Pentoxid de vanadiu MAK Value Documentation în limba germană, 1984 - Lucrări majore de referință - Wiley
Vanadiu pentoxid [MAK Value Documentation in German language, 1984]
Abstract
Publicat în serie Substanțe periculoase, A 10-a livrare, ediția 1984
Articolul conține următoarele capitole:
- Modul general de acțiune
- Experiențe la oameni
- Experimente pe animale
- toxicitate acuta
- Toxicitate orală cronică
- Toxicitate cronică prin inhalare
- Justificarea valorii MAK
V2O5 (Fum) 0,1 mg/m 3
V2O5 (Praful) 0,5 mg/m 3
Data ultimei fixări:
1 Efecte toxice și mod de acțiune
Vanadiul este - mai ales în forma sa de legătură sub formă de pentoxid de vanadiu - un iritant puternic pentru membranele mucoase ale conjunctivei și căilor respiratorii atunci când este inhalat. Conjunctivita, rinita, bronșita și dificultățile de respirație astmoidă sunt constatări tipice în expunerea acută și cronică. Expunerea locală la piele poate provoca dermatoze alergice [1, 2] .
Absorbția resorptivă a V2O5 sau VO2Cl prin plămâni este aproape completă, în timp ce rata de resorbție prin tractul gastro-intestinal este doar câteva procente din doza intragastrică [3]. Datorită absorbției absorbționale, s-au constatat următoarele efecte: anemie [4, 5], scădere în greutate [4, 6, 7], leziuni hepatice [6] și leziuni renale [6]. Vasoconstricția și filtrarea glomerulară scăzută au fost observate după administrarea intravenoasă de ortovanadat de sodiu la pisici [8] .
Aproximativ 40-60% din excreția are loc prin rinichi în decurs de 1-3 zile de la ingestie [3, 9, 10]. O mică proporție (în jur de 10-12%) este excretată în scaun [10]. În experimentele pe animale, până la 14 zile după aplicarea intraperitoneală, intratraheală sau intragastrică, s-a demonstrat o acumulare de vanadiu, în special în oase, dar și în organele ficatului, plămânilor, rinichilor și placentei [3, 9, 10] .
Vanadiul are un efect inhibitor asupra Na + K + adenozin trifosfatazei [11], asupra sintezei colesterolului [12-15], asupra biosintezei acidului L - ascorbic [6] și asupra sintezei acizilor grași [13] .
Folosind un mutant de Bac. subtilis, un efect dăunător ADN-ului ar putea fi demonstrat și cu diferiți compuși ai vanadiului [16]. Vanadatul a indus o creștere a sintezei ADN și a creșterii celulare în culturile de fibroblaste umane [17] .
2 experiențe umane
Există mai multe rapoarte privind efectele vanadiului și ale compușilor săi asupra oamenilor după expunerea industrială (vezi Tabelul 1). În prim-plan se află efectul iritant menționat anterior asupra membranelor mucoase ale ochilor și căilor respiratorii. Au fost descrise tranzițiile la cursurile cronice [18] .
Durata expunerii; Concentrația în mg vanadiu (V) sau pentoxid de vanadiu (V2O5)
Praful de zgură (zgură cu 8-12% V ca V2O5), praf V2O5, praf NaVO3
Conjunctivită, rinită, tuse, secreții sângeroase la nivelul gâtului, intensificarea simptomelor la scurt timp după începerea lucrului sau când se lucrează cu expunere crescută, clinică și similară radiologic: cron. Bronşită; nici unul simptome resorbtive ale otrăvirii, în special fără nefrită, anemie etc. neurologice Perturbări
5 luni - 16a (medie 6a)
50-90 (10 cazuri raportate detaliate)
Piele palidă, decolorarea limbii verzui-negre, tuse, uneori sângeroasă, dispnee, palpitații la exerciții, torace în formă de butoi, bronșită spastică, tensiune arterială crescută, tremurături; Rö.-Thorax: desen pe benzi; al doilea sunet accentuat al inimii
Praful de zgură (conținutul de V2O3 al prafului 16,9%), praf cu 4,8-7,5% V2O5
Rinită, tuse, respirație șuierătoare, palpitații în timpul efortului, oboseală, eczeme alergice, bronhopneumonie; nici unul modificări cronice pulmonare
6 (Examinarea ulterioară a cazurilor deja raportate în [2])
iritație locală, bronșită astmoidă, dispnee, fără cronică Modificări pulmonare
Funingine conținând V2O5 și altele asemenea Praf din sistemele de ardere a petrolului
2-5 d expunere curentă. 1–3 cron. Exp., 17,2-58,6 mg V/m 3
Iritarea conjunctivei Tractul respirator, tuse, dispnee, depresie, apatie, acoperire cu limbă verde, spast. Bronșită, tremor; nici unul Anomalii ale radiografiei toracice, urinei și analizelor de sânge
Iritarea conjunctivei și a membranei mucoase a tractului respirator, bronșită, cefalee, oboseală; nici unul Anemie. Fibroscopie pulmonară sau cron. bronşită
Praful de zgură (din zgura Thomas), praful NaVO3, praful V2O5
Iritarea membranelor mucoase ale căilor respiratorii, reducerea greutății corporale, anemie hipocromă; nici unul Sensibilizare, fără simptome resorptive de otrăvire la nivelul ficatului, rinichilor și tractului digestiv
V2O5 praf (10 Mo; 0,02-58,8 mg V/m 3
Studiu comparativ cu non-exp. Grupul de control; la exp. Grupa crescută: conjunctivită, tuse, spută, scădere în greutate, colici intestinale, oboseală, pneumonie anamnestică frecventă etc. Hemoptizie; fără oprire f. cardiovascular, neurologic tu. pulmonar. Complicații
Praf de minereu de vanadiu (conținut de vanadiu 1%) (3
comparativ cu non-exp. Grup mai frecvent: tuse, spută, scădere în greutate, slăbiciune, colici intestinale; Nu Anhalt f. cardiovascular, neurologic sau pulmonar. Complicații
Praful care conține V2O5 din funingine și altele asemenea Cenușa de cărbune etc. Sisteme de ardere a uleiului (conținut de V2O5 în praf 0,26–11,3%)
Conjunctivită, rinită, bronșită, oboseală
Praf care conține V2O5, 5-10% d. Particule: 6 Mo, medie 2,5 a: 3 (6 puncte de măsurare), 0,925 mg V2O5/m 3 (1 punct de măsurare), determinat colorimetric
Comparație cu non-exp. Grup de control: semnificativ (P = 0,01) crescut: iritarea membranelor mucoase ale ochilor și altele asemenea. Căi respiratorii, bronhospasm, zgomote de zgomot de deasupra plămânilor, acoperire a limbii verzi; Conținutul de colesterol seric în jur de medie 23 mg/100 ml scăzut; Nu Diferență în ceea ce privește tensiunea arterială, tremor, mărirea ficatului, Hb, EKG și chimie clinică. Descoperiri de urină. Conținutul mediu de V în urina persoanelor expuse 46,7 µg/l, pentru cei care nu au fost expuși 11,6 µg/l
V2O5 (pur), dimensiunea particulelor 0,1-10 µm; in medie 5 um
Conjunctivită, faringită, tuse, bronhospasm, agravarea simptomelor cu creșterea timpului de expunere
Praful care conține V de funingine provenit din sistemele de ardere a petrolului. Conținut de vanadiu 15,3%, praf cu dimensiunea particulelor 3
aproximativ 2 ore; la înălțimea de respirație: concentrație totală de praf > 26 mg/m 3
17 (inclusiv 16 cu măști de gaz)
Persistent timp de câteva zile după expunere: tuse productivă (13 persoane), respirație șuierătoare și respirație (9 persoane), durere în gât (7 persoane), rinită (5 persoane), reducere considerabilă a max. Volumul mareelor și max. Volumul respirației secundare comparativ cu valorile pre-expunerii. Etanșarea pe suprafața de contact a măștilor de gaz a fost incompletă (rata de scurgere 9%).
Praful care conține V2O5 din funingine de la sistemele de ardere a petrolului
primele reclamații după 20 de minute, iritație a membranei mucoase a ochilor și căilor respiratorii, bronșită, dermatoză alergenică
Praf care conține V2O5, 20% d. Particule ≦ 5 µm Ø
in medie 11a; din 1970–1975: avg. 0,2-0,5 mg V/m 3 de la începutul anului 1976: 0,01-0,04 mg V/m 3
Comparație (1975/76) cu non-exp. Grupul de control. Creșterea în grupul expus: respirație șuierătoare, creșterea numărului de neutrofile în tampoanele mucoasei nazale; cu biopsii ale mucoasei creșterea celulelor plasmatice, hiperemie a capilarelor, fără creștere a eozinofilelor. Nici unul Diferență în ceea ce privește răcelile, tusea, testul funcției pulmonare, radiografia toracică, constatările hematologice, concentrațiile serice de colesterol și trigliceride serice, conținutul de cistină al unghiilor; niciun caz de cancer pulmonar; stat. Diff. în ceea ce privește concentrațiile de albumină, uree și bilirubină în ser, dar fără relevanță clinică.
Unii autori au suspectat o componentă alergică în simptomele respiratorii [1, 5, 32], dar testele citologice și imunologice pe biopsiile mucoasei nu au furnizat nicio dovadă corespunzătoare [27, 31]. Sjöberg [2] a observat fenomene cutanate eczematoase la 9 din 36 de persoane expuse profesional la pentoxid de vanadiu. Fața a fost afectată în 7 cazuri; alte localizări erau degetele, mâinile și antebrațele. După aplicarea unei soluții de vanadat de sodiu 2% cu testul de cârpă, una dintre cele 9 persoane a prezentat o reacție alergică a pielii, care ar putea fi confirmată histopatologic. Alte două persoane au dat rezultate dubioase, celelalte au fost negative. Simptomele cutanate de pe fața și mâinile persoanelor expuse profesional expuse la pentoxid de vanadiu fără a specifica o metodă de testare alergologică au fost descrise de Troppens [1] drept „dermatoze alergenice”. Un efect sensibilizant al pentoxidului de vanadiu asupra pielii și a mucoasei nu poate fi dovedit în mod adecvat cu literatura disponibilă în acest sens.
În ceea ce privește apariția simptomelor de intoxicație resorptivă, scăderea în greutate [4, 7], anemia [4, 33], scăderea conținutului de colesterol seric [14, 24], creșterea tensiunii arteriale [19], tahicardie de stres [2], dispoziție depresivă [21, 33], tremor [ 19, 33] și conținut redus de cistină la unghii [34]. Alte studii nu au furnizat nicio dovadă a efectelor dăunătoare sistemice în condiții de expunere industrială [4, 7, 18, 27] .
După cum arată tabelul 1, există mai multe studii [14, 24, 27, 28] conform cărora concentrațiile de V2O5 de aproximativ sau sub 0,5 mg/m 3 au cauzat tulburări de sănătate în caz de expunere industrială. În rapoartele lui Kiviluoto [28] se subliniază că concentrațiile de praf de vanadiu de 0,2-0,5 mg V/m 3 (determinate prin spectrometrie de absorbție atomică) sunt semnificativ statistic mai frecvent percepute subiectiv șuierătoare [28] și modificări patologice în expunerile ocupaționale pe membranele mucoase nazale [27], în timp ce examinările radiografice ale toracelui și testele funcției pulmonare nu au evidențiat nicio abatere de la grupul de control. Majoritatea acestor investigații [27, 28] au avut loc după un interval fără expunere de 2 până la 4 săptămâni. Pe baza a 64 de determinări individuale ale conținutului de vanadiu în praful total efectuate în cei 5 ani anteriori acestor studii, autorii [27] au determinat un interval de 0,2 până la 0,5 mg V/m 3 pentru concentrația medie de vanadiu .
Expunerea ocupațională discontinuă a 18 persoane la 0,08-0,76 (în medie 0,25) mg/m 3 V2O5 praf (dimensiunea particulelor mai mare de 1 µm) și metavanadatul de amoniu au provocat, de asemenea, iritații ale mucoasei faringiene, tuse ușoară și caracteristica decolorarea verzuie a limbii [35] .
Experimentele cu 2 voluntari în condiții de inhalare controlate au arătat că praful pur de V2O5 (98% din particulele 3) a provocat încă iritații considerabile ale căilor respiratorii [32]. Simptomele au început la 7 ore după expunere și au persistat încă 8 zile după experiment. Examinările de sânge și urină, precum și testele funcției pulmonare au fost normale. În mod similar, o singură expunere la praf de V2O5 de 0,2 ± 0,06 mg/m 3 (98% din particule [32]). Nu s-au observat efecte sistemice. Un alt experiment cu 2 voluntari a produs o concentrație de praf de V2O5 de 0,1 mg/m 3 în 24 de ore după expunere timp de 8 ore [32]. Un grup de control nu a fost inclus în aceste studii [32] .
Se spune, de asemenea, că vanadiul este un factor etiologic în bolile maniaco-depresive [41-43]. Se presupune că mecanismul de acțiune este efectul inhibitor al vanadiului asupra Na + -K + -ATPazei [41]. Rezultatele corespunzătoare privind persoanele expuse profesional se bazează pe un studiu polonez [42]. Într-un studiu dublu-orb pe pacienți maniaco-depresivi, s-a constatat o îmbunătățire a stării bolii la o dietă cu conținut scăzut de vanadiu comparativ cu o dietă normală [41]. Mai mult, pacienții cu acest tablou clinic au avut concentrații mai mari de vanadiu în sânge decât un grup de control [43]. .
În timp ce un efect inhibitor asupra sintezei endogene de colesterol a fost confirmat statistic într-un studiu pe 5 studenți prin administrare orală de vanadiu (diamitoni oxitartarovanadat) timp de 6 săptămâni [12], aportul oral de vanadiu (V) a rămas la 6 persoane cu vârsta cuprinsă între 30 și 55 de ani. Oxitartratul (doza totală peste 6 săptămâni 1575–4325 mg) nu are niciun efect asupra concentrației serice de colesterol, trigliceride și fosfolipide [44]. Chiar și la pacienții cu cardiopatie ischemică și hipercolesterolemie, tratamentul cu oxitartrat de vanadiu (V) timp de 6 luni nu a scăzut nivelul colesterolului seric [45] .
După administrarea orală zilnică de 4,5 mg vanadiu ca oxitartarovanadat de diamoniu timp de 12 luni la un pacient în vârstă de 75 de ani, conținutul de vanadiu post mortem a fost de 3,38 ppm în ficat și 5,83 ppm în țesutul adipos subcutanat; Vanadiul nu a fost detectabil la nivelul mușchilor [13] .
Vanadiul ar putea fi determinat în unele dintre probele de organe (de exemplu, din plămâni și intestine) ale persoanelor care nu au fost expuse profesional, mai ales în limita limitei de detecție (0,05-0,005 mg/kg greutate proaspătă), dar nu a fost evidentă o acumulare odată cu creșterea vârstei [ 13] .
3 Experimente pe animale
3.1 Toxicitate acută
Valorile pentru LD50 ale diferiților compuși ai vanadiului sunt prezentate în Tabelul 2; arată că vanadiul este atât toxic, cât un anion și un cation. Trioxidul de vanadiu sa dovedit a fi de aproximativ șase ori mai puțin toxic decât pentoxidul de vanadiu și triclorura de vanadiu atunci când este administrat oral la șoareci [5]. Doza minimă letală pentru șobolanii tratați intraperitoneal cu NaVO3 este de 4-5 mg V/kg greutate corporală [48]. Injecțiile intratraheale unice de V2O5 (dimensiunea particulelor sub 5 µm) și NH4VO3 la șobolani au fost fatale când a fost atinsă o doză de 0,8 sau 0,6 mg/animal pentru toate cele 5 animale din grup, cu apariția dificultății de respirație și simptome generale severe [46] .