Helium in water: waarom er geen gangbare heliumzouten zijn

Helium is een edelgas. Onder normale omstandigheden in natuurlijk water en bij waterbehandeling vormt het geen gangbare opgeloste zouten. De aanwezigheid ervan in water wordt daarom beschreven als opgelost gas, niet als een chloride-, nitraat- of sulfaatzout van helium.

Zie ook helium in water en de pagina over het element helium.

Wat is er in het water aanwezig?

Opgelost helium bestaat uit neutrale He-atomen. Dit verschilt van een zout zoals natriumchloride, dat ionen aan de oplossing levert. Door het gas op te lossen ontstaat geen heliumzout, en een geleidbaarheidsmeting kan niet worden gebruikt als directe maat voor de heliumconcentratie.

De opgeloste hoeveelheid hangt af van de partiële gasdruk, de temperatuur en het zoutgehalte, en van de vraag of het water in evenwicht is met zijn omgeving. Een oplosbaarheidswaarde is alleen betekenisvol als de bijbehorende gasdruk en temperatuur bekend zijn. Bij de monstername voor opgeloste gassen moet ook onbedoelde uitwisseling met de lucht worden voorkomen.

Waarom er geen tabel met zouten is

Een tabel met gangbare heliumzouten in water zou het bestaan suggereren van verbindingen die voor de gewone waterige chemie niet relevant zijn. Gespecialiseerd onderzoek naar edelgasverbindingen onder ongebruikelijke fysische omstandigheden toont niet aan dat er een familie van gangbare zouten in drinkwater of industrieel afvalwater bestaat.

Gevolgen voor waterbehandeling

Kies niet uitsluitend omdat opgelost helium is aangetroffen voor een proces om zouten te verwijderen. Een doelstelling voor opgeloste gassen vereist een beoordeling van de gasoverdracht: bepaal de vereiste concentratie, de druk en temperatuur van het voedingswater en de gassamenstelling aan de andere kant van de scheiding.

Als een verlaging nodig is, beoordeel dan een geschikt ontgassingsproces op basis van de daadwerkelijke behandelingsopgave. Ionenwisseling en neerslagvorming werken op ionische of neerslagvormende stoffen en zijn geen directe verwijderingsmechanismen voor neutrale heliumatomen. Filtratie van zwevende stoffen betekent niet dat opgeloste gassen worden verwijderd. Hernieuwd contact met een gasfase kan de uiteindelijke opgeloste concentratie veranderen.

Gegevens voor een beoordeling

Nuttige gegevens zijn onder meer een analyse van opgeloste gassen op basis van correct genomen monsters, het waterdebiet, de bedrijfstemperatuur en -druk, het zoutgehalte, andere opgeloste gassen en de procesmatige reden om de heliumconcentratie te beheersen. Dit vormt een ander ontwerpvraagstuk dan het verwijderen van opgeloste metaalzouten.