Khí H2S tích tụ dưới nền đáy các thủy vực chủ yếu là do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh hay quá trình phản sulfate hóa với sự tham gia của các vi khuẩn yếm khí. Trường hợp thứ nhất thường hay gặp ở hầu hết các thủy vực, trường hợp thứ hai thường gặp ở thủy vực nước lợ, mặn như biển và đại dương, nơi có nhiều ion SO42- trong nước. H2S được hình thành trong điều kiện nhiệt độ cao và trong thủy vực có nhiều hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh. H2S có mùi đặc trưng đó là mùi trứng thối.
Quá trình phản sulfate hóa xảy ra theo phản ứng sau: SO42- + H+ → S2- + 4H2O
Sản phảm của quá trình phản sulfate hóa sẽ chuyển hóa tạo thành HS- và H2S theo các phản ứng sau:
H2S ↔ H+ + HS-
HS- ↔ H+ + S2-
Hằng số cân bằng của các phản ứng trên là:
(3.1)
do (H2S) thì rất độc đối với cá nhưng phân ly thành các ion (HS-, S2-) thì chúng không độc, do đó tỉ lệ giữa dạng ion và dạng tự do được chú ý trong nuôi trồng thủy sản. Chúng ta có thể tính được tỉ lệ của dạng tự do ở bất kỳ giá trị pH dựa vào phương trình (3.1).
Thí dụ, tỉ lệ HS-/H2S ở pH = 5 ([H+]=10-5) được tính như sau:
Như vậy, ở pH=5 cứ 1 mole H2S thì tồn tại 0,0098 mole HS- và tỉ lệ của H2S trên tổng sulfide là 99,03%. H2S/Tổng sulfide (%) = 100/1,0098 = 99,3%
Khi pH tăng, tỉ lệ H2S/Tổng sulfide giảm, thí dụ khi pH bằng 6 thì tỉ lệ này bằng 91,1 và ở pH bằng 7 thì tỉ lệ này là 50,6%. Tỉ lệ của H2S/Tổng sulfide còn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng thì tỉ lệ này giảm. Chúng ta có thể tính được hàm lượng H2S ở điều kiện nhiệt độ và pH xác định dựa vào bảng số sau:
Bảng 4-4. Tỉ lệ phần trăm của H2S/Tổng sulfide theo pH và nhiệt độ
Hàm lượng H2S (mg/L) = Tổng sulfide x tỉ lệ % của H2S (giá trị tra trong bảng trên)