientes de tensión de temperatura relevantes, química del agua y otras condiciones ambientales en el suroeste de los EE. UU. que influyen en la absorción de mezclas de metales por simbiosis entre plantas y hongos. Diseñaremos biorreactores para identificar las condiciones ambientales que mejor promuevan la absorción de metales, la adsorción de minerales y la precipitación química por parte de los hongos asociados a las plantas, informando las predicciones sobre el potencial de biorremediación inducido por el cambio climático futuro.
Este proyecto desarrollará tecnologías novedosas para la biorremediación mediante el aprovechamiento de simbiosis entre plantas y hongos para inmovilizar mezclas de metales a través de la absorción y precipitación de minerales. Se ha informado la coexistencia de mezclas de uranio (U), arsénico (As) y vanadio (V) en aguas y suelos en depósitos geológicos naturales y sitios Superfund afectados por legados mineros. Sin embargo, pocos estudios examinan la reactividad de las mezclas de metales en condiciones ambientales relevantes. La integración de procesos fisicoquímicos y biológicos brinda oportunidades invaluables para obtener nuevos conocimientos esenciales para la evaluación de riesgos y el avance de nuevas tecnologías de biorremediación.