钒(V),高熔点稀有金属。熔点1,710℃。沸点3,000℃。钒不被盐酸、稀硫酸侵蚀,但能溶于硝酸、氢氟酸、浓硫酸中。主要用于合金制造工业和化学工业。钒化合物污染大气并经扩散后可沉降,进而污染水源和地面作物。
在动植物代谢中,钒是否属必需微量元素,仍有争议。钒化合物经口毒性低,经呼吸道毒性较高,注射毒性更高。大鼠吸入五氧化二钒(V2O5)气溶胶1小时引起急性中毒的最低浓度为80mg/m3,LC100为700~800mg/m3。吸入V2O5凝聚气溶胶2小时引起急性中毒的最低浓度为10mg/m3,LC100为70mg/m3。钒酸铵(NH4VO3)气溶胶的LC100为1,000~1,300mg/m3。
人口服钒后,约有12%可被吸收。排出途径主要经粪便,小部分经尿液。V2O5和钒酸铵经口进入时,沉积于骨骼的钒只占进入量的0.07%。组织沉积量的比例如以肝为1,则骨骼为14,肾为7,脾和肺各为4。大鼠吸入V2O5粉尘时,沉积量依次为肺>肾>脾>肝。吸入的钒排泄较慢。停止接触后40天,肺中钒含量为最后接触时的10%,肾为60%,脾为50%,肝无变化。
反复静脉注射钒,一部分钒沉积于肝、肾内。静脉注射和腹腔注射钒酸钠时,主要经肾排泄,24小时内约排出60%。注射的钒,10~12%由肠道排出。
动物急性钒中毒时出现明显神经障碍、出血性小肠炎,体温下降。急性吸入V2O5时,可发生支气管肺炎,甚至肺水肿。慢性吸入时,表现为神经系统和呼吸系统损害、中毒性肾病、蛋白代谢障碍等。但对肺部无致纤维化作用。人吸入大量V2O5粉尘时,可先后出现粘膜刺激症状及消化系统和神经系统症状,有墨绿色舌苔。个别病例在痊愈后仍会后遗哮喘样支气管炎。至于有无慢性中毒尚有争论。
钒及其化合物的中毒机理,尚未充分阐明。钒作业工人的血中胆固醇降低,可能是钒有抑制羟基戊二酸转化为甲基丁烯酸的作用。钒可增加肝内磷脂脂肪酸的氧化,因而可降低肝内磷脂。钒还可影响硫的代谢,减少肝脏巯基含量,表现为动物毛发及人的指甲中胱氨酸含量减少。偏钒酸钠可使偏多酰半胱氨酸脱羧阻滞而减少辅酶A的合成。
钒对单胺氧化酶有二重作用:低浓度可促进其活力;高浓度则有抑制作用,可使循环中5-羟色胺、肾上腺素、去甲肾上腺素等增高。钒中毒时,肾、脾、肠出现严重的血管痉挛,并有支气管痉挛、胃肠蠕动亢进,可能与上述现象有关。
此外,钒还可引起一时性胆红素尿和蛋白尿,尿中酮酸增加,表明钒可改变肾小管对氨基酸的转运。钒作用于心肌细胞膜,减少钾离子进入细胞内,致使血清钾增高,故心电图可相应出现高血钾改变。
尿钒可用作接触指标。大剂量维生素C和依地酸二钠钙对钒中毒有一定疗效。用氯化铵酸化尿液,可以促进钒的排出。
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