地热水环境中甲基硫代砷形成潜力研究取得新进展

近日，中国地质调查局武汉地质调查中心与中国地质大学（武汉）、德国拜罗伊特大学科研人员合作针对典型热泉及其流径样品，基于离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用系统（IC-ICP-MS）定量分析了样品中砷的形态分布，并利用热泉沉积物与热泉水开展了系统室内实验，揭示了温度对甲基硫代砷形成过程的显著影响，并提出了甲基硫代砷形成潜力区需具备的必要条件，指出了热泉环境中砷的较强迁移能力与较高环境健康风险。

该项研究表明：（1）地热水环境中甲基硫代砷形成的适宜温度和pH条件与常温水环境存在显著差异，反映其在不同水环境中的形成机理也各自不同。（2）热泉沉积物中的相关功能微生物为甲基硫代砷形成提供了重要驱动力，除砷甲基化外，砷的巯基化过程同样受到微生物活动的影响，使其即便在硫化物含量极低的条件下也可发生。（3）中-低温环境更有利于甲基硫代砷的形成。虽然砷巯基化过程对温度不敏感，但在温度低于35℃或高于55℃条件下，未观察到砷甲基化过程；因此，砷甲基化是甲基硫代砷得以最终形成的关键所在。（4）初始砷形态对甲基硫代砷的形成无明显影响，但初始硫形态可显著影响所形成甲基硫代砷的最终形态分布，还原态硫（硫化物、硫代硫酸盐）可导致低甲基化、高巯基化的甲基硫代砷形成，氧化态硫（硫酸盐）则可导致高甲基化的二甲基二硫代砷酸盐的形成。（5）在热泉流径下游，如兼具微生物活动旺盛、水流缓慢、温度中等或偏低等条件，可能出现可有效形成甲基硫代砷的潜力区。

相关论文“Potential for formation of methylated thioarsenates in geothermal environments”（地热环境中甲基硫代砷的形成潜力）已在地球化学领域国际顶级期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》上刊出，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2024.10.012。