Sur cette page : Le Vanadium et la Céramique, Toxicologie du Vanadium par E. Bastarache
LE VANADIUM et la Céramique Par Smart2000
- Généralités sur les composés courants en céramique :
- L' anhydride vanadique, V2O5, aussi appelé pentoxyde ou pentaoxyde de vanadium est un des composés du vanadium le plus utilisé en céramique.
- .
- Les minerais de vanadium proviennent du Pérou, de l'Afrique, du Colorado.
- Masse molaire : 181,88 g/mol
- Fusion à 690°C (Ceci lui permet aussi de jouer le rôle de fondant et de réactif en favorisant la vitrification
- précoce des produits céramiques)
- Légèrement soluble dans l'eau (0,007 g/l à 20°C).
- Nocif : Xn
- L'étiquetage du Vanadium et de ses composés selon la législation française et les recommandations de la C.E.E. peut indiquer les symboles de phrases de risques suivants :
- Phrases de risque : R 20 (Nocif par inhalation)
- Phrases S (conseils de prudence) : S 22 (Ne pas respirer les poussières)
- Numero CAS : 1314-62-1 (CAS : Chemical Abstracts Service)
- Le métavanadate d'ammonium ou monovanadate d'ammonium, H4NO3V
- Cet autre composé fond vers 200°C se dissocie à basse température (210°C), il est utilisé pour teinter les glaçures en jaune (jaune de trivanadium...) et dans la fabrication des colorants céramiques.
- Masse molaire : 116,98 g/mol
- Toxique : T
- L'étiquetage du Vanadium et de ses composés selon la législation française et les recommandations de la C.E.E. peut indiquer les symboles de phrases de risques suivants :
- Phrases de risques : R 25 (Toxique en cas d'ingestion) et R 36/37/38 (irritant pour les yeux, les voies respiratoires et la peau)
- Phrases S (conseils de prudence) : S 37 (Porter des gants appropriés) et S 45 (En cas d'accident ou de malaise consulter immédiatement un médecin, si possible lui montrer l'étiquette du produit)
- CAS (Chemical abstracs service) : 7803-55-6
- Numero EINECS (CEE) : 232-261-3 (EINECS : Inventaire Européen des produits chimiques commercialisés)
- Colorants pour la céramique :
- Le vanadium associé avec l'oxyde d'étain forme les jaunes d'étain-vanadium Sn, V ( Ti ), avec le zirconium il permet selon la technique utilisée d'obtenir des jaunes de zirconium-vanadium Zr, V ( Ti In ), des verts de zircon-vanadium Zr, V, Si (Sn) ou des bleus turquoise de zircon-vanadium Zr, V, Si. Généralement ces colorants sont stables jusqu'à 1300°C. Des tests en atmosphère sont préférables avant utilisation.
- Le pentoxyde V2O5 se dissocie facilement au dessus de son point de fusion, ce qui le rend sensible à la réduction et permet la formation de VO2, V2O3 qui donnent des bleus turquoises en présence de zircon (ZrSiO4) et de silice (SiO2) sous l'action du chlorure de sodium (NaCl).
- Les colorants étain-vanadium, parmi les jaunes les plus stables en température, sont obtenus à partir de l'oxyde d'étain additionné de faibles quantités de composés du vanadium (V2O5, H4NO3V) et calcinés sous atmosphère oxydante à cône 9-10 (Orton). Des ajouts de dioxyde de titane (TiO2) atténuent la couleur citron de ce colorant en le brunissant.
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- Sur cette page : Le Vanadium et la Céramique, Toxicologie du Vanadium par E. Bastarache
VANADIUM et COMPOSÉS Par Édouard Bastarache
- Généralités sur les composés courants en céramique
- Composés:
- Le monoxyde et le dioxyde, le trioxyde, le pentoxyde, les chlorures, le dioxychlorure, le trioxychlorure, les fluorures, l’iodure, le sulfate, le trisulfure, le métavanadate d’ammonium, le métavanadate de sodium, l’orthovanadate de sodium et le pyrovanadate de sodium, C’est le pentoxyde qui peut être utilisé par les céramistes comme colorant.
Utilisations:
La plus grande partie du vanadium produit dans le monde l’est sous forme de pentoxyde (V2O5) qui sert à la fabrication d’alliages:
-ferrovanadium contenant de 30%
à 95% de vanadium,
-aciers spéciaux au carbure de vanadium,
-alliages durs avec le chrome, le nickel, le
manganèse, le bore, le titane, le tungstène,
etc.
Les composés minéraux sont employés comme catalyseurs à chaud :
-dans la pétrochimie,
-pour la production de l’acide sulfurique,
-pour la production de l’anhydride phtalique,
-dans l’oxydation de l’éthanol.
Ils entrent aussi dans la composition de pigments utilisés :
-en teinturie,
-en verrerie,
-en céramique
Ils sont de plus utilisés :
-comme agents de
mordançage.
-comme révélateurs photographiques,
-dans la fabrication d’encres et de substances
luminescentes.
Exposition:
1-Exposition non-professionnelle:
L’exposition de la population
générale provient avant tout de la pollution
de l’air au voisinage des centrales
électrothermiques.
La fumée de tabac contient de 1-8 ppm de
vanadium.
L’alimentation en fournit aussi; en
général le vanadium est indétectable
dans l’eau.
2-Exposition professionnelle:
Les fumées sont reconnues comme étant généralement plus toxiques que les poussières vu leur dimension particulaire plus petite qui permet une pénétration plus complète au niveau des petites voies aériennes des poumons.
Il y a la métallurgie :
-traitement des
minérais,
-raffinage du pentoxyde,
-fabrication des alliages.
La manipulation des catalyseurs dans la pétrochimie (nettoyage de cuves et réacteurs).
Les activités exposant aux suies et cendres de mazout ou d’huiles minérales.
Les opérations de nettoyage et/ou de réparation des brûleurs de chaudières ainsi que des citernes des raffineries de pétrole et des navires, les travaux de fumisterie/chaudronnerie sont d’importantes sources de contamination des travailleurs.
La contamination des travailleurs résulte de l’inhalation de poussières et de fumées, le plus souvent sous forme de dérivés pentavalents.
25% de la dose inhalée est absorbée, alors que l’absorbtion par ingestion n’est que de 1%.
Sur la peau humaine in vitro, la pénétration percutanée de vanadium radioctif s’avère nulle.
Toxicité:
Expérimentalement les composés les plus toxiques sont les pentavalents, ainsi que les plus solubles.
1-Intoxications iatrogènes:
Le metavanadate de sodium a été autrefois utilisé dans le traitement de plusieurs maladies, dans les années 1920 et 1930; aux doses situées entre 1 et 8 mg/j on n’a pas observé d’effet indésirable particulier.
En revanche des doses de tartrate d’ammonium et de vanadium, variant entre 50 et 150 mg/j. ont provoqué :
-asthénie
-coloration verdâtre de la langue
-douleurs abdominales
-selles molles
En raison de propriétés anabolisantes supposées, le sulfate de vanadyl est employé par les athlètes et les body-builders à des doses atteignant 60 mg/j.
Cependant un essai clinique conduit en 1995 en Nouvelle-Zélande à raison de 0.5mg/kg/j. pendant 12 semaines n’a pas montré d’effet sur plusieurs paramètres sanguins dont l’hémogramme, la viscosité sanguine, les protéines, les lipides, la créatinine, la bilirubine, les transaminases, etc.
2-Intoxication aigue par ingestion :
Il n’y a que 2 cas de décrits dans la littérature médicale mondiale suite à l’ingestion de sels de vanadium.
Dans le 1er cas recensé en Pologne, la dose ingérée est inconnue de pentoxyde et le tableau clinique présenté comprenait :
-gastroentérite
hémorragique sévère
-hypovolémie
-troubles électrolytiques (hypokaliémie et
hyponatrémie)
Il n’y avait pas eu d’atteinte viscérale
Dans le 2e cas, la dose ingérée a été de 10 à 15g. de metavanadate de sodium et le tableau clinique comprenait :
-nausées, vomissements,
diarrhée
-coloration verdâtre de la langue et des gencives
-gastrite érosive
-troubles neurologiques
-diminution du temps de Quick, des plaquettes et du
fibrinogène
3-Intoxications professionnelles:
a-Intoxication aigue:
-Par projection:
La projection accidentelle sur la peau et/ou dans l’œil d’une solution concentrée de chlorures ou d’oxydes de vanadium provoque des brûlures chimiques d’aspect non spécifique, d’intensité variable selon la précocité de la décontamination.
Le traitement est symptomatique comme pour tout autre produit chimique corrosif et comprend en particulier un lavage abondant et prolongé à l’eau courante.
-Par inhalation:
L’inhalation de vapeurs, fumées ou poussières d’oxydes entraîne des accidents respiratoires allant de la simple irritation rhinopharyngée et trachéale à la bronchopneumopathie chimique.
Les signes peuvent être retardés de plusieurs heures à plusieurs jours.
En l’absence de protection individuelle adéquate, on peut rencontrer :
-conjonctivite superficielle
-rhinite avec epistaxis
-toux sèche violente
-crachats parfois verdâtres
-douleurs thoraciques
-dyspnée d’effort
-râles et sibilances signant un bronchospasme pouvant
se prolonger jusqu’à plusieurs
semaines.
En cas d’inhalation massive, les troubles respiratoires peuvent s’accompagner de signes généraux non spécifiques :
-asthénie
-céphalées frontales intenses
-sensations ébrieuses
-nausées
-goût métallique dans la bouche|
-érythème prurigineux
L’exploration fonctionnelle
respiratoire objective une baisse du volume expiratoire
maximal seconde (VEMS), ainsi que parfois une
hyperréactivité bronchique
non-spécifique(HRBNS).
La persistance d’un syndrome de dysfonction
réactive des bronches (syndrome de Brooks) est
suggéré par une publication australienne. En
pratique, l’existence d’un syndrome de Brooks doit
être systématiquement recherché à
distance de l’épisode.
Les examens de laboratoire montrent habituellement des taux très élevés du vanadium sanguin
et/ou urinaire; selon les cas rapportés, on a vu la concentration urinaire varier de 280 µg/L à 4 mg/L, alors que le taux normal varie de 0.1 à 0.2 µg/L.
Le traitement est symptomatique :
-oxygénothérapie
-bronchodilatateurs( ß-adrénergiques)|
-aucun traitement chélateur n’est
validé
b-Intoxication chronique:
Effets locaux:
-Effets digestifs:
Un goût métallique et une coloration verdâtre de la langue représentent des signes caractéristiques d’un empoussièrement massif du poste de travail et d’une insuffisance des équipements de protection individuelle.
La déglutition des particules inhalées peut être responsable de signes digestifs mineurs comme :
-épigastralgies
-selles molles
rapidement réversibles à la fin de l’exposition.
-Effets sur la peau :
Dans une étude suédoise on a rapporté des cas de dermite sèche exzématiforme, au pourtour des masques de protection respiratoire, aux mains, poignets et avant-bras, mais un seul travailleur a testé positif au test épicutané au métavanadate de sodium à 2% dans l’eau. Aucune autre publication ne fait état d’allergie confirmée au vanadium, le pouvoir sensibilisant du métal apparaît improbable.
-Effets respiratoires :
L’exposition répétée aux poussières et fumées peut provoquer des signes irritatifs des voies aériennes et des manifestations asthmatiformes.
Les pathologies de la sphère O.R.L. consistent en une :
-rhinite
-pharyngite et/ou laryngite.
Les biopsies de la muqueuse nasale ont démontré une atteinte inflammatoire non spécifique.
Les troubles pulmonaires peuvent comprendre :
-toux
-sifflements thoraciques ou
-crises dyspnéiques retardées
-hyperréactivité bronchique non
spécifique (HRBNS) durable qui correspond à la
définition de l’asthme par exposition
répété à des pointes de
concentrations en vapeurs ou fumées irritantes, ou
syndrome d’irritation des bronches(SIB).
Effets systémiques:
Toutes les études bien contrôlées qui se sont attachées à mettre en évidence des effets neurologiques, cardiovasculaires ou autres se sont avérées négatives.
Génotoxicité et cancérogénèse:
Expérimentalement:
Le vanadium et ses composés n’apparaissent pas génotoxiques; ils ne sont pas mutagènes ni cancérogènes.
Chez l’humain:
Aucune surmortalité dû au cancer, notamment bronchique, n’a été signalée dans l’industrie.
Reproduction:
Expérimentalement:
Les études de toxicité pour la reproduction chez le rat et la souris sont négatives aux doses non toxiques pour la mère.
Avec le metavanadate de sodium, une toxicité maternelle est observée pour une dose de 7.5 mg/kg/jour, tandis qu’une embryofoetotoxicité n’est constatée qu’à partir de 15mg/kg/jour.
Chez l’humain:
Il n’y a aucune indication que le vanadium puisse influencer défavorablement la reproduction.
Exposition:
La valeur limite de moyenne d’exposition(VME) des fumées et poussières de pentoxyde est de 0.50µg/m3(en vanadium) en France.
Prévention:
Des équipements adéquats de protection respiratoire devraient être portés lors de la manipulation de composés du vanadium et lors du nettoyage des équipements qui brûlent du charbon ou de l’huile comme dans les centrales électrothermiques.
Les travailleurs en endroits confinés, commes dans les bouilloires, doivent porter des vêtements résistants aux acides et bien ajustés aux poignet et chevilles, avec des gants adéquats et des bottes de caoutchouc.Une bonne hygiène personelle est nécessaire et des cases doubles devraient être disponibles pour séparer les vêtements de travail des vêtements personnels.
Surveillance médicale:
La surveillance clinique des travailleurs exposés peut comprendre la réalisation périodique d’épreuves de fonction respiratoire.
Elle peut aussi comprendre la biométrologie urinaire qui reflète l’exposition des 2 à 3 jours précédents.
L’indice biologique d’exposition (IBE) retenu en France est de 50µg/g de creatinine.
Certains auteurs proposent l’application de tests épicutanés pour dépister ceux qui seraient sensibilisés aux composés du vanadium, mais cette éventualité semble très rare selon les auteurs français consultés.
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Références:
1-Occupational Medicine, Carl
Zenz, dernière édition.
2-Occupational & Environmental Medicine, Joseph LaDou,
dernière édition.
3-Chemical Hazards of the Workplace, Proctor & Hughes,
dernière édition.
4-Sax’s Dangerous Properties of Industrial Materials,
Lewis C., dernière édition.
5-Clinical Environmental Health and Toxic Exposures,
Sullivan & Krieger, 2001
6-Industrial Chemical Exposure, Lauwerys & Hoet,
dernière édition.
7-Toxicologie Industrielle et Intoxications
Professionnelles, Lauwerys R.,1999
8-Encyclopédie Médico-Chirurgicale-
Toxicologie-Pathologie Professionnelle
Paris, Testud F.; septembre 2001.
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