Historiskt sett, koleldade kraftverk var den största källan till reaktivt svavel, en komponent av surt regn, till biosfären. En ny studie publicerade nyligen den 10 augusti i tidskriften Naturgeovetenskap visar att spridning av gödningsmedel och bekämpningsmedel på odlingsmarker nu är den viktigaste svavelkällan till miljön.

Surt regn fick uppmärksamhet på 1960- och 1970-talen när forskare kopplade försämring av skog och vattenlevande ekosystem över nordöstra USA och Europa till utsläpp av fossila bränslen från industricentra ofta hundratals kilometer bort. Denna forskning föranledde Clean Air Act och dess ändringar, som reglerade luftföroreningar, driver svavelnivåerna i atmosfäriskt nedfall ner till låga nivåer idag.

"Det verkade som om svavelhistorien var över, " sa Eve-Lyn Hinckley, biträdande professor i miljöstudier vid University of Colorado, Flyttblock, och huvudförfattare till studien. "Men vår analys visar att svaveltillförseln till odlingsmarker i USA och på andra håll ofta är tio gånger högre än den maximala svavelbelastningen i surt regn. Ingen har tittat heltäckande på miljö- och hälsokonsekvenserna av dessa tillskott."

Svavel är ett naturligt förekommande grundämne som främst finns i stabila, geologiska former och är ett viktigt växtnäringsämne. Genom gruvverksamhet, inklusive utvinning av fossila bränslen samt syntes av gödningsmedel och bekämpningsmedel, svavel förs in i luften, landa, och vattensystem. Den kan reagera snabbt, och, som årtionden av forskning om surt regn visade, påverka ekosystemens hälsa och cirkulationen av giftiga metaller som utgör en fara för vilda djur och människor.

"Även om svavel appliceras på jordbruksmarker för att förbättra produktionen och hälsan hos grödor, det kan ha skadliga effekter på jordbruksmark och nedströms vatten, liknande det som inträffade i avlägsna skogslandskap under surt regn, " indikerar Charles Driscoll, en professor vid Syracuse University och medförfattare till studien.

Forskarna undersökte trender i svavelapplikationer över flera viktiga grödor i USA, inklusive majs i Mellanvästern, sockerrör i Florida, och vindruvor i Kalifornien. Deras modeller för export av ytvattensulfat visar att även om områden som New England visar sjunkande trender som svar på återhämtning från historiskt atmosfäriskt nedfall, sulfatexporten från jordbruksområden ökar.

Driscoll säger att ett exempel på effekterna av jordbrukstillämpningar av svavel är den ökade bildningen av metylkvicksilver i vatten som dränerar jordbruksmark, som Everglades Agricultural Area i Florida. Metylkvicksilver är ett potent neurotoxin som ackumuleras i näringskedjorna, vilket leder till höga koncentrationer i fisk och ökad exponering av kvicksilver för människor och vilda djur som konsumerar dessa fiskar.

Forskarna förutspår att ökande trender kommer att fortsätta i många odlingsmarker runt om i världen, inklusive platser som Kina och Indien som fortfarande arbetar med att reglera utsläppen av fossila bränslen.

Hittills, mycket forskning har fokuserat på att förstå och reglera kväve- och fosforgödselmedel, som kan orsaka övergödning, fisk dödar, och skadliga algblomningar nedströms jordbruksområden.

Hinckley och Driscoll anser att det är dags för forskarvärlden att tillämpa lärdomar samtidigt som de undersöker effekterna av kväve- och fosforgödselmedel för att studera konsekvenserna av hög svavelanvändning i jordbruket. Denna forskning måste inte bara försöka dokumentera dess miljö- och hälsoeffekter, men också att samarbeta med bönder för att undersöka hur man kan optimera svavelanvändningen.

"Svavel i jordbruket försvinner inte, sade Hinckley, "Ändå finns det en möjlighet att föra samman vetenskap och praktik för att skapa hållbara lösningar som skyddar långsiktig miljö, ekonomisk, och mål för människors hälsa."

Forskare från University of Colorado, Flyttblock, University of Southern Illinois i Carbondale, och Syracuse University deltog i denna studie.