Như đã được biết, As có mặt trong hơn 200 loại khoáng khác nhau. Quặng khoáng As phong phú nhất là arsenopyrit (FeAsS) và các khoáng sunfua của As như hùng hoàng (α-As4S4) và thư hoàng (As2S3). Ngoài ra, với tính chất hóa học tương tự như S, As thường liên kết trong các khoáng sunfua của các kim loại, như là sự thay thế S trong cấu trúc khoáng. Các loại khoáng sunfua thường chứa As như chalcopyrite, galena, marcasite, enargite, tennantite… đặc biệt là pyrit [43].
Quá trình oxi hóa các quặng sunfua đặc biệt là pyrit cũng có thể là một nguồn giải phóng As trong điều kiện môi trường oxi hóa. Quá trình oxi hóa các khoáng pyrit chứa As trong trầm tích châu thổ có thể xảy ra khi có sự hạ thấp mực nước ngầm, tạo điều kiện thuận lợi cho oxy không khí khuếch tán vào các tầng chứa nước và xung quanh các khu vực khai thác mỏ, đập đuôi quặng, nước ngầm có tính axit và chứa hàm lượng cao của SO42-, Fe và các kim loại nặng khác. Quá trình oxi hóa quặng pyrit có thể xảy ra theo một vài phản ứng dưới đây [49]:
Đầu tiên là bị oxi hóa bởi oxi không khí:
2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+ Một con đường thứ hai là pyrit có thể bị oxi hóa bởi nitrat:
5FeS2 + 14NO3- + 4H+ → 5Fe2+ + 10SO42- + 7N2 + 2H2O Pyrite cũng có thể bị oxi hóa bởi Fe3+:
FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O → 15Fe2+ + 2SO42- + 16H+
Fe2+ sinh ra từ các phản ứng trên tiếp tục bị oxi hóa thành Fe3+: 4Fe2+ + O2 + 4H+ → 4Fe3+ + 2H2O
22
Ở điều kiện thường, tốc độ của phản ứng oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ thường xảy ra chậm, nhưng trong điều kiện tầng chứa nước với sự có mặt của các loại vi khuẩn oxi hóa sắt ưa axit (acidophilic iron-oxidizing), bao gồm Thiobacillus và Leptospirillum
spp. phản ứng này có thể diễn ra nhanh hơn. Tuy nhiên, cơ chế này không được chấp
nhận rộng rãi vì không phải loại trầm tích nào cũng chứa pyrit. Một số chỉ thị cần thiết trong tầng chứa nước cho thấy cơ chế giải phóng asen là do quá trình oxi hóa quặng pyrit gây ra là: mối tương quan thuận giữa asen, sulfat, sắt và các kim loại nặng khác có trong khoáng sunfua; giá trị TDS (tổng chất rắn hòa tan) tăng; mối tương quan nghịch giữa asen và giá trị pH; đặc biệt là phải có sự có mặt của các chất oxi hóa như oxi hòa tan, nitrat, hay sự có mặt của vi khuẩn ưa axit như Thiobacillus và
Leptospirillum [13, 43, 49].