METALS vise à comprendre comment les métaux environnementaux contaminent l’eau, l’air et le sol, et comment ces contaminants affectent la santé et le bien-être des communautés vivant à proximité des AUM.
Ces projets visent à trouver et à utiliser des solutions biologiques pour atténuer l'impact des métaux sur les communautés touchées et à développer des approches de remédiation adaptées aux besoins des communautés. Les travaux actuels étudient comment les minéraux naturels et les bioréacteurs contenant des champignons et des plantes peuvent immobiliser les métaux.
Adrian Brearley, Ph.D.
Éliane El Hayek, PhD
José Cerrato, PhD
Joseph Galewsky, PhD
De nombreuses communautés amérindiennes du sud-ouest des États-Unis vivent à proximité de nombreuses mines d'uranium abandonnées (AUM) qui étaient actives dans les années 1950 à 1980. Ces communautés revitalisent les activités agricoles sur les terres adjacentes aux sites miniers abandonnés qui peuvent avoir été contaminés par la poussière emportée par le vent pendant les activités actives et post-minières. Deux préoccupations importantes de ces communautés tribales sont : i) l'exposition potentielle aux particules métalliques transportées par le vent, respirables (PM2.5) ; et ii) si les cultures agricoles cultivées sur des terres tribales adjacentes aux AUM pourraient représenter une voie d'exposition potentielle préjudiciable à la santé humaine. Les anciens sites miniers d'uranium (U) dans les régions semi-arides sont soumis à de forts processus éoliens (liés au vent), qui influencent la dispersion de la poussière minérale contenant de l'U, suscitant des inquiétudes quant à l'exposition humaine à la poussière toxique qui a des effets négatifs potentiels sur la santé. Comprendre la biodisponibilité et la bioaccessibilité de l'U et des métaux toxiques co-occurrents dans les PM2.5, en particulier les nanoparticules dans les poussières minérales fugitives provenant des anciens sites miniers, est important pour identifier les risques pour la santé des communautés touchées.
Le projet ESE PM axé sur les risques environnementaux de l'exposition aux nanoparticules découle de nos résultats préliminaires qui montrent que des nanoparticules contenant de l'U jusqu'alors non reconnues sont présentes dans une gamme de différents matériaux naturels liés aux AUM. Notre stratégie de recherche développera une compréhension de: a) l'origine, l'abondance et les caractéristiques physicochimiques des formes nanoparticulaires d'U et des métaux co-occurrents dans les déchets miniers, les sols et la poussière emportée par le vent sur les terres tribales; b) leur transport et leur redistribution en raison de la suspension soufflée par le vent présentant des expositions par inhalation, ainsi que la contamination des terres agricoles et des cultures ; 3) la relation entre la teneur en métaux des sols agricoles et l'absorption dans les cultures agricoles qui constituent une voie d'exposition potentielle par ingestion ; et 4) les mécanismes d'absorption de ces métaux toxiques dans les cultures agricoles via les systèmes racinaire et foliaire.
Ce projet fournira des données pour répondre aux préoccupations des communautés tribales concernant les voies d'exposition potentielles aux PM (matières particulaires) en suspension provenant des anciens sites miniers. Nos résultats testeront l'hypothèse selon laquelle le transport par le vent des PM2.5 provenant des AUM représente un scénario de risque d'exposition unique pour les humains par inhalation et ingestion, sur la base des caractéristiques physicochimiques complexes des mélanges de métaux contenus dans les PM. Nos résultats établiront dans quelle mesure les mélanges complexes de métaux dans les particules en suspension dans l'air rejetées par les sites d'AUM posent un risque pour la santé et aborderont plus précisément les stratégies de réduction des risques pour ces populations vulnérables qui vivent à proximité des AUM. Ces informations aideront à atténuer les expositions humaines aux mélanges de métaux résultant de l'inhalation de poussière soufflée par le vent et de la consommation de cultures sur des terres agricoles susceptibles d'avoir été contaminées par des poussières diffuses provenant de sites miniers, à la fois pendant leur phase active d'exploitation minière et de nos jours.
Anjali Mulchandani, Ph.D.
Jennifer Rudgers, Ph.D.
Éliane El Hayek, PhD
José Cerrato, PhD
Des études antérieures du UNM METALS Superfund Research Center rapportent la cooccurrence de mélanges d'uranium (U), d'arsenic (As) et de vanadium (V) dans les eaux et les sols de sites touchés par l'héritage minier dans nos communautés partenaires du Pueblo de Nation Laguna et Navajo. Le fardeau des activités minières a affecté divers sites Superfund aux États-Unis, provoquant des expositions multigénérationnelles aux métaux dans nos communautés partenaires. Divers sites touchés par l'héritage minier aux États-Unis n'ont pas été correctement récupérés ou assainis.
La recherche proposée apportera de nouvelles connaissances mécanistes qui permettront le développement de bioréacteurs catalysés par la symbiose plante-champignon associée à l'absorption et à la précipitation à l'aide de minéraux naturels pour la bioremédiation durable des mélanges de métaux. Les minéraux calciques sont naturellement abondants dans nos communautés partenaires, et nous avons l'intention d'évaluer plus avant comment ces minéraux réagissent avec le phosphate pour immobiliser l'uranium et l'arsenic. Nous utiliserons également des isolats de champignons obtenus à partir de sites situés dans nos communautés partenaires pour identifier les gradients de stress thermique pertinents, la chimie de l'eau et d'autres conditions environnementales dans le sud-ouest des États-Unis influençant l'absorption de mélanges de métaux par la symbiose plante-champignon. Nous concevrons des bioréacteurs pour identifier les conditions environnementales qui favorisent le mieux l'absorption des métaux, l'adsorption des minéraux et la précipitation chimique par les champignons associés aux plantes, informant les prédictions sur le potentiel de bioremédiation induit par le changement climatique futur.
Ce projet développera de nouvelles technologies de bioremédiation en exploitant les symbioses plantes-champignons pour immobiliser les mélanges de métaux par l'absorption et la précipitation des minéraux. La cooccurrence de mélanges d'uranium (U), d'arsenic (As) et de vanadium (V) a été signalée dans les eaux et les sols de gisements géologiques naturels et de sites Superfund touchés par des héritages miniers. Cependant, peu d'études examinent la réactivité des mélanges de métaux dans des conditions environnementales pertinentes. L'intégration des processus physico-chimiques et biologiques offre des opportunités inestimables pour acquérir de nouvelles connaissances essentielles à l'évaluation des risques et à l'avancement des nouvelles technologies de biorestauration.