自然子刊：农业用硫已取代化石燃料成为环境中硫的最大来源

一直以来，燃煤电厂都被认为是生物圈活性硫的最大来源。化石燃料燃烧产生的二氧化硫等排放到大气中，会形成酸雨并导致土壤酸化和植被、建筑物腐蚀等危害。不过，最新研究表明农业用硫对环境的影响可能被低估了。

国际学术期刊《自然-地球科学》8月10日发表的一项研究显示，人类对生态系统硫循环的主要影响方式已从大气排放转变为农业排放，农业肥料和农药施用取代化石燃料成为环境中最大的硫源。长期向农作物中施用含硫肥料和杀虫剂，可能会对土壤和下游水生生态系统健康造成过去在受酸雨侵蚀地区观察到的类似结果。

硫是一种天然元素，也是重要的植物营养素，有助于植物吸收氮元素，长期以来作为农作物肥料和杀虫剂以提升作物产量，保障作物良好生长。研究称，在全球范围内，当前农业用硫量已占全年产量的50%以上，而在美国东北部，平均面积硫施用量已远远超过1973年酸雨导致的硫沉积峰值。

相对历史上的大气硫沉积高峰（1973年），美国目前在农作物中施用的硫。

从历史上看，化石燃料的开采与燃烧曾导致大量活性硫释放到大气中，引起了1960年代、1970年代的酸雨问题，以及美国东北部和欧洲的森林和水生生态系统退化，严重损害了生态环境质量和公共健康。在美国，有关该问题的研究促使《清洁空气法》及其修正案的实施，该法对化石燃料引起的空气污染进行管制，并将美国大气中的硫沉积量降低至工业化前的水平。

美国大气中的硫沉积量 a.1989年 b.2017年

而当前又有新挑战出现。研究显示，随着气候的不断变化、作物集约化和大气硫沉积的减少，农业生产中硫的用量可能会增加以满足农作物对其需求。

研究团队对美国东北部野河流域、中西部的玉米和大豆种植区域、加利福尼亚州的葡萄种植区域以及佛罗里达州的甘蔗种植区域进行1989年至2017年间的硫质量平衡研究。结果表明，无论是在历史上受到酸雨影响的地区，还是在使用含硫肥料或杀虫剂的农田中，都有大量活性硫存在，其最初保留在源区域中，随后被输送至附近的硫限制生态系统中。

研究区域内的硫质量平衡

研究人员预测，世界范围内许多农田中硫的含量仍会持续增加，包括那些仍在努力规范化石燃料排放的地方。

硫污染对生态环境质量有诸多负面影响。研究提到，长期在农田中施用硫作为肥料会引起土壤退化，也可能会增加湿地中的汞含量，成为鱼类汞污染的重要因素。在非农业环境中，硫污染还会加剧湖泊和湿地的富营养化。而淡水和咸水生态系统中的高硫酸盐含量会产生硫化物毒素，从而影响植物的养分吸收和整体生长。此外，硫污染也会影响人类健康，如人体长期暴露在大量喷洒含硫农药的环境中可能会产生呼吸系统疾病。 

该研究由科罗拉多大学、雪城大学和南伊利诺伊大学联合完成。针对农业硫排放问题，研究人员建议在未来需要对农业中的硫投入进行广泛的量化，并调查农业用硫增加可能带来的负面影响。论文第一作者、科罗拉多大学博尔德分校环境研究助理教授Eve-Lyn Hinckley强调，仅仅研究硫排放增加对环境和人类健康的影响是不够的，应当联合农民、监管机构和土地管理者，在农业硫排放问题上加强合作和集体协作。