METALS שואפת להבין כיצד מתכות סביבתיות מזהמות מים, אוויר ואדמה, וכיצד מזהמים אלו משפיעים על הבריאות והרווחה של קהילות המתגוררות בקרבת אאומיות.
פרויקטים אלה פועלים כדי למצוא ולהשתמש בפתרונות אורגניים כדי להפחית את ההשפעה של מתכות על קהילות מושפעות ולפתח גישות תיקון העונות על צרכי הקהילה. העבודה הנוכחית חוקרת כיצד מינרלים טבעיים וביו-ריאקטורים המכילים פטריות וצמחים יכולים לשתק מתכות.
אדריאן ברלי, דוקטור
אליאן אל האייק, דוקטורט
חוזה סראטו, דוקטור
יוסף גלבסקי, דוקטורט
קהילות אינדיאניות רבות בדרום מערב ארה"ב חיות בסמיכות למספר רב של מכרות אורניום נטושים (AUMs) שהיו פעילים בשנות ה-1950 עד שנות ה-1980. קהילות אלו מחייה את הפעילות החקלאית באדמות הסמוכות לאתרי מכרות נטושים, שייתכן שזוהמו באבק מנשיפה ברוח במהלך פעילות פעילה ואחריה כרייה. שני דאגות משמעותיות של קהילות שבטיות אלו הן: א) חשיפה אפשרית לחלקיקים נושאי מתכות מנושבת רוח, נשימה (PM2.5); ו-ii) האם גידולים חקלאיים הגדלים באדמות שבטיות הסמוכות ל-AUMs יכולים לייצג מסלול חשיפה פוטנציאלי שמזיק לבריאות האדם. אתרי מכרות אורניום (U) מדור קודם באזורים צחיחים למחצה נתונים לתהליכים אאוליים חזקים (קשורים לרוח), המשפיעים על פיזור אבק מינרלי נושא U, מה שגורם לדאגה לחשיפות האדם לאבק רעיל שיש לו השפעות בריאותיות שליליות פוטנציאליות. הבנת הזמינות הביולוגית והנגישות הביולוגית של U ומתכות רעילות המתרחשות במקביל ב-PM2.5, במיוחד ננו-חלקיקים באבק מינרלים נמלט מאתרי מכרות עתיקים, חשובה כדי לזהות סיכונים בריאותיים לקהילות מושפעות.
פרויקט ESE PM מתמקד בסיכונים הסביבתיים של חשיפה לננו-חלקיקים נובע מהתוצאות הראשוניות שלנו, המראות כי ננו-חלקיקים נושאי U לא מזוהים בעבר נמצאים במגוון חומרים טבעיים שונים הקשורים ל-AUMs. אסטרטגיית המחקר שלנו תפתח הבנה של: א) המקור, השפע והמאפיינים הפיזיקליים-כימיים של צורות ננו-חלקיקיות של U ומתכות המתרחשות במקביל בפסולת מכרות, קרקעות ואבק שנושב ברוח על אדמות שבטיות; ב) הובלתם וחלוקה מחדש שלהם עקב השעיה נושבת ברוח המציגים חשיפות לשאיפה, כמו גם זיהום של אדמות חקלאיות וגידולים; 3) הקשר בין תכולת המתכות בקרקע חקלאית לבין קליטה לגידולים חקלאיים המהווים מסלול חשיפה פוטנציאלי לבליעה; ו-4) מנגנוני הקליטה של מתכות רעילות אלו לגידולים חקלאיים דרך מערכות שורשים ועלים.
פרויקט זה יספק נתונים כדי לתת מענה לדאגות של קהילות שבטיות בנוגע לנתיבי חשיפה פוטנציאליים מ-PM (חלקיקים) מושעה הנובעים מאתרי מכרות מדור קודם. הממצאים שלנו יבחנו את ההשערה כי הובלת רוח של PM2.5 שמקורה ב-AUMs מייצגת תרחיש חשיפה ייחודי לבני אדם באמצעות שאיפה ובליעה, בהתבסס על המאפיינים הפיזיקו-כימיים המורכבים של תערובות מתכות הכלולות ב-PM. התוצאות שלנו יקבעו את המידה שבה תערובות המתכות המורכבות ב-PM מוטס המשתחררות מאתרי AUM מהוות סכנה בריאותית ויתייחסו בצורה מדויקת יותר לאסטרטגיות הפחתת סיכונים עבור אוכלוסיות פגיעות אלו שחיות בקרבת AUMs. מידע זה יסייע בהפחתת חשיפות האדם לתערובות מתכות הנובעות משאיפת אבק שנושבת ברוח וצריכת יבולים על אדמות חקלאיות שאולי היו מזוהמות באבק נמלט מאתרי מכרות הן בשלב הפעיל של הכרייה והן בימינו.
אנג'לי מולצ'נדאני, דוקטורט
ג'ניפר ראדג'רס, דוקטורט
אליאן אל האייק, דוקטורט
חוזה סראטו, דוקטור
מחקרים קודמים של מרכז המחקר של UNM METALS Superfund מדווחים על התרחשות משותפת של תערובות של אורניום (U), ארסן (As) וונדיום (V) במים ובקרקעות באתרים המושפעים ממורשת כרייה בקהילות השותפות שלנו בפואבלו של אומת לגונה ונבאחו. נטל פעילות הכרייה השפיע על אתרי Superfund שונים בארה"ב, וגרם לחשיפות מתכות רב-דוריות בקהילות השותפות שלנו. אתרים שונים שהושפעו ממורשת הכרייה בארה"ב לא הוחזרו או תוקנו כראוי.
המחקר המוצע יתרום תובנות מכניסטיות חדשות שיאפשרו פיתוח של ביו-ריאקטורים המזרזים על ידי סימביוזה צמחית-פטרייתית יחד עם ספיגה ומשקעים באמצעות מינרלים טבעיים לשיקום ביולוגי בר-קיימא של תערובות מתכות. סידן-מינרלים נמצאים בשפע באופן טבעי בקהילות השותפות שלנו, ואנו מתכוונים להעריך עוד יותר כיצד מינרלים אלה מגיבים עם פוספט כדי לשתק אורניום וארסן. כמו כן, נשתמש במבודדי פטריות המתקבלים מאתרים הממוקמים בקהילות השותפות שלנו כדי לזהות שיפועים רלוונטיים של טמפרטורה, כימיה של מים ותנאים סביבתיים אחרים בדרום מערב ארה"ב המשפיעים על קליטת תערובות מתכות על ידי סימביוזה צמחית-פטרייתית. אנו ניצור ביו-ריאקטורים כדי לזהות תנאים סביבתיים המקדמים בצורה הטובה ביותר את ספיגת המתכות, ספיחה של מינרלים ומשקעים כימיים על ידי פטריות הקשורות לצמח, ויידעו את התחזיות לגבי פוטנציאל התיקון הביולוגי הנגרם כתוצאה משינויי אקלים עתידיים.
פרויקט זה יפתח טכנולוגיות חדשות לתיקון ביולוגי על ידי רתימת סימביוזות צמחים-פטרייתיות לשיקום תערובות מתכות באמצעות ספיגת מינרלים ומשקעים. התרחשות משותפת של תערובות של אורניום (U), ארסן (As) וונדיום (V) דווחה במים ובקרקעות במרבצים גיאולוגיים טבעיים ובאתרי Superfund המושפעים ממורשת כרייה. עם זאת, מעט מחקרים בוחנים את התגובתיות של תערובות מתכות בתנאים רלוונטיים לסביבה. השילוב של תהליכים פיזיקוכימיים וביולוגיים מספק הזדמנויות שלא יסולא בפז להשיג תובנות חדשות החיוניות להערכת סיכונים ולקידום טכנולוגיות ביולוגיות חדשות.