В сероводородных минерализованных водах окислительно-восстановительный потенциал зависит от концентрации сероводорода. С увеличением ее уменьшается положительное значение потенциала. По содержанию сероводорода выделяют следующие области:
•    слабовосстановленная среда (кислородно-сероводородная), где концентрация H₂S составляет 7—10 мг/л и E_h = 0 — 25 мВ;
•    умеренновосстановленная среда, где концентрация H₂S изменяется в пределах 10—50 мг/л и E_h = 0 — (—150) мВ;
•    резковосстановленная среда, где [H₂S] > 50 мг/л и E_h < —150 мВ.
Окислительно-восстановительный потенциал сероводорода rH2 охватывает шкалу от 0 до 42,6. Чем ниже гН₂, тем среда более восстановительна, и наоборот. Граница окислительных и восстановительных зон находится в пределах гН2 от 17 до 18. Ниже этих значений растворенный кислород в воде практически отсутствует. К высокому гН₂ (16 и более) приспособлены аэробные бактерии, к низкому (0—12) — анаэробные, 0—20 — факультативные бактерии. Сероводородным минерализованным водам сопутствуют аэробные тионовые и анаэробные сульфатредуцирующие бактерии. Распространение и геохимическая деятельность этих бактерий в естественных водоемах и водах, содержащих сероводород, серных, угольных и сульфидных месторождениях хорошо изучены и обобщены в работах.
Тионовые бактерии появляются всюду, где есть благоприятные экологические условия, способствующие их развитию, а именно:
•    наличие основного энергетического материала, в частности сероводорода или других восстановленных соединений серы;
•    достаточная влажность;
•    определенная температура, допускающая проявление жизненной активности. Эти бактерии развиваются при средних температурах от 10 до 40°С (оптимальная от 32 до 35°С);
•    наличие питательных биогенных веществ (углерод, азот, фосфор, калий и др.);
•    определенная реакция среды (рН) и окислительно-восстановительный потенциал (гН₂): для Th. thioparus рН = 4 — 9,8 и rH₂ = 10— 16, а для Th. thiooxidans рН = 0,5 — 5,2 и rH₂ =  20 — 25.
К автотрофным микроорганизмам относятся тионовые бактерии, которые окисляют восстановленные соединения серы по реакции:
2H₂S + O₂ --> 2H₂O + 2S⁰ + Q
2S° + ЗO₂ + 2Н₂О --> 2H₂SO₄ + Q
и за счет освобождения энергии ассимилируют углекислоту как единственный источник углерода. По способу дыхания тионовые бактерии относят к аэробным микроорганизмам. Они развиваются только при доступе свободного кислорода.