Smart2000.fr
|
Sur cette page : Le Vanadium et la Céramique, Toxicologie du Vanadium par E. Bastarache
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, Les composés minéraux sont employés comme catalyseurs à chaud : -dans la pétrochimie, Ils entrent aussi dans la composition de pigments utilisés : -en teinturie, Ils sont de plus utilisés : -comme agents de
mordançage. 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. 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, 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 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 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 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 En cas d’inhalation massive, les troubles respiratoires peuvent s’accompagner de signes généraux non spécifiques : -asthénie L’exploration fonctionnelle
respiratoire objective une baisse du volume expiratoire
maximal seconde (VEMS), ainsi que parfois une
hyperréactivité bronchique
non-spécifique(HRBNS). 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 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 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 Les biopsies de la muqueuse nasale ont démontré une atteinte inflammatoire non spécifique. Les troubles pulmonaires peuvent comprendre : -toux 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.
Références: 1-Occupational Medicine, Carl
Zenz, dernière édition.
|
Sommaire----- Début du texte en Français
- Summary-----French version
- On this page : Vanadium and ceramics, Vanadium toxicology by E. Bastarache
VANADIUM and Ceramics by Smart2000
- General information on current ceramic compounds :
- Vanadic anhydride, V2O5, also called pentoxide or pentaoxide of vanadium is one of the most used of vanadium compounds in ceramics.
- Vanadium ores come from Peru, Africa, and Colorado, USA.
- Molar mass : 181,88 g/mol
- Fusion takes place at 690°C (This also enables it to play the role of a flux and reagent by favouring the early vitrification of ceramic products).
- Slightly water soluble (0,007 g/l with 20°C).
- Noxiousness: Xn
- Labelling of vanadium and its compounds, according to the French legislation and recommendations of the E.E.C., can show sentence symbols for the following hazards :
- Hazard sentence: R 20 (Harmful by inhalation)
- Sentence S (caution advice): S 22 (Do not breathe dust)
- CAS number: 1314-62-1 (CAS : Chemical Abstracts Service)
- Ammonium metavanadate or ammonium monovanadate, H4NO3V
- This other compound melts at around 200°C, dissociates at low temperature (210°C), it is used to colour glazes yellow (yellow of trivanadium...) and in the manufacture of ceramic colourants.
- Molar mass : 116,98 g/mol
- Toxic : T
- The labelling of vanadium and its compounds according to the French legislation and recommendations of E.E.C. can indicate the symbols of sentences for the following hazards:
- Hazard sentences : R 25 (Toxic by ingestion) et R 36/37/38 (irritating to the eyes, the respiratory tract and the skin)
- S sentences (caution advice) : S 37 (Wear suitable gloves), and S 45 (In the event of an accident or feeling of sickness, consult a doctor immediately, if possible show him the label of the product)
- CAS number : (Chemical abstracts service) : 7803-55-6
- EINECS number (EEC) : 232-261-3 (EINECS : European INventory of Existing Commercial Substances)
- Colouring materials in ceramics :
- Vanadium, in association with tin oxide, forms the yellows of tin-vanadium Sn, V (Ti), with zirconium it allows, according to the technique used, to obtain some yellows of zirconium-vanadium Zr, V (Ti In), greens of zircon-vanadium Zr, V, Si (Sn) or turquoise blues of zircon-vanadium Zr, V. So, generally these colouring materials are stable up to 1300°C. Of test in atmosphere be preferable before use. Tests should be carried out under different conditions (reduction, oxidation and neutral fire) before using.
- The pentoxide, V2O5, dissociates easily above its melting point, which makes it sensitive to reduction and allows the formation of VO2, V2O3 which give turquoise blues in the presence of zircon (ZrSiO4) and silica (SiO2) under the action of sodium chloride (NaCl).
- Tin-vanadium colouring materials, among the most stable yellows in temperature, are obtained starting from tin oxide to which small amounts of vanadium compounds are added (V2O5, H4NO3V), and calcined in an oxidizing atmosphere at cone 9-10 (Orton). Titanium dioxide additions (TiO2) attenuate the lemon-yellow colour of these colouring materials by browning them.
Smart2000.fr © Janvier 2002 - FRANCE Écrit et documenté par le propriétaire du site // Contact : Smart2000@wanadoo.fr Document pour CONSULTATION PRIVÉE uniquement - Toute reproduction totale ou partielle est interdite
Smart2000.fr le site dédié aux passionnés de céramique Smart2000 - FRANCE sur https://smart2000.fr/ This entire page Copyright © 2002-2023, All Rights Reserved. Les textes et les photos restent la propriété de leur auteurs, ils ne peuvent être réutilisés sans un accord préalable. Nous consulter.
- Summary-----French version
- On this page : Vanadium and ceramics, Vanadium toxicology by E. Bastarache
VANADIUM and COMPOUNDS by Edouard Bastarache
- General information on current ceramic compounds
- Compounds :
- The monoxide and dioxide, trioxide, pentoxide, chlorides, dioxichloride, trioxichloride, fluorides, iodide, sulphate, trisulphide, ammonium metavanadate, sodium metavanadate, sodium orthovanadate and sodium pyrovanadate.
- It is the pentoxide that may be used by ceramists as a coloring material in glazes.
- Uses :
- Most of the vanadium produced in the world is in the form of pentoxide (V2O5) which is used for producing alloys :
- -ferrovanadium containing from 30% to 95% vanadium,
- -special steels with vanadium carbide,
- -hard alloys with chromium, nickel, manganese, boron, titanium, tungsten,
- -etc.
- Mineral compounds are used as hot catalysts :
- -in petrochemistry,
- -for the production of sulphuric acid,
- -for the production of phtalic anhydride,
- -in the oxidation of ethanol.
- They also enter the composition of pigments used :
- -in dyeing,
- -in glassmaking,
- -in ceramics
- Moreover they are used :
- -as developers in photography,
- -in the manufacture of inks and luminescent materials.
- Exposure :
- 1- Non-professional exposure :
- General population exposure comes above all from air pollution in the vicinity of thermoelectric power stations. Tobacco smoke contains of 1-8 ppm vanadium. Food provides some too; in general vanadium is undetectable in water.
- 2- Professional exposure :
- Fume is recognized as being generally more toxic than dust considering their smaller particulate dimension which allows a more complete penetration the level of the small airways of the lungs.
- There is metallurgy :
- -ore precessing,
- -refining of the pentoxide,
- -manufacture of alloys.
- Catalysts handling in petrochemistry (cleaning of tanks and reactors).
- Activities exposing to soots and ashes from fuel and mineral oils.
- Cleaning and/or repairing of boilers burners as well as tanks in refineries and on ships, work in stove-building/boilermaking are important sources of workers' contamination.
- The contamination of workers results from inhalation of dust and fume, generally in the form of pentavalent derivatives. 25% of the inhaled dose is absorbed, whereas absorbtion by ingestion is less than 1%. In vitro, on human skin, radioctive vanadium does not penetrate skin.
- Toxicity :
- Experimentally, the most toxic are the pentavalent, and also the most soluble compounds.
- 1 -Iatrogenic intoxications :
- Sodium metavanadate was used in the 1920s and 1930s in the treatment of several diseases at doses between 50 to 150 mg/day, and no particular undesirable effect was observed.
- On the other hand, vanadium and ammonium tartrate, in amounts varying between 50 and 150 mg/day caused :
- -tiredness,
- -greenish colored tongue,
- -abdominal pains,
- -soft stools.
- Because of supposed anabolic properties, vanadyl sulphate is used by athletes and body-builders in doses reaching 60 mg/day.
- However, a clinical trial carried out in 1995 in New Zealand at a dose of 0.5mg/kg/day for 12 weeks did not show any effect on several blood parameters such as blood count, blood viscosity, proteins, lipids, creatinine, bilirubin, liver transaminases, etc.
- 2 -Acute intoxication by ingestion :
- There are only two cases described in the world medical literature following vanadium salts ingestion.
- In the 1st case that occurred in Poland, the amount of pentoxide ingested is unknown and the clinical picture included :
- -severe hemorrhagic gastroenteritis,
- -hypovolemia,
- -electrolytes disorders (hypokaliemia and hyponatremia).
- No visceral effect occurred.
- In the 2nd case, the amount ingested was 10 with 15g. of sodium metavanadate and the clinical picture included :
- -nausea, vomiting, diarrhoea,
- -greenish colored tongue and gums,
- -erosive gastritis,
- -neurological disorders,
- -reduction in prothrombin time, platelets and fibrinogen.
- 3 -Professional intoxications :
- a -Acute intoxication :
- -By projection :
- Accidental projection on the skin and/or in the eye of a concentrated solution of chlorides or oxides of vanadium causes chemical burns of nonspecific aspect, of variable intensity according to the precocity of decontamination.
- Treatment is symptomatic, particularly abundant fluhing with tap water.
- -By inhalation :
- Inhalation of vapor, fume or dust of vanadium oxides causes respiratory accidents ranging from simple rhinopharyngeal and tracheal irritation to chemical broncho-pneumonopathy.
- Signs may be delayed from several hours to several days.
- In the absence of adequate individual protection, one may find :
- -surperficial conjunctivitis,
- -rhinitis with epistaxis,
- -violent dry cough.
- -sputum, occasionally greenish,
- -thoracic pain,
- -exertional shortness of breath,
- -rales and wheezing as signs of a bronchospasm which may last up to several weeks.
- In the case of massive inhalation, respiratory disorders may be accompanied by nonspecific general signs :
- -tiredness,
- -intense frontal headache,
- -ebrious sensation,
- -nausea,
- -metallic taste,
- -pruriginous erythema.
- Respiratory function testing shows a fall in the Forced Expiratory Volume 1.0 second(FEV1.0), and also sometimes a nonspecific bronchial hyperreactivity.
- Persistence of Reactive Airways Dysfonction Syndrome (RADS, Brooks'syndrome) is suggested in an Australian publication. In practice, the presence of a Brooks' syndrome must be systematically searched for after the event.
- Laboratory tests usually show very high blood and/or urinary vanadium levels; according to reported cases, urinary concentrations may vary from 280 µg/L to 4 mg/L, whereas the normal level varies from 0.1 to 0.2 µg/L.
- Treatment is symptomatic :
- -oxygen,
- -bronchodilators(ß-adrenergic agonists),
- -no chelating treatment has proved to be effective.
- b -Chronic intoxication :
- Local effects :
- - Digestive effects :
- A metal taste and a greenish colored tongue represent characteristic signs of massive dust contamination of the workplace and inefficient individual protection gears.
- Swallowing of inhaled particles can be responsible for minor digestive symptomd like :
- -heart burns
- -loose stools
- quickly reversible at the end of exposure.
- -Skin effects :
- Cases of exzema-like dermatitis were reported in a Swedish study, around respiratory protection masks, hands, wrists and forearms, but only one worker tested positive to 2% sodium metavanadate in water skin test. No other publication reports confirmed allergy to vanadium, the sensitizing capacity of the metal appears improbable.
- -Respiratory effects :
- Repeated exposure to dust and fume can cause airways irritation and asthma-like symptoms and signs.
- E.N.T. pathologies may be :
- -rhinitis
- -pharyngitis and/or laryngitis.
- Biopsies of the nasal mucous membrane showed a nonspecific inflammatory process.
- Respiratory disorders may include :
- -cough
- -thoracic wheezing or
- -delayed dyspneic (shortness of breath) crises
- -long term nonspecific bronchial hyperreactivity which corresponds to the definition of asthma caused by repeated exposure to peaked concentrations of irritating vapors or fumes, or Reactive Airways Dysfonction Syndrome (RADS).
- Systemic effects :
- All of the well controlled studies which attempted to demonstrate neurological, cardiovascular or other effects, proved to be negative.
- Genotoxicity and carcinogenesis :
- Experimentally :
- Vanadium and compounds do not appear genotoxic; they are not mutagen nor cancerogenic.
- In man :
- No surmortality due to cancer, in particular bronchial, has been observed in the industrial setting.
- Reproduction :
- Experimentally :
- Reproduction toxicity studies in the rat and the mouse are negative when the amounts used are nontoxic to the mother.
- As for sodium metavanadate, maternal toxicity is observed following a dose of 7.5 mg/kg/day, while embryofoetotoxicity is observed with doses greater than 15mg/kg/jour.
- In man :
- In man, there is no indication that vanadium can influence reproduction unfavourably.
- Exposure :
- The VEMP for vanadium pentoxide is 0.05 mg/m3 expressed as V2O5, for fume and respirable dust, in Quebec.
- Prevention :
- So good house keeping of your studio is very important; to do so you may, among other things, use wet processes, or even a vacuum system whose air is exhausted outside of the workshop.
- Avoidance of processes generating unnecessary dust is also importan. To this, we may add work in closed systems and improvement of the general ventilation.
- Adequate equipment of respiratory protection should be worn during handling of vanadium compounds, and during cleaning of equipment which burns coal or mineral oils as in power stations.
- Workers in confined places, as in boilers , must wear acid-proof clothing well fitted to the wrists and ankles, with adequate gloves and rubber boots.
- Good personal hygiene is necessary and double lockers should be available to separate working clothes from personal clothing.
- Medical surveillance :
- Clinical monitoring of exposed workers may include periodical spirometric measurements.
- It may also include urinary biometrology which reflects the exposure that occurred in the previous 2 or 3 days.
- The biological exposure index used in France is 50µg/g of creatinine.
- Some authors propose the use of skin testing to screen those who would be sensitized to vanadium compounds, but this possibility seems very rare according to french authors.
- Edouard Bastarache M.D.
- (Occupational & Environmental Medicine)
- Author of " Substitutions for raw ceramic materials "
- Tracy, Québec, CANADA
- edouardb@colba.net
- References :
- 1-Occupational Medicine, Carl Zenz, last edition.
- 2-Occupational & Environmental Medicine, Joseph LaDou, last edition.
- 3-Chemical Hazards of the Workplace, Proctor & Hughes, last edition.
- 4-Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials, Lewis C., last edition.
- 5-Clinical Environmental Health and Toxic Exposures, Sullivan & Krieger, 2001
- 5-Industrial Chemical Exposure, Lauwerys & Hoet, last edition.
- 7-Toxicologie Industrielle et Intoxications Professionnelles, Lauwerys R.,1999
- 8-Encyclopedie Medico-Chirurgicale- Toxicologie-Pathologie Professionnelle
- Paris, Testud F.; septembre 2001.
Smart2000.fr le site dédié aux passionnés de céramique Smart2000 - FRANCE sur https://smart2000.fr/ This entire page Copyright © 2002-2023, All Rights Reserved. Les textes et les photos restent la propriété de leur auteurs, ils ne peuvent être réutilisés sans un accord préalable. Nous consulter.
Sommaire-----Texte en Français-----Top of English version