釩(Vanadium)是一種金屬元素,,元素符號為V,,銀灰色金屬,在元素周期表中屬VB族,,原子序數(shù)23,,原子量50.9414,體心立方晶體,,常見化合價為 5,、 4、 3,、 2,。釩的熔點很高,,為難熔金屬,有延展性,,質(zhì)堅硬,,無磁性,。具有耐鹽酸和硫酸的本領(lǐng),,并且在耐氣、耐鹽,、耐水腐蝕的性能要比大多數(shù)不銹鋼好,。
釩先后被兩次發(fā)現(xiàn),。第一次是在1801年由墨西哥城的礦物學(xué)教授節(jié)烈里瓦發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)它在亞釩酸鹽樣本中,,這個樣本就是Pb5(VO4)3Cl,,由于這種新元素的鹽溶液在加熱時呈現(xiàn)鮮艷的紅色,所以被取名為“愛麗特羅尼”,,即“紅色”的意思,,并將這種物品送到巴黎。然而,,法國化學(xué)家推斷它是一種被污染的鉻礦石,,所以沒有被人們公認(rèn)。
第二次發(fā)現(xiàn)是在1830年,,瑞典化學(xué)家塞夫斯特倫(Sefstrom.N.G,,1787-1845)在研究斯馬蘭礦區(qū)的鐵礦時,用酸溶解鐵,,在殘渣中發(fā)現(xiàn)了釩,。因為釩的化合物的顏色五顏六色,十分漂亮,,所以就用北歐神話中一位叫凡娜迪絲“Vanadis”的美麗女神的名字給這種新元素起名叫“Vanadium”,。中文按其譯音定名為釩。塞夫斯特倫,、維勒,、貝采里烏斯等人都曾研究過釩,,確認(rèn)釩的存在,,但他們始終沒有分離出單質(zhì)釩。后來到了1830年寫佛寺特勒木在由瑞典鐵礦石提煉出的鐵中發(fā)現(xiàn)了它,,并肯定這是一種新元素稱之為釩,,他能夠證明它是一種新的元素,并因此擊敗了一位與他競爭的化學(xué)家,,來自在錫馬潘(墨西哥)的沃勒(Friedrich W?hler),,他也在對另一種釩礦石進(jìn)行研究。
1840年,,俄羅斯礦物工程師蘇賓寫道“含銅生鐵,、黑銅、銅錠是含釩合金,,由于釩的存在,,使它們具有較高的硬度”。
1869年英國化學(xué)家羅斯科(Roscoe.H.E,,1833-1915)用氫氣還原二氧化釩,,才第一次制得了純凈的金屬釩,,而且他證明了之前的金屬樣本其實是氮化釩(VN)。
1939年,,在俄羅斯的彼爾姆斯克的含銅砂巖中也發(fā)現(xiàn)了釩,。
在發(fā)現(xiàn)釩這種金屬后,人們慢慢了解到了它的性質(zhì),,并開始將它應(yīng)用到人們的生活當(dāng)中,。1882年,英國列·克魯佐特鋼鐵公司用含釩1.1%的煉鋼爐渣制得釩的磷酸鹽,,年產(chǎn)量約60t,。用戶是生產(chǎn)苯胺黑的染料廠。
在19世紀(jì)末20世紀(jì)初,,俄羅斯開始利用碳還原法還原鐵和釩氧化物,,首次制備出釩鐵合金(含V35%~40%)。1902~1903年俄羅斯進(jìn)行了鋁熱法制取釩鐵的試驗,。
1927年,,美國的馬爾登和賴奇用金屬鈣還原五氧化二釩(V2O5),第一次制得了含釩99.3%~99.8%的可鍛性金屬釩,。
19世紀(jì)末,,研究還發(fā)現(xiàn)了釩在鋼中能顯著改善鋼材的機(jī)械性能,從而使釩在工業(yè)上才得到廣泛應(yīng)用,。至20世紀(jì)初,,人們開始大量開采釩礦。
世界上生產(chǎn)釩的礦石主要以釩鈦磁鐵礦為主,,在俄羅斯,、南非、中國,、澳大利亞及美國等國家都有豐富的釩鈦磁鐵礦資源,,此外在釩鈾礦、鋁土礦,、磷巖礦,、碳質(zhì)頁巖、石油燃燒灰渣,、廢催化劑等均可作為回收釩的資源
釩的蹤跡遍布全世界,。在地殼中,釩的含量并不少,,平均在兩萬個原子中,,就有一個釩原子,比銅,、錫,、鋅,、鎳的含量都多,但釩的分布太分散了,,幾乎沒有含量較多的礦床,。在海水中,在海膽等海洋生物體內(nèi),,在磁鐵礦中,,在多種瀝青礦物和煤灰中,在落到地球的隕石和太陽的光譜線中,,人們都發(fā)現(xiàn)了釩的蹤影,。釩是地球上廣泛分布的微量元素,其含量約占地殼構(gòu)成的0.02%,,獲取相對容易,。
世界上已知的釩儲量有98%產(chǎn)于釩鈦磁鐵礦。除釩鈦磁鐵礦外,、釩資源還部分賦存于磷塊巖礦,,含鈾砂巖,粉砂巖,,鋁土礦,,含碳質(zhì)的原油、煤,、油頁巖及瀝青砂中,。
世界釩鈦磁鐵礦的儲量很大,并且集中在少數(shù)幾個國家和地區(qū),,包括:獨聯(lián)體,、美國、中國,、南非,、挪威、瑞典,、芬蘭、加拿大,、澳大利亞,,并且集中分布在南非洲、北美洲等地區(qū),。根據(jù)1988年美國礦業(yè)局統(tǒng)計資料表明,,世界釩儲量基礎(chǔ)為1.6億噸(以釩計)。按開采量計算,,世界現(xiàn)探明的釩資源可供開采150年,。從儲量基礎(chǔ)看,,南非占46%,獨聯(lián)體占23.6%,,美國占13.1%,,中國占11.6%,其它國家的總和不足6%,。
在南非,,釩通常在釩磁鐵礦的礦層中產(chǎn)生。這些礦層的平均品位為1.5%,。據(jù)估計,,南非釩儲量約為1250萬噸,世界第一,。
礦物有釩酸鉀鈾礦,、褐鉛礦和綠硫釩礦、石煤礦等,。中國是釩資源比較豐富的國家,,釩儲量為2055萬噸(以V2O5計)主要賦存釩鈦磁鐵礦中,且集中分布在四川的攀枝花市,、河北承德市,。攀枝花釩儲量為1295萬噸,占中國釩儲量的63%,。
元素在海水中的含量 0.0016ppm
元素在太陽中的含量 0.4ppm
地殼中含量 160ppm
釩是一種銀灰色的金屬,。熔點1890℃,屬于高熔點稀有金屬之列,。它的沸點3380℃,,純釩質(zhì)堅硬,無磁性,,具有延展性,,但是若含有少量的雜質(zhì),尤其是氮,,氧,,氫等,能顯著降低其可塑性,。
原子體積 8.78cm3/mol
相對原子質(zhì)量 50.94
莫氏硬度 7
聲音在其中的傳播速率 4560m/s
密度 6.0g/cm3
熔點 1890℃
沸點 3380℃
原子序數(shù) 23
質(zhì)子數(shù) 23
電子數(shù) 23
晶體結(jié)構(gòu):晶胞為體心立方晶胞,,每個晶胞含有2個金屬原子。
a = 303 pm α = 90°
b = 303 pm β = 90°
c = 303 pm γ = 90°
釩的性質(zhì)和鉭以及鈮相似,,英國化學(xué)家羅斯科研究了它的性質(zhì),,確定它與鉭和鈮相似,這為它們?nèi)齻€在元素周期表中共建一個分族建立了基礎(chǔ)。釩屬于中等活潑的金屬,,化合價 2,、 3、 4和 5,。其中以 5價為最穩(wěn)定,,其次是 4價,五價釩的化合物具有氧化性能,,低價釩則具有還原性,。釩的價態(tài)越低還原性越強(qiáng)。電離能為6.74eV,,具有耐鹽酸和硫酸的本領(lǐng),,并且在耐氣、耐鹽,、耐水腐蝕的性能要比大多數(shù)不銹鋼好,。釩空氣中不被氧化,可溶于氫氟酸,、硝酸和王水,。
所屬周期 4
所屬族數(shù) V B
電子層分布 2-8-11-2
電子層 K-L-M-N
價電子排布 3d34s2
氧化態(tài) -1, 1,, 2,, 3, 4,, 5,,
電離能(kJ /mol)
M - M 650
M - M2 1414
M2 - M3 2828
M4 - M5 6294
M5 - M6 12362
M6 - M7 14489
M7 - M8 16760
M8 - M9 19860
M9 - M10 22240
釩能分別以二、三,、四,、五價于氧結(jié)合,形成四種氧化物:一氧化釩,,三氧化二釩,,二氧化釩,五氧化二釩,。他們的性質(zhì)如下:
化學(xué)式 顏色 密度g/cm3 熔點℃
VO 灰色 5.23-5.76 1830
V2O3 黑色 4.85 1960
VO2 深藍(lán)色 4.26. 1545
V2O5 紅黃 3.32 690
高溫下,,金屬釩很容易與氧和氮作用。當(dāng)金屬釩在空氣中加熱時,,釩氧化成棕黑色的三氧化二釩,、深藍(lán)色的二氧化釩,并最終成為桔黃色的五氧化二釩:
釩在氮氣中加熱至900~1300℃會生成氮化釩,。釩與碳在高溫下可生成碳化釩,但碳化反應(yīng)必須在真空中進(jìn)行。當(dāng)釩在真空下或惰性氣氛中與硅,、硼,、磷、砷一同加熱時,,可形成相應(yīng)的硅化物,、硼化物、磷化物和砷化物,。不同價態(tài)的釩離子有不同的顏色:VO2 顏色為淺黃色或深綠色,,VO2 顏色為藍(lán)色,V3 為綠色,,V2 為紫色,。
我們平常說的釩鹽是指這幾種:含有V4 的,含有VO3-的(偏釩酸鹽),,含有VO43-的(正釩酸鹽),,他們包括:偏釩酸銨、偏釩酸鈉,、偏釩酸鉀,、正釩酸鈉、硫酸氧釩,、草酸氧釩,、四氯化釩、三氯氧釩等,。
釩的鹽類的顏色真是五光十色,,有綠的、紅的,、黑的,、黃的,綠的碧如翡翠,,黑的猶如濃墨,。如二價釩鹽常呈紫色;三價釩鹽呈綠色,,四價釩鹽呈淺藍(lán)色,,四價釩的堿性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二釩則是紅色的,。這些色彩繽紛的釩的化合物,,被制成鮮艷的顏料:把它們加到玻璃中,制成彩色玻璃,,也可以用來制造各種墨水,。
釩共有31種同位素,,其中天然存在的是釩-50和釩-51,其他的全部通過人工合成,。性質(zhì)如下表:
符號 Z(p) N(n) 質(zhì)量(u) 半衰期 原子核自旋 相對豐度 相對豐度的變化率
V-40 23 17 40.01109 2-
V-41 23 18 40.99978 7/2-
V-42 23 19 41.99123 2-
V-43 23 20 42.98065 80ms 7/2-
V-44 23 21 43.97411 111ms (2 )
V-44m 270keV 150ms (6 )
V-45 23 22 44.965776 547ms 7/2-
V-46 23 23 45.9602005 422.50ms 0
V-46m 801.46keV 1.02ms 3
V-47 23 24 46.9549089 32.6min 3/2-
V-48 23 25 47.9522537 15.9735d 4
V-49 23 26 48.9485161 329d 7/2-
V-50 23 27 49.9471585 1.4×10a 6 0.0025 0.002487-0.002502
V-51 23 28 50.9439595 穩(wěn)定 7/2- 0.9975 0.997498-0.997513
V-52 23 29 51.9447755 3.743min 3
V-53 23 30 52.944338 1.60min 7/2-
V-54 23 31 53.94644 49.8s 3
V-54m 108keV 900ns (5 )
V-55 23 32 54.94723 6.54s (7/2-)
V-56 23 33 55.95053 216ms (1 )
V-57 23 34 56.95256 0.35s (3/2-)
V-58 23 35 57.95683 191ms 3
V-59 23 36 58.96021 75ms 7/2-
V-60 23 37 59.96503 122ms 3
V-60m1 150keV 40ms 1
V-60m2 101keV >400ns
V-61 23 38 60.96848 47.0ms 7/2-
V-62 23 39 61.97378 33.5ms 3
V-63 23 40 62.97755 17ms (7/2-)
V-64 23 41 63.98347 10ms[>300ns]
V-65 23 42 64.98792 10ms 5/2-
純的金屬釩一般是用鉀在高壓下將五氧化二釩還原而得到的,。大多數(shù)釩是其它礦物加工時的副產(chǎn)品。工業(yè)上也可以以鋁,,焦炭還原五氧化二釩生產(chǎn)純釩,。
焦炭還原五氧化二釩生產(chǎn)純釩是將V2O5粉與高純碳粉混合均勻,加10%樟腦乙醚溶液或酒精,,壓塊后放入真空碳阻爐或感應(yīng)爐內(nèi),。爐內(nèi)真空壓力到6.66×10-1Pa后,升溫至1573K,,保溫2h,。冷卻后將反應(yīng)產(chǎn)物破碎。根據(jù)第一次還原產(chǎn)物的組分再配入適量碳化釩或氧化釩進(jìn)行二次還原,。二次還原爐內(nèi)的真空壓力為2.66×10-2Pa,,溫度控制在1973~2023K之間,并保溫一段時間,。真空碳還原法所得金屬釩的成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)m/%)為:釩99.5,,氧0.05,氮0.01,,碳0.1,。釩收率可達(dá)98%~99%。
鋁熱還原法是將五氧化二釩和純鋁放在反應(yīng)彈進(jìn)行反應(yīng),,生成釩鋁合金,。釩合金在2063K的高溫和真空中脫鋁,可制得含釩94%~97%的粗金屬釩,。
在鋼中加入百分之幾的釩,,就能使鋼的彈性、強(qiáng)度大增,,抗磨損和抗爆裂性極好,,既耐高溫又抗奇寒,難怪在汽車,、航空,、鐵路、電子技術(shù),、國防工業(yè)等部門,,到處可見到釩的蹤跡。此外,,釩的氧化物已成為化學(xué)工業(yè)中最佳催化劑之一,,有“化學(xué)面包”之稱,。主要用于制造高速切削鋼及其他合金鋼和催化劑。把釩摻進(jìn)鋼里,,可以制成釩鋼,。釩鋼比普通鋼結(jié)構(gòu)更緊密,,韌性,、彈性與機(jī)械強(qiáng)度更高。釩鋼制的穿甲彈,,能夠射穿40厘米厚的鋼板,。但是,在鋼鐵工業(yè)上,,并不是把純的金屬釩加到鋼鐵中制成釩鋼,,而是直接采用含釩的鐵礦煉成釩鋼。
釩具有眾多優(yōu)異的物理性能和化學(xué)性能,,因而釩的用途十分廣泛,,有金屬“維生素”之稱。最初的釩大多應(yīng)用于鋼鐵,,通過細(xì)化鋼的組織和晶粒,,提高晶粒粗化溫度,從而起到增加鋼的強(qiáng)度,、韌性和耐磨性,。后來,人們逐漸又發(fā)現(xiàn)了釩在鈦合金中的優(yōu)異改良作用,,并應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域,,從而使得航空航天工業(yè)取得了突破性的進(jìn)展。隨著科學(xué)技術(shù)水平的飛躍發(fā)展,,人類對新材料的要求日益提高,。釩在非鋼鐵領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,其范圍涵蓋了航空航天,、化學(xué),、電池、顏料,、玻璃,、光學(xué)、醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域,。
釩“現(xiàn)代工業(yè)的味精”,,是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代國防和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不可缺少的重要材料,。釩在冶金業(yè)中用量最大,。從世界范圍來看,,釩在鋼鐵工業(yè)中的消耗量占其生產(chǎn)總量的85%。與此同時,,釩在化工,、釩電池、航空航天等其它領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)展,,且具有良好發(fā)展前景,。
釩在鋼鐵工業(yè)中主要用作合金添加劑,鋼鐵工業(yè)的發(fā)展變化對預(yù)測釩的需求至關(guān)重要,。也就是說,,鋼鐵對釩的需求趨勢決定了釩工業(yè)的命運。
中國鋼產(chǎn)量大約6億噸,,平均每噸釩的消費強(qiáng)度增加10g,,折合五氧化二釩約為1.1萬噸。而在美國,,碳素鋼和高強(qiáng)度低合金鋼是鋼鐵工業(yè)中釩用量最大的鋼種,,占鋼鐵工業(yè)釩用量的60%以上,其次是高合金鋼,。
釩電池是發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的優(yōu)秀綠色環(huán)保蓄電池之一(制造,、使用及廢棄過程均不產(chǎn)生有害物質(zhì)),它具有特殊的電池結(jié)構(gòu),,可深度大電流密度放電,;充電迅速;比能量高,;價格低廉,;應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊:如可作為大廈、機(jī)場,、程控交換站備用電源,;可作為太陽能等清潔發(fā)電系統(tǒng)的配套儲能裝置;為潛艇,、遠(yuǎn)洋輪船提供電力以及用于電網(wǎng)調(diào)峰等,。
釩電池成本與鉛酸電池相近,它還可制備兆瓦級電池組,,大功率長時間提供電能,,因此釩電池在大規(guī)模儲能領(lǐng)域具有鋰離子電池、鎳氫電池不可比擬的性價比優(yōu)勢,。釩電池生產(chǎn)工藝簡單,,價格經(jīng)濟(jì),電性能優(yōu)異,,與制造復(fù)雜,、價格昂貴的燃料電池相比,,無論是在大規(guī)模儲能還是電動汽車動力電源的應(yīng)用前景方面,都更具競爭實力,。
與其他化學(xué)電源相比,,釩電池具有明顯的優(yōu)越性,主要優(yōu)點如下:1,、功率大:通過增加單片電池的數(shù)量和電極面積,,即可增加釩電池的功率,美國商業(yè)化示范運行的釩電池的功率已達(dá)6兆瓦,。2,、容量大:通過任意增加電解液的體積,即可任意增加釩電池的電量,,可達(dá)吉瓦時以上;通過提高電解液的濃度,,即可成倍增加釩電池的電量,。3、效率高:由于釩電池的電極催化活性高,,且正,、負(fù)極活性物質(zhì)分別存儲在正、負(fù)極電解液儲槽中,,避免了正,、負(fù)極活性物質(zhì)的自放電消耗,釩電池的充放電能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)75%以上,,遠(yuǎn)高于鉛酸電池的45%,。4、壽命長:由于釩電池的正,、負(fù)極活性物質(zhì)只分別存在于正,、負(fù)極電解液中,充放電時無其它電池常有的物相變化,,可深度放電而不損傷電池,,電池使用壽命長。商業(yè)化示范運行時間最長的釩電池模塊已正常運行超過9年,,充放循環(huán)壽命超過18000次,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于固定型鉛酸電池的1000次。5,、響應(yīng)速度快:釩電池堆里充滿電解液可在瞬間啟動,,在運行過程中充放電狀態(tài)切換只需要0.02秒,響應(yīng)速度1毫秒,。6,、可瞬間充電:通過更換電解液可實現(xiàn)釩電池瞬間充電,。7、安全性高:釩電池?zé)o潛在的爆炸或著火危險,,即使將正,、負(fù)極電解液混合也無危險,只是電解液溫度略有升高,。8,、成本低:除離子膜外,釩電池部件多為廉價的碳材料,、工程塑料,,材料來源豐富,易回收,,不需要貴金屬作電極催化劑,,成本低。9,、釩電池選址自由度大,,可全自動封閉運行,無污染,,維護(hù)簡單,,運營成本低。
釩是人體中的微量元素在人體內(nèi)含量大約為25mg,,在體液pH4~8條件下釩的主要形式為VO3-,,即亞釩酸離子;另一為 5價氧化形式VO43-,,即正釩酸離子,。由于生物效應(yīng)相似,一般釩酸鹽統(tǒng)指這兩種 5價氧化離子,。VO3-經(jīng)離子轉(zhuǎn)運系統(tǒng)或自由進(jìn)入細(xì)胞,,在胞內(nèi)被還原型谷胱甘肽還原成VO2 ( 4價氧化態(tài)),即氧釩根離子(vanadyl),。由于磷酸和Mg2 離子在細(xì)胞內(nèi)廣泛存在VO-3與磷酸結(jié)構(gòu)相似,,VO2 與Mg2 大小相當(dāng)(離子半徑分別為160pm和165pm),因而二者就有可能通過與磷酸和Mg2 競爭結(jié)合配體干擾細(xì)胞的生化反應(yīng)過程,。例如,,抑制ATP水解酶、核糖核酸酶,、磷酸果糖激酶,、磷酸甘油醛激酶、6-磷酸葡萄糖酶、磷酸酪氨酸蛋白激酶,。所以,,釩進(jìn)入細(xì)胞后具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。釩化合物又具有合成相對容易,、價格較低廉的優(yōu)勢,,因此研究釩化合物的降壓機(jī)制有利于對釩的開發(fā)和利用。
國內(nèi)外對釩化合物的研究已有20多年的歷史,,早期多集中在釩化合物降糖作用的研究,,也有報道釩能舒張豬的離體冠狀動脈。近期國外有些研究開始用釩化合物治療原發(fā)性高血壓大鼠,,已經(jīng)取到肯定的實驗結(jié)果,。有報道認(rèn)為BMOV可以降低SHR的高胰島素血癥和高血壓。另有學(xué)者采用SHR和WKY大鼠對比探討釩化合物對血壓的藥物療效,,結(jié)果可見釩化合物使收縮壓降低(149±3/mmHg,,非治療組184±3mmHgP<0.0001)。
釩是正常生長可能必需的礦物質(zhì),,釩有多種價態(tài),,有生物學(xué)意義的是四價和五價態(tài)。四價態(tài)釩為氧釩基陽離子,,易與蛋白質(zhì)結(jié)合結(jié)合形成復(fù)合物,而防止被氧化,。五價態(tài)釩為氧釩基陽離子,,易與其他生物物質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物,在許多生化過程中,,釩酸根能與磷酸根競爭,,或取代磷酸根。釩酸鹽以被維生素C,、谷胱甘肽或NADH還原,。其在人體健康方面的作用,營養(yǎng)學(xué)界,,醫(yī)學(xué)界至今仍不是很清楚,,仍處在進(jìn)一步發(fā)掘的過程中,但可以確定,,釩有重要作用,。一般認(rèn)為,它可能有助于防止膽固醇蓄積,、降低過高的血糖,、防止齲齒、幫助制造紅血球等,。每天會經(jīng)尿液流失部分釩,。
釩在人體內(nèi)含量極低,,體內(nèi)總量不足1mg。主要分布于內(nèi)臟,,尤其是肝,、腎、甲狀腺等部位,,骨組織中含量也較高,。人體對釩的正常需要量為100μg/d。
釩在胃腸吸收率僅5%,,其吸收部位主要在上消化道,。此外環(huán)境中的釩可經(jīng)皮膚和肺吸收入體中。血液中約95%的釩以離子狀態(tài)(VO2 )與轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合而送輸,,因此釩與鐵在體內(nèi)可相互影響,。
釩對骨和牙齒正常發(fā)育及鈣化有關(guān),能增強(qiáng)牙對齲牙的抵抗力,。釩還可以促進(jìn)糖代謝,,刺激釩酸鹽依賴性NADPH氧化反應(yīng),增強(qiáng)脂蛋白脂酶活性,,加快腺苷酸環(huán)化酶活化和氨基酸轉(zhuǎn)化及促進(jìn)紅細(xì)胞生長等作用,。因此釩缺乏時可出現(xiàn)牙齒、骨和軟骨發(fā)育受阻,。肝內(nèi)磷脂含量少,、營養(yǎng)不良性水腫及甲狀腺代謝異常等。
人類攝入的釩只有少部分被吸收,,估計吸收的釩不足攝入量的5%,,大部分由糞便排出。攝入的釩于小腸與低分子量物質(zhì)形成復(fù)合物,,然后在血中與血漿運鐵蛋白結(jié)合,,血中釩很快就運到各組織,通常大多組織每克濕重含釩量低于10ng,。吸收入體內(nèi)的80%-90%由尿排出,,也可以通過膽汁排出,每克膽汁含釩為0.55-1.85ng,。
有實驗顯示,,釩調(diào)節(jié)(Nak)-ATP酶、調(diào)節(jié)磷酰轉(zhuǎn)移酶,、腺苷酸環(huán)化酶,、蛋白激酶類的輔因子,與體內(nèi)激素,蛋白質(zhì),,脂類代謝關(guān)系密切,。可抑制年幼大鼠肝臟合成膽固醇,??赡艽嬖谝韵伦饔茫?.防止因過熱而疲勞和中暑。2.促進(jìn)骨骼及牙齒生長,。3.協(xié)助脂肪代謝的正?;?.預(yù)防心臟病突發(fā),。5.協(xié)助神經(jīng)和肌肉的正常運作,。
人的膳食中每天可提供不足30μg的釩,多為15μg,,因此考慮每天從膳食中攝取10μg釩就可以滿足需要,。一般不需要特別補(bǔ)充;需要提醒的是,,攝取合成的釩容易引起中毒,;另外吸煙會降低釩的吸收。
釩在體內(nèi)不易蓄積,,因而由食物攝入引起的中毒十分罕見,,但每天攝入10mg以上或每克食物中含釩10-20微克,可發(fā)生中毒,。通??沙霈F(xiàn)生長緩慢、腹瀉,、攝入量減少和死亡。
最被認(rèn)可的釩缺乏表現(xiàn)來自于1987年報道的對山羊和大鼠的研究,,釩缺乏的山羊表現(xiàn)出流產(chǎn)率增加和產(chǎn)奶量降低,。大鼠實驗中,釩缺乏引起生長抑制,,甲狀腺重量與體重的比率增加以及血漿甲狀腺激素濃度的變化,。對于人體缺乏癥研究尚不明確,有的研究認(rèn)為它的缺乏可能會導(dǎo)致心血管及腎臟疾病,、傷口再生修復(fù)能力減退和新生兒死亡,。
釩在天然水中的濃度很低,一般河水中為0.01~20ppb,,平均為1ppb,。海水含釩量為0.9~2.5ppb。盡管水體中可溶性的釩含量很低,但是水中懸浮物含釩量是很高的,。懸浮物的沉積導(dǎo)致水中釩向底質(zhì)遷移,,并使水體得到凈化。土壤中的釩主要以VO3-陰離子狀態(tài)存在,。土壤的氧化性越高,、堿性越大,釩越易形成VO3-離子,。當(dāng)土壤的酸度增大時,,VO3-離子易轉(zhuǎn)變成多釩酸根復(fù)合陰離子。它們都容易被粘土和土壤膠體及腐殖質(zhì)固定而失去活性,,釩在土壤中的遷移性較弱,。
金屬釩的毒性很低。釩化合物(釩鹽)對人和動物具有毒性,,其毒性隨化合物的原子價增加和溶解度的增大而增加,,如五氧化二釩為高毒,可引起呼吸系統(tǒng),、神經(jīng)系統(tǒng),、胃腸和皮膚的改變。
皮膚接觸:脫去污染的衣著,,用肥皂水及清水徹底沖洗,。眼睛接觸:立即翻開上下眼瞼,用流動清水沖洗15分鐘,。就醫(yī),。吸入:脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處,用水漱洗鼻咽部的粉塵,。就醫(yī),。食入:誤服者就醫(yī)。對癥治療,。
儲存于陰涼,、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種,、熱源,。應(yīng)與氧化劑、酸類,、食用化學(xué)品分開存放,,切忌混儲。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材,。儲區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物,。