RISK ESTIMATION APPLIED TO A POPULATION OF RATTLESNAKES (Crotalus aquilus) EXPOSED TO METALS OF TOXICOLOGICAL INTEREST IN THE MINING REGION, HIDALGO, MEXICO

Authors

  • Arnold Ibarra Bautista Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
  • Juan Carlos Gaytán-Oyarzun Centro de Investigaciones Bilógicas, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, carretera Pachuca-Tulancingo Km. 4.5, Carboneras, 42184 Pachuca de Soto, Hidalgo, México.
  • Leonardo Fernández-Badillo Centro de Investigaciones Bilógicas, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, carretera Pachuca-Tulancingo Km. 4.5, Carboneras, 42184 Pachuca de Soto, Hidalgo, México.
  • Griselda Pulido-Flores Centro de Investigaciones Bilógicas, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, carretera Pachuca-Tulancingo Km. 4.5, Carboneras, 42184 Pachuca de Soto, Hidalgo, México
  • Maritza López-Herrera Centro de Investigaciones Bilógicas, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, carretera Pachuca-Tulancingo Km. 4.5, Carboneras, 42184 Pachuca de Soto, Hidalgo, México.
  • Gabriela Marisol Vázquez-Cuevas Centro de Investigaciones Bilógicas, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, carretera Pachuca-Tulancingo Km. 4.5, Carboneras, 42184 Pachuca de Soto, Hidalgo, México

DOI:

https://doi.org/10.22201/fc.25942158e.2024.2.784

Keywords:

Ecotoxicology, heavy metals, snakes, Viperidae

Abstract

Snakes, in general, are organisms that are especially vulnerable to contamination by Metals of Toxicological Interest (MTI), since they have a series of their own characteristics that make them prone to bioaccumulation and biomagnification of contaminants. However, their inclusion in toxicological studies is still scarce. On the other hand, the soils of the Mining Region, Hidalgo, may present MTI contamination due to its long history of mineral extraction, a situation that may compromise the health of the area's ecosystems along with its biota. Given the previous knowledge of a population of Crotalus aquilus distributed within the Pachuca-Actopan mining region, the present evaluation characterized the area of interest and the presence of the species. The hazard was characterized by determining the presence of MTI associated with mining processes in the area (Cd, Pb and Hg). Subsequently, the magnitude of the ecological risk was determined using the environmental hazard quotient (CF), the ecological risk index (ER) and the cumulative ecological risk index (RI). Similarly, the risk of effective exposure of the C. aquilus population was estimated using the indirect dietary exposure index (IED), the chronic intake index (CDI) and the health risk index (HQ).

On the other hand, the soils of the Mining Region, Hidalgo, may present TIM contamination due to its long history of mineral extraction, a situation that may compromise the health of the area's ecosystems along with its biota.

Due to the previous knowledge of a population of Crotalus aquilus distributed within the Pachuca-Actopan mining region, the present evaluation was applied. Where the area of interest was characterized and the presence of the species in it was identified. The hazard was characterized by determining the presence of TIM associated with mining processes in the area (Cd, Pb and Hg). Subsequently, the magnitude of the ecological risk was determined using the environmental hazard quotient (CP), the ecological risk index (ER) and the cumulative ecological risk index (RI). Similarly, the health risk of the C. aquilus population was evaluated using the indirect dietary exposure index (IED), the chronic intake index (CDI), and the health risk index (HQ).

References

Álvarez, T.A., R.C. Vizcaya & M.S. Sarabia. 2016. Espectro Alimentario de la lagartija Sceloporus internasalis (Reptilia: Phrynosomatidae) del Bastonal, Sierra de Santa Martha, Los Tuxtlas, Veracruz. Revista de Zoología 27:17-37.

Arnaud, G. 2015. Conservación de la serpiente de cascabel sin Cascabel Crotalus catalinensis, de la isla Santa Catalina, Golfo de California. Recursos Naturales y Sociedad 1:51-56.

Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). 2005. https://www.atsdr.cdc.gov.

Borrayo, M.M. 1990. Estudio preliminar del efecto de la temperatura en la determinación sexual del cincuate o alicante (Pituophis deppei deppei). Tesis de licenciatura. Universidad de Guadalajara. México.

Burger, J. & M. Gochfeld. 2016. Habitat, population dynamics, and metal levels in colonial waterbirds: A Food Chain Approach. CRC Press.

Campbell, K.R., & T.S. Campbell. 2001. The accumulation and effects of environmental contaminants on snakes: a review. Environmental Monitoring and Assessment 70:253-301.

Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del ambiente/Organización Panamericana de la Salud (CEPIS/OPS). 2005. Curso de autoinstrucción. Obtenido de Evaluación de Riesgo asociado a Contaminantes de Aire.

Chumchal, M.M., T.R. Rainwater, S.C. Osborn, A.P. Roberts, M.T. Abel, G.P. Cobb, P. Smith & F.C. Bailey. 2011. Mercury speciation and biomagnification in the food web of Caddo Lake, Texas and Louisiana, USA, a subtropical freshwater ecosystem. Environmental Toxicology and Chemistry 30:1153-1162.

Davis, W.B. & R.J. Russell. 1953. Aves y mamíferos del estado de Morelos. Revista de la Sociedad Mexicana de Historia Natural 14:77-148.

Delgadillo-Ubaldo, E. 2008. Metodología para el análisis de riesgos ambientales. Impacto social en la población del municipio de Ecatepec, Estado de México. Tesis de Maestría, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México.

Egea-Serrano, A. & M.E. Ortiz-Santaliestra. 2013. Análisis del impacto de la contaminación química sobre la herpetofauna: nuevos desafíos y aplicaciones prácticas. Boletín de la Asociación Herpetológica Española 24:2-34.

Fernández-Badillo, L., N. Morales-Capellán & I. Goyenechea Mayer-Goyenechea. 2011. Serpientes venenosas del estado de Hidalgo. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo.

Fernández-Badillo, L., N. Morales-Capellan & I. Mayer-Goyenechea. 2012. Crotalus aquilus (Querétaro dusky rattlesnake) diet. Herpetological Review 43:658.

Fernández-Badillo, L., N. Morales-Capellán, C.R. Olvera, G.M. Canales & I. Mayer-Goyenechea, 2017. Guía de las serpientes del estado de Hidalgo. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Pachuca, México.

Garduño, N.A. 2005. Los mamíferos silvestres de Michoacán. Diversidad biología e importancia. Universidad Michoacana de San Nicolás Hidalgo, Morelia, México.

García-Reynoso, J.A., M. Grutter & D. Cintora-Juárez. 2007. Evaluación del riesgo por contaminantes criterio y formaldehído en la ciudad de México. Revista Internacional de Contaminación Ambiental 23:169-175.

González-Mille, D.J., C.A. Ilizaliturri-Hernández, G. Espinosa-Reyes, R. Costilla-Salazar, F. Díaz-Barriga, I. Ize-Lema & J. Mejía-Saavedra. 2010. Exposure to persistent organic pollutants (POPs) and DNA damage as an indicator of environmental stress in fish of different feeding habits of Coatzacoalcos, Veracruz, Mexico. Ecotoxicology 19:238-1248.

Hakanson, L. 1980. An Ecological Risk Index for Aquatic Pollution control. A sedimentological approach. Water Research 14:975-1001.

Hamid, E., K. Payandeh, M.T. Nezhad & N. Saadati. 2022. Potential ecological risk assessment of heavy metals (trace elements) in coastal soils of southwest Iran. Frontiers in Public Health 10:889130.

Hernández-Acosta, E., E. Mondragón-Romero, D. Cristóbal-Acevedo, J.E. Rubiños-Panta & E. Robledo-Santoyo. 2009. Vegetación, residuos de mina y elementos potencialmente tóxicos de un jal de Pachuca, Hidalgo, México. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente 15:09-114.

Hernández-Flores, S.D. & A.E. Rojas-Martínez. 2010. Lista actualizada y estado de conservación de los mamíferos del Parque Nacional El Chico, Hidalgo, México. Acta zoológica Mexicana (nueva serie) 26:563-583.

Hernández, A.A. 2006. Taxonomía distribución del género Crotalus (Linneo, 1758), en el estado de Hidalgo. Tesis de Licenciatura, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Pachuca, Hidalgo, México.

Horne, M.T. & W.A. Dunson. 1995. Effects of low pH, metals, and water hardness on larval amphibians. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 29:500-505.

Hopkins, W.A. 2000. Reptile toxicology: Challenges and opportunities on the last frontier in vertebrate ecotoxicology. Environmental Toxicology and Chemistry 19:2391-2393.

Kazemi, A., M. Esmaeilbeigi, Z. Sahebi & A. Ansari. 2022. Health risk assessment of total chromium in the QANAT as historical drinking water supplying system. Science of The Total Environment 807:150795.

Klauber, L.M. 1982. Rattlesnakes: Their Habits, Life Histories, and Influence on Mankind, Abridged Edition. Univ of California Press.

Latif, M.T., S.M. Yong, A. Saad, N. Mohamad, N.H. Baharudin, M.B. Mokhtar & N.M. Tahir. 2014. Composition of heavy metals in indoor dust and their possible exposure: a case study of preschool children in Malaysia. Air Quality, Atmosphere & Health 7:181-193.

Lazcano, D., S.M. García, R.M. Hernández, J.A. Cisneros & S.N. Torres. 2009. Tiempo de deglución en crías de Crotalus aquilus (Klauber, 1952) en condiciones de cautiverio. Ciencia UANL 12:288-294.

Lema, I.I., M. Zuk & L. Rojas-Bracho. 2010. Introducción al análisis de riesgos ambientales (2da ed.). Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Instituto Nacional de Ecología.

Liljesthrom, M. 2011. Biología reproductiva de la golondrina patagónica Tachycineta meyeni en Ushuaia, Tierra del Fuego. Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Argentina.

López-Fernández. A. 2015. Hábitos alimenticios de la codorniz Moctezuma (Cyrtonyx montezumae) en la época invernal en Tlaxco, Tlaxcala, México. Tesis de Licenciatura, Universidad Autónoma de Chapingo. México.

Luja, V.H., R. Rodríguez-Estrella & B. Sinervo. 2013. Observaciones sobre la dieta de la culebra de agua Thamnophis hammondii en un oasis de Baja California Sur, México. Revista Mexicana de Biodiversidad 84:697-700.

Lu, S., Y. Wang, Y. Teng & X. Yu. 2015. Heavy metal pollution and ecological risk assessment of the paddy soils near a zinc-lead mining area in Hunan. Environmental Monitoring and Assessment 187:627(1-12).

Martínez R.M. 2015. Descripción de la conducta materna y desarrollo de las crías del conejo montés Sylvilagus cunicularius en condiciones de semicautiverio. Tesis Doctoral, Universidad Veracruzana. México.

Martínez, M.T. 2017. Propuesta de manual de manejo y traslado de reptiles: caso Uadyet Exotic’s. Tesis de Ingeniería en Transporte, Instituto Politécnico Nacional.

Mociño-Deloya, E. 2015 Ecología trófica de tres especies de cascabel en México: Crotalus aquilus, Crotalus polystictus y Crotalus willardi. Tesis Doctoral, Universidad de Granada. España.

Mociño-Deloya, E., K. Setser, S.C. Peurach & J.M. Meik. 2008. Crotalus aquilus in the Mexican state of México consumes a diverse summer diet. The Herpetological Bulletin 105:10-12.

Mociño-Deloya, E., K. Setser & E. Pérez-Ramos. 2014. Observations on the diet of Crotalus triseriatus (Mexican dusky rattlesnake). Revista Mexicana de Biodiversidad 85:1289-1291.

Muñoz-Brito, A. 2014. Termorregulación en Barisia imbricata (Sauria: Anguidae). Tesis de Maestría, Universidad Nacional Autónoma de México. México.

NMX-AA-132-SCFI-2016. 2016. Norma Oficial Mexicana que establece las especificaciones técnicas para la obtención y manejo de muestras que permitan la caracterización de suelos del área de estudio, a través de la identificación y cuantificación de metales y metaloides. Diario Oficial de la Federación, Norma Oficial Mexicana 6/03/2017.

NOM-147-SEMARNAT-SSA1-2004. 2007. Norma Oficial Mexicana que establece criterios para determinar las concentraciones de remediación de suelos contaminados por Ag, As, Ba, Br, Cd, Cr (VI), Hg, Ni, Pb, Se, Tl y/o V. Diario Oficial de la Federación Norma Oficial Mexicana 2/03/2007.

Olvera-Olvera, C.R., L. Fernández-Badillo, F.J. Callejas-Jiménez, J.C. Iturbe-Morgado & I. Goyenechea. 2021. Herpetofauna de la sierra de las Navajas En: La biodiversidad en Hidalgo. Estudio de Estado. CONABIO, México, Pp. 276-283.

Quesada, R.J., R.J. McCleary, D.J. Heard & H.B. Lillywhite. 2014. Non-lethal sampling of liver tissue for toxicologic evaluation of Florida cottonmouths snakes, Agkistrodon piscivorus conanti. Ecotoxicology 23:33-37 .

Rebón-Gallardo, F., O. Flores-Villela & D.R. Ortíz-Ramírez. 2015. Predation of nestling house finches (Haemorhous mexicanus) by a dusky rattlesnake, Crotalus aquilus, in Hidalgo, Mexico. Revista Mexicana de Biodiversidad 86:550-552.

Schneider, L., W.A. Maher, A. Green & R.C. Vogt. 2013. Mercury contamination in reptiles: an emerging problem with consequences for wild life and human health. Pp. 173-232. In K.-H. Kim & RJ.C. Brown (Eds.), In: Mercury: Sources, Applications and Health Impacts. Nova Science Publishers, Inc.

SEMARNAT. 2018. Programa de Acción para la Conservación de las Especies: Serpientes de Cascabel (Crotalus spp.). SEMARNAT/CONANP, México.

Servicio Geológico Mexicano (SGM). 2018. Panorama minero del estado de Hidalgo. Secretaría de Economía. Ciudad de México, México.

Sutton, D. & N. Harmon. 1976. Fundamentos de Ecología. Editorial Limusa, Ciudad de México, México. 293 p.

Uetz, P., & Hosek, J. 2015. The Reptile Database. http://www.reptile-database.org. [Consultado en mayo 2022].

USEPA. 1982. Method 6010D (SW-846) Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry. Revision 2. Environmental Protection Agency, Office of Research and Development, Cincinnati, Ohio, USA.

USEPA. 2007. Method 7471B (SW-846): Microwave Assisted Acid Digestion of Sediments, Sludges, and Oils, Revision 1. Washington, DC.

Velásquez, R.E. 2019. Ecología poblacional de mamíferos pequeños de un policultivo tradicional cafetalero de la región de Pluma Hidalgo, Oaxaca, México. Tesis de Maestría, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México.

Published

2024-05-22

How to Cite

Ibarra Bautista, A., Gaytán-Oyarzun, J. C., Fernández-Badillo, L., Pulido-Flores, G., López-Herrera, M., & Vázquez-Cuevas, G. M. (2024). RISK ESTIMATION APPLIED TO A POPULATION OF RATTLESNAKES (Crotalus aquilus) EXPOSED TO METALS OF TOXICOLOGICAL INTEREST IN THE MINING REGION, HIDALGO, MEXICO. Revista Latinoamericana De Herpetología, 7(2), e784 (102 – 116). https://doi.org/10.22201/fc.25942158e.2024.2.784