Historiquement, les centrales électriques au charbon étaient la plus grande source de soufre réactif, un composant des pluies acides, à la biosphère. Une nouvelle étude publiée récemment le 10 août dans la revue Géosciences de la nature montre que les applications d'engrais et de pesticides sur les terres cultivées sont désormais la source la plus importante de soufre pour l'environnement.

Les pluies acides ont attiré l'attention dans les années 1960 et 1970 lorsque les scientifiques ont lié la dégradation des écosystèmes forestiers et aquatiques du nord-est des États-Unis et de l'Europe aux émissions de combustibles fossiles provenant de centres industriels souvent distants de plusieurs centaines de kilomètres. Cette recherche a incité la Clean Air Act et ses amendements, qui réglemente la pollution de l'air, amener les niveaux de soufre dans les dépôts atmosphériques à des niveaux bas aujourd'hui.

"Il semblait que l'histoire du soufre était terminée, " a déclaré Eve-Lyn Hinckley, professeur adjoint d'études environnementales à l'Université du Colorado, Rocher, et auteur principal de l'étude. "Mais notre analyse montre que les applications de soufre sur les terres cultivées aux États-Unis et ailleurs sont souvent dix fois plus élevées que la charge de soufre maximale dans les pluies acides. Personne n'a examiné de manière approfondie les conséquences de ces ajouts sur l'environnement et la santé humaine."

Le soufre est un élément naturel qui existe principalement dans des formes géologiques et est un élément nutritif important pour les plantes. Grâce aux activités minières, y compris l'extraction de combustibles fossiles ainsi que la synthèse d'engrais et de pesticides, le soufre est amené dans l'air, terre, et les systèmes d'eau. Il peut réagir rapidement, et, comme l'ont montré des décennies de recherche sur les pluies acides, affectent la santé des écosystèmes et le cycle des métaux toxiques qui constituent un danger pour la faune et les humains.

"Bien que le soufre soit appliqué sur les terres agricoles pour améliorer la production et la santé des cultures, il peut avoir des effets néfastes sur les sols agricoles et les eaux en aval, semblable à ce qui s'est produit dans les paysages forestiers éloignés sous les pluies acides, " indique Charles Driscoll, professeur à l'Université de Syracuse et co-auteur de l'étude.

Les chercheurs ont examiné les tendances des applications de soufre dans plusieurs cultures importantes aux États-Unis, y compris le maïs dans le Midwest, canne à sucre en Floride, et les raisins de cuve en Californie. Leurs modèles d'exportation de sulfate d'eau de surface démontrent que, tandis que des régions comme la Nouvelle-Angleterre présentent des tendances à la baisse en réponse à la récupération des dépôts atmosphériques historiques, les exportations de sulfate des zones agricoles sont en augmentation.

Driscoll dit qu'un exemple des impacts des applications agricoles du soufre est la formation accrue de méthylmercure dans les eaux drainant les terres agricoles, comme la zone agricole des Everglades en Floride. Le méthylmercure est une neurotoxine puissante qui s'accumule dans les chaînes alimentaires, ce qui entraîne des concentrations élevées dans les poissons et augmente l'exposition au mercure des humains et de la faune qui consomment ces poissons.

Les chercheurs prédisent que les tendances à la hausse se poursuivront dans de nombreuses terres cultivées à travers le monde, y compris des endroits comme la Chine et l'Inde qui s'efforcent toujours de réguler les émissions de combustibles fossiles.

À ce jour, de nombreuses recherches ont porté sur la compréhension et la régulation des engrais azotés et phosphorés, qui peut provoquer l'eutrophisation, le poisson tue, et les proliférations d'algues nuisibles en aval des zones agricoles.

Hinckley et Driscoll croient qu'il est temps pour la communauté de recherche d'appliquer les leçons apprises tout en étudiant les effets des engrais azotés et phosphorés pour étudier les implications de l'utilisation à haute teneur en soufre dans l'agriculture. Cette recherche doit viser non seulement à documenter ses effets sur l'environnement et la santé humaine, mais aussi de collaborer avec les agriculteurs pour étudier comment optimiser l'utilisation du soufre.

"Le soufre dans l'agriculture ne va pas disparaître, " dit Hinckley, « Pourtant, il existe une opportunité de rapprocher la science et la pratique pour créer des solutions viables qui protègent l'environnement à long terme, économique, et les objectifs de santé humaine.

Des chercheurs de l'Université du Colorado, Rocher, Université du sud de l'Illinois à Carbondale, et l'Université de Syracuse ont participé à cette étude.