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close this bookManuel sur l'Environnement Volume III: Catalogue des Normes Antipollution (GTZ/BMZ, 1996, 663 pages)
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Vanadium

APPELLATIONS

Numéro du CAS:

7440-62-2

1314-62-1

Nom dans le registre:

Vanadium

Pentoxyde de vanadium

Nom de la substance:

Vanadium

Pentoxyde de vanadium

Synonymes, noms commerciaux:

Vanadium

Oxyde (V) de vanadium, pentoxyde de vanadium, anhydride vanadique, pentaoxyde de vanadium

Nom(s) anglais:

Vanadium

Vanadium pentoxide

Nom(s) allemand(s):

Vanadium

Vanadium pentoxid

Description générale:

Métal ductile de couleur gris acier

Poudre cristalline de couleur jaune à orange ou grumeaux de couleur gris foncé à brun; inodore et insipide.

PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES

Formule brute:

V

V2O5

Masse atomique relative:

50,94 g

181,88 g

Masse volumique:

6,11 g/cm3 à 18,7°C

3,357 g/cm3

Densité de gaz:



Point d'ébullition:

3 380°C

1 750°C (décomposition)

Point de fusion:

1 930°C

690°C

Point d'éclair:


Non combustible; favorise la combustion d'autres substances combustibles

Solubilité:

Insoluble dans l'eau, l'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique de même que dans les lessives alcalines à température normale; soluble dans l'acide fluorhydrique et dans l'acide nitrique.

0,005 g/l à 20°C dans l'eau; soluble dans les acides et lessives concentrés.

ORIGINE ET UTILISATIONS

Utilisations:

Les composés de vanadium sont utilisés à raison de 90% env. comme éléments d'alliages (80% sous forme de ferro-vanadium et 9% en tant que composés non-ferreux dans l'industrie aéronautique et aérospatiale). Le métal pur intervient comme matériau de gainage pour les éléments combustibles des centrales nucléaires. Il sert également de catalysant; le V2O5, en particulier, est utilisé dans la production d'acide sulfurique.

Origine/fabrication:

Le vanadium est un métal rencontré dans le monde entier, et qui constitue 0,015% de l'écorce terrestre. Les principaux gisements naturels se trouvent en Afrique du Sud (42,2%), en Russie (39,2%) et en Chine (12,7%). La concentration géogène dans l'eau varie, selon les sites, entre 0,2 et 100 mg/l pour l'eau douce et entre 0,2 et 29 mg/l pour l'eau de mer. Le fond des océans constitue un milieu d'accumulation à long terme pour le vanadium. Dans le charbon et les huiles brutes, la concentration naturelle de vanadium peut varier entre 1 à 1500 mg/kg (OMS, 1987). Les émissions naturelles de vanadium dans l'atmosphère (volcans, etc.) sont estimées à env. 65.000 t par an, et celles liées à des activités humaines (surtout dans la métallurgie) à 200.000 t par an.

Chiffres de production:

Production mondiale

1979:

29.700 t

sel. DVGW, 1985


1981:

35.000 t

sel. OMS, 1987


1980-84:

34-46.000 t

sel. OMS, 1988


1984:

33.300 t

sel. RÖMPP, 1988

Les principaux pays producteurs sont le Chili, la Finlande, la Namibie, la Norvège, l'Afrique du Sud , l'URSS et les USA.

TOXICITE

Pentoxyde de vanadium:



Souris

DL50 23,4 mg/kg, v.orale

sel. OMS, 1988

Rat

CL50 70 mg/m3, inhalation

sel. OMS, 1988

Rat

DL 10 mg/kg, v.orale

sel. OMS, 1988

Chat

CL50 500 mg/m3, inhalation

sel. OMS, 1988

Lapin

CL 205 mg/m3, inhalation

sel. OMS, 1988

Vanadate d'ammonium:



Souris

DL50 10 mg/kg, v.orale

sel. OMS, 1988

Trichlorure de vanadium:



Souris

DL50 24 mg/kg, v.orale

sel. OMS, 1988

Dibromure de vanadium:



Souris

DL50 88 mg/kg, v.orale

sel. OMS, 1988

Sulfate de vanadium:



Rat

DL 10 mg/kg, v.orale

sel. OMS, 1988

Lapin

DL50 59,1 mg/kg, v.sous-cutanée

sel. OMS, 1988

Cobaye

DL 800 mg/kg, v.sous-cutanée

sel. OMS, 1988

Cobaye

DL50 560 mg/kg

sel. OMS, 1988

Pathologie/toxicologie:

Homme/mammifères: Le pentoxyde de vanadium provoque des irritations de la peau et des muqueuses (au bout de huit heures pour une dose de 0,1 mg/m3) et constitue un poison pour le sang, le foie et les reins. Les effets de l'intoxication chronique sont les suivants: bronchite, pneumonie, anémie ainsi que lésions du foie et du système rénal (0,1-0,4 mg/m3 entraînent, au bout de 10 ans, des altérations des muqueuses nasales, une bronchite chronique et une coloration de la langue; sel.HORN, 1989). Les effets sont fonction de la taille des particules: les aérosols >5mm ne peuvent pas pénétrer dans les poumons. L'élimination se produit à raison de 40-60% au bout de 1 à 3 jours par les urines, et à raison de 10-12% par les intestins. Le pentoxyde de vanadium a un effet inhibiteur sur les enzymes, empêche la synthèse de l'acide ascorbique et des acides gras, et porte atteinte à l'A.D.N. (HORN, 1989).

COMPORTEMENT DANS L'ENVIRONNEMENT

Milieu aquatique :

Les composés de vanadium sont plus lourds que l'eau et tendent donc à se déposer. Le pentoxyde de vanadium se dissout lentement dans un grand volume d'eau et forme des mélanges toxiques. Le trichlorure de vanadium ainsi que le tétrachlorure et l'oxytrichlorure réagissent avec l'eau sous l'effet de la chaleur et forment des vapeurs toxiques et irritantes d'acide chlorhydrique, qui s'élèvent sous forme de brouillard blanc au-dessus de la surface de l'eau.

Atmosphère:

L'atmosphère constitue un milieu favorable au transport du vanadium. Le pentoxyde de vanadium est une matière solide très réactive dans l'air, qui favorise la combustion d'autres substances. Le trichlorure de vanadium forme des mélanges toxiques dans l'air, qui se décomposent avec violence en atmosphère humide pour former de l'acide chlorhydrique. A températures élevées, la décomposition donne naissance à du gaz chloré et du gaz chlorhydrique. Le tétrachlorure et l'oxytrichlorure de vanadium sont des liquides caustiques non combustibles qui, sous l'effet de la chaleur, produisent également des vapeurs irritantes composées de pentoxyde de vanadium, de gaz chlorhydrique ou d'acide chlorhydrique (HCl). Ces vapeurs sont plus lourdes que l'air et rampent à la surface du sol. Dans l'eau, le tétrachlorure de vanadium réagit vivement en formant du trichlorure de vanadium, de l'oxytrichlorure de vanadium et de l'acide chlorhydrique.

Sols:

Les composés de vanadium sont géogènes et se caractérisent par une distribution ubiquitaire. Le vanadium est un oligo-élément essentiel, dont les composés sont absorbés par les plantes, qui les utilisent pour leur croissance. De cette manière, une certaine quantité de vanadium est soustraite au sol et peut migrer dans la chaîne alimentaire.

Dégradation produits de décomposition, demi-vie:

Sous l'effet de la lumière et de la chaleur, la plupart des composés de vanadium se décomposent en vapeurs ou en gaz caustiques. Au contact de l'eau se produisent le plus souvent de vives réactions qui donnent également naissance à des vapeurs ou gaz caustiques.

Chaîne alimentaire:

Dans la mesure où les végétaux et les animaux assimilent cet oligo-élément, des apports quotidiens de vanadium migrent dans l'organisme humain au travers de la chaîne alimentaire. Ces apports sont estimés à 100 m g, le vanadium absorbé par voie orale étant éliminé pour l'essentiel sans résorption préalable.

VALEURS LIMITES DE POLLUTION

Milieu

Secteur

Pays/ organ.

Statut

Valeur

Cat.

Remarques

Source

Eau:

Eau surface

D

R

0,05 mg/l


Pour traitement

(DVGW, 1985)


Irrigation

USA


10 mg/l


Val.c.durée

(DVGW, 1985)

Sols:


D

R

50 mg/kg



(KLOKE, 1988)

Air:


DDR

(L)

0,002 mg/m3


V2O5, Val.l.durée

sel. HORN et al., 1989


Emission

D

L

5 mg/m3


flux massique ³ 25 kg/h1)

sel. TA-Luft, 1988


Amb.prof.

AUS

(L)

0,05 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

B

(L)

0,05 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

D

L

0,05 mg/m3

MAK

V2O5 (pouss. fine)

sel. BAUM, 1988


Amb.prof.

CH

(L)

0,1 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

CS

(L)

0,1 mg/m3


V2O5 (fumée), moy.

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

CS

(L)

0,3 mg/m3


V2O5 (fumée), courte durée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

CS

(L)

1,5 mg/m3


Poussière

sel. OMS, 1988


Amb.prof.

DDR

(L)

0,1 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. HORN et al., 1989


Amb.prof.

DDR

(L)

0,5 mg/m3


V2O5 (pouss.), courte durée

sel. HORN et al., 1989


Amb.prof.

DDR

(L)

0,002 mg/m3


V2O5 (pouss.), longue durée

sel. HORN et al., 1989


Amb.prof.

H

(L)

0,1 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. OMS, 1988


Amb.prof.

I

R

0,015 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

J

(L)

0,1 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

NL

(L)

0,05 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. OMS, 1988


Amb.prof.

RO

(L)

0,1 mg/m3


V2O5 (fumée), c.durée

sel. OMS, 1988


Amb.prof.

S

(L)

0,5 mg/m3


V2O5 (pouss.)

sel. ACGIH, 1982


Amb.prof.

S

(L)

0,05 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

SF

(L)

0,05 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

SU

(L)

0,002 mg/m3


24 h, V2O5

sel. STERN, 1986


Amb.prof.

SU

(L)

0,1 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

SU

(L)

0,5 mg/m3


V2O3

sel. KETTNER, 1979


Amb.prof.

USA

(L)

0,05 mg/m3

TWA

V2O5 (fumée/pouss.)

sel. ACGIH, 1986


Amb.prof.

YU

(L)

0,1 mg/m3


V2O5 (fumée)

sel. OMS, 1988

Remarques:

1) Poussières de Vanadium et ses composés sont designés sous V dans le "TA-Luft"

Les autres valeurs limites et indicatives concernent généralement la globalité des composés de vanadium et sont indiquées en V2O5.

VALEURS COMPARATIVES/DE REFERENCE

Milieu/origine

Pays

Valeur

Source

Eau:




Lac de Constance (Überlingen, 1973-74)


1,1-1,9 mg/l

sel. DVGW, 1985

Rhin (Mannheim, 1971-74)


0,9-11,6 mg/l

sel. DVGW, 1985

Rhin (Mayence, 1971-74)


1;6- 3 mg/l

sel. DVGW, 1985

Rhin (Wiesbaden, 1971-74)


0,1-10,3 mg/l

sel. DVGW, 1985

Main (Ottendorf, 1971-73)


0,2-9,6 mg/l

sel. DVGW, 1985

Main (Kostheim, 1971-73)


0,9-16 mg/l

sel. DVGW, 1985

Ruhr (Echthausen, 1983)


0,2-1,2 mg/l

sel. DVGW, 1985

Eau de mer


0,2-29 mg/l

sel. DVGW, 1985

Eau potable (USA, 1962, 100 villes)


n.i.--70 mg/l

sel. DVGW, 1985

Sols/sédiments:




Sols divers (moyenne)


100 mg/kg

sel. DVGW, 1985

Sols divers


1-680 mg/kg

sel. OMS, 1988

Charbon (moyenne)


30 mg/kg

sel. DVGW, 1985

Pétrole brut (moy.)


50 mg/kg

sel. DVGW, 1985

Air:




Pôle Sud


0,001-0,002 ng/m3

sel. OMS, 1988

Zones rurales

CDN

0,21-1,9 ng/m3

sel. OMS, 1988

Extérieur


0,02-13 m g/m3 V2O5

sel. HORN, 1989

Animaux:




Mollusques


0,7 mg/kg RS

sel. OMS, 1988

Crustacés


0,4 mg/kg RS

sel. OMS, 1988

Insectes


0,15 mg/kg RS

sel. OMS, 1988

Poissons


0,14 mg/kg RS

sel. OMS, 1988

Mammifères


0,4 mg/kg RS

sel. OMS, 1988

EVALUATION ET REMARQUES

On ne dispose toujours pas de résultats d'études concluants concernant les effets de la plus grande part des composés de vanadium. C'est pourquoi, il est recommandé d'éviter dans la mesure du possible toute contamination éventuelle par des composés de vanadium.