下一个资源危机：沙子不够用了

文/任志方

图/东方IC

说出来你可能不信，全球采集量最大的矿物不是石油或煤炭，而是沙子。作为在现代生活中随处可见的一种关键性原料，沙子可以是建筑原料，比如用来盖楼；也可以是工业原料，比如制造玻璃；还可以是微电子产业的基石，比如手机里的芯片就是从沙子里提取的硅材料制成的。

然而，目前沙子和砾石的采掘速度，已经超过了其自然恢复的速度，将来沙子也会出现短缺，这一结论来自不久前出版的《自然》杂志。

沙漠腹地的人在疯狂买沙子

地球上所有的生态资源都是人类共有的，但是由于人为划分，资源只能在一定的范围内使用。沙子是世界上仅次于水的第二大自然资源，全球采集量最大的矿物不是石油或煤炭，而是沙子，越来越多的数据表明，地球上的沙子快不够用了。

加拿大历史学家瓦科拉夫·斯米尔在其著作《现代世界：材料和非物质化》中称：“在我们的文明中，最重要的物质是水泥。”而沙子又是水泥的基础，目前建筑业是沙子消耗最大的行业。2012 年，法国导演丹尼斯·德斯特拉克制作了一部名为《沙战》的纪录片，给出了惊人的数据：建造一座普通住宅需要200 吨沙子，建造一所医院所需的沙子量为3000 吨，修建1 公里高速公路所需的沙子量是3 万吨，建造一座核电站所需的沙子量是1200 万吨。

锁在深山、守在水边的岩石，历经千年的风化和侵蚀才能形成沙子。它们看上去差不多，主要成分是石英，但也有差异——有的圆滑，有的有棱角，有的含有石膏，有的含有贝壳碎片，甚至分解的塑料垃圾。

很多人不相信沙子会短缺，因为众所周知，沙漠占到了地球陆地表面积的20%。然而可惜的是，沙漠的沙子是由风化形成的，太过细腻和光滑，加之含有大量的钙盐和黏土，可塑性较差，不适合用在建筑和混凝土中。

沙尘暴让人不胜其烦，地处沙漠腹地的人却在疯狂地购买沙子。有报道称，阿拉伯诸多地区包括迪拜，正从澳大利亚大量进口沙子——迪拜的哈利法塔，这个世界最高建筑中就含有澳大利亚的沙子。

气候变化使天然沙滩不断瘦身

不只是用于建筑行业，沙子中的二氧化硅是牙膏中的摩擦剂，在太阳能电池、计算机芯片、智能手机、个人电脑等科技产品中，二氧化硅也是主要原材料，大部分就源于沙子。

开采页岩气居然也需要沙子。近年来，美国大范围推广的水力压裂法，需要利用地面高压泵，将水、沙子和化学品制成压裂液灌入水平钻井，压入岩层，从而提取页岩气。2011 年至2014 年，美国水力压裂技术中沙子的需求量从2400 万吨增长到了5900 万吨。

2014 年，联合国环境规划署发布的《沙子，比你想象的更稀缺》报告提到，全球每年有超过400 亿吨的沙子和砾石(颗粒稍大的沙子)被开采出来。仅在2012 年，全球使用的沙子就能沿着赤道建造出高和宽各27 米的混凝土墙。全球每年近70%的沙子消耗在亚洲，据报道，中国由于经济高速发展，在2011 年至2013 年所使用的沙子就超过了美国整个20 世纪的消耗量。

在我们注意不到的地方，沙子和它所维系的生态系统正陷入困境，不管握紧还是松开，沙子正从我们指缝中流失。

很少有人注意到气候变化引发的海滩用沙的全球性短缺。在一般人看来，随着四季的变化，沙子与海浪似乎在玩捉迷藏的游戏：冬天的风暴会把沙子吹到海面上，海滩上只留下鹅卵石；而较小的海浪在夏天又将沙子们推回海滩上。

其实，天然沙滩在不断地瘦身。2014 年，联合国政府间气候变化专门委员会对地球温室效应给社会带来的影响进行了评估，若温室效应持续，日本许多沙滩将会因海平面的上升而消失。上述联合国的报告指出，世界上3/4 的海滩正在衰落。

近期英国《自然》杂志发表的评论称，目前沙子和砾石的采掘速度已经超过了其自然恢复的速度，导致这种不可持续采挖的原因是失察。世界自然基金会和联合国环境规划署的报告，已经“在沙子里踏下了一个重重的脚印”，接下来，行动和法规必须跟上。

有必要建立全球沙子监控系统

一直以来，人们对全球采沙量的估计并不可靠——显然是过低了。截至2019 年初，研究人员搜索了443 篇关于采沙的论文，其中只有38 篇定量地描述了采沙量，长期性、全流域的沉积层监控项目也很少。

当然，从技术上讲，想要定量评估沙子如何移动或是沿河流如何沉积也是很困难的，而且很多大河会流经多个国家，使得统计更加不容易。例如，联合国的商贸数据库仅根据质量和成分，将沙子和砾石的进出口量分成一两种类别。其中没有区分沙子的来源是有自然补充的主动来源，例如河流和三角洲，还是无补充的被动来源，例如地质沉积层。

此外，国际沙子贸易数据库也过于简陋了，导致无法判断可持续性。《自然》杂志的文章称，大多数沙子贸易未记录在案。如2006 年到2016 年，新加坡报告从柬埔寨进口了8000 万吨沙子，但柬埔寨确认的出口量只有不到4%。

现在有研究人员呼吁，联合国环境规划署和世界贸易组织有必要建立并监管一个全球性的沙子监控系统。而科学界则应该构建一套可以统计河流中沙子的生成量和采挖量的系统。

新系统要包括合法和非法的采挖。他们需要将这个问题的规模，一五一十地展现在公众、学界和各国政府面前。此外，各地必须订立用沙限额和法案，以鼓励合理使用。

科学家开始研究人造沙子

物以稀为贵，沙子的价格在飙升，全球贸易也在发生变化，一些国家已经开始采取行动，禁止出口沙子，并开始研究人造沙子。

多年来新加坡的填海造陆工程之所以得以延续，主要是依赖大量沙子的进口。2017 年，鉴于挖沙造成的生态环境危害，新加坡最大的沙子供应国之一柬埔寨出台政策，永久禁止沙子出口。断了粮的新加坡为了应对不断增加的人口对基础设施的需求，也计划尝试采用较少沙子的填海技术。

沙子的替代材料——机制砂逐渐被推上市场。模拟沙子的形成过程，通过机械，岩石被加工成不同规格和大小的机制砂，目前在桥梁、机场和高速公路等大型设施建筑上使用较多。不过，如何降低机制砂的含泥量还有待进一步研究。回收沙子也被看好，建筑和采石场的尘埃材料，甚至玻璃和混凝土中也可回收出沙子。

《自然》杂志SQ 的文章给出几点建议，其中最重要的是：寻找并确证可持续性的沙子来源，例如，格陵兰岛因冰盖减退而补充到海岸线上的沙子。此外，联合国需要订立类似于可持续性森林管理的计划。（据《齐鲁晚报》）