地下水中的砷污染，是個嚴重的全球公共健康問題，全球約有2億人暴露於砷濃度超過世界衛生組織飲用水標準（10微克/升）的地下水中。長期飲用含砷地下水會導致多種健康問題，包括兒童智商下降、神經發育障礙、各種癌症，甚至死亡。目前的解法，是利用鐵氧化物顆粒吸附地下水中的砷，這種方法雖然有效，但只是將砷從水中轉移到污泥中。關於污泥處置方法，在高收入國家，掩埋是最常見的，然而掩埋成本高昂且不永續，砷仍然會向外排放，傷害環境。在低收入地區，處置污泥的方法是直接將其傾倒至地表水和土壤中，這使砷污染持續存在。2023年，歐盟將砷（特別是金屬砷）列為關鍵原料（CRM，critical raw material），原因是它在數位技術能派上用場，於是砷的需求日益增加。目前，全球金屬砷的供應主要來源就只有一個——中國，這讓各國背負著供應中斷的風險。此外，從開採和加工原始砷礦石製造金屬砷的傳統方法，效率低下且對環境有害。

近日，丹麥地質調查局的研究團隊，成功開發出一種將污泥中的砷轉化為純非晶態金屬砷奈米粒子（pure amorphous As(0) nanoparticles）的兩階段化學方法。第一階段是萃取階段，研究人員使用鹼性溶液（1 M NaOH）將砷從固體污泥中釋放出來。實驗結果顯示，鹼萃取對於釋放砷高度有效，萃取效率超過99%，水溶液中的砷濃度可達250毫克/升以上。鹼萃取的另一個優點是磷也會同時釋放，磷是全球肥料生產所需的寶貴CRM，大多數污泥的萃取液中磷濃度超過1000毫克/升。第二階段是精煉階段，研究人員使用硫脲二氧化物（TDO，thiourea dioxide），對萃取液進行選擇性還原。添加TDO後，在最佳條件下可去除萃取液中超過99%的水溶液砷，並將其轉化為固體，同時水溶液中磷濃度保持不變。進一步表徵回收後的固體砷，顯示是純非晶態的金屬砷奈米粒子，其結構與可購得的結晶金屬砷顯著不同。雖然結構不同，但高純度非晶態金屬砷仍可作為替代品，可直接應用於功能材料的前驅物，這進一步提高了含砷污泥回收的經濟效益。研究人員表示，將有毒砷廢棄物轉化為有用資源，不僅可以消除不永續和危險的污泥處置方法，還可以減少CRM的進口依賴。