每年消耗500億噸，全球沙子緊缺告急，開採量最大的礦物為什麼是它？_風聞

大家好，我是觀察者網《科工力量》欄目主播，冬曉。3月15日，一場起源於蒙古國的超級沙塵暴突襲我國北方多地，包括北京、內蒙古在內的多個省份都籠罩在沙塵之下。北京的朋友一覺醒來，似乎整個世界都變“黃”了。打開朋友圈，也可以看到很多朋友在發自帶濾鏡的“小黃圖”。網絡上甚至有人調侃，自己一夜之間就穿越到了《銀翼殺手2049》中那個賽博朋克的世界。

沙塵暴惹人討厭，但經常遭遇沙塵暴的的中東地區卻在瘋狂地買沙子，身處沙漠腹地的阿聯酋就是典型。它建造的世界最高建築迪拜哈利法塔，就使用了來自澳大利亞的沙子，人家的理由也很乾脆，沙子不夠用了。

大家可能會很疑惑，我們居住的地球上，有三分之一的面積都是沙漠，從亞洲的塔克拉瑪干，到非洲的撒哈拉，一望無際，全是沙。我們的海岸線、海底覆蓋着的也都是沙子。中東地區更是離不了沙漠了，各種各樣的沙塵暴多到猶如家常便飯。既然到處都有沙子，那為什麼沙子還會不夠用呢？

説起來你可能不會信，全球開採量最大的礦物不是石油、不是煤炭，而是沙子。在所有自然資源中，沙子的消耗量僅次於水。有科學家估算過，人類每年用掉的沙子要達到500億噸，而這一數字，是大自然生產沙子速度的兩倍。

看起來微不足道的沙子，對我們現代人類來説實在是太重要了。它是重要的工業原料，我們生活中常見的玻璃都是由沙子做的。我們最常用的科技產品手機也離不開它：塑料外殼和漆面的製造都有沙子的參與；玻璃屏幕就更不用説了；就連最核心的芯片也是沙子做的。它的用途是如此廣泛，有些甚至超出我們的認知。在食品工業、清潔劑、化妝品乃至牙膏紙張的生產過程中，都有沙子的參與。

近些年北美頁岩油氣大熱，其開採過程中廣泛使用的水力壓裂法也要用到沙子。人們把摻入了沙子和化學物質的高壓水流對頁岩層進行壓裂，造出縫隙，這樣才能將石油或者天然氣從岩石縫隙之中開採出來。

在沙子的一切用途中，建築業是最主要的：修建道路鋪設瀝青，有它；造房子用到混凝土中，同樣有它。這裏稍微説下水泥和混凝土的區別：水泥是粉狀水硬性無機膠凝材料，是一種輔料；而混凝土則是在前者基礎上製成的複合型成型材料，最常見的混凝土往往由水泥、水和沙子組成，而沙子佔據絕對大頭。根據法國紀錄片《沙戰》中的説法，建造一座普通住宅需要200多噸沙子，一所醫院則需要3000噸，而修建1公里高速公路，則需要用到3萬噸沙子。

既然我們需要的沙子如此之多，那麼佔據了地球陸地面積20%的沙漠，能否直接利用起來呢？很可惜，答案是否定的。因為，能被人類所使用的沙子，也是有門檻的。我們剛剛説了，人類所使用的沙子中，絕大部分都被用作建築，而建築用沙，有着嚴格的標準要求。對於製作混凝土來説，沙漠裏的沙子顯然不合格：在沙漠裏日常的風吹日曬下，沙子被風打磨地異常光滑圓潤，加之含有大量的鈣鹽和黏土，可塑性很差，不經過二次加工， 是無法被製成水泥或者混凝土的。只有經過水流的侵蝕，有稜有角的沙子才是建築上的首選，加上沙漠往往遠離人類聚集中心，開採運輸都有着很大的困難。

生活在沙漠地帶的居民很早就明白這個道理，他們造房子同樣不會選擇使用沙漠裏的沙子，而是使用海邊的重黏土和珊瑚石。不過這樣造出的房子強度不夠，不能造太高。因此，我們很少能在中東地區看到兩層以上的傳統建築，就是這個原因。

那麼海洋裏沙子能不能使用呢？也不行。由於長時間浸泡在海水中，海沙的含鹽度很高，一旦使用在建築上，很容易產生腐蝕，影響建築安全。世界不少沿海地區曾使用海沙建樓，也給人類留下了深刻的教訓。在1995年韓國三豐百貨垮塌，造成數百人死亡的慘痛事故中，雖然有偷工減料、增加樓層、改變用途等多個事故原因，但使用海沙澆築立柱，導致鋼筋腐蝕也是原因之一。1999年，土耳其西部地區發生里氏7.4級強震，人員傷亡慘重。而造成這一結果的原因中同樣有用海沙建樓的因素。我國的東南沿海省份，歷史上同樣出現過“海沙樓”事件，導致樓體嚴重受損，居民苦不堪言。目前國家明確規定，未經過淡化的海沙，不得用於樓房建設中。

因此，真正能被用於建築的只有那些來自湖泊、河牀、河灘和近海、稜角分明的沙子，而它們只佔全球沙子總量極小的一部分。其實，這在我們文字中也有着一點點的體現，工程上往往使用“採砂”一詞，石字旁的。英文中就沒有這種明顯區別。

正是因為合適的沙子如此之少，阿聯酋需要進口沙子也就不奇怪了。作為在沙漠上建起來的城市，迪拜近些年修建了大量的高樓大廈，還建造了著名的人工島棕櫚島，這些建築耗盡阿聯酋周邊的海牀。其建造世界最高建築哈利法塔時，更是使用了82萬噸的混凝土，而其中至少四成是沙子，自己沙子不夠怎麼辦？那就只能從澳大利亞進口了。

其實除了澳大利亞，阿聯酋近年來從很多國家都進口過沙子，有的來自大洋洲、有的來自亞洲，甚至還從歐洲進口過。英、德等國都向阿聯酋出口過沙子。在新興經濟體和城市化的推動下，需要大量的沙子不只只有阿聯酋。根據聯合國環境規劃署2014年發佈的報告，全球每年要消耗掉400億噸沙子。若用這些沙子來建造一座高寬均27米的混凝土牆，那這堵牆可以繞地球一週，這種使用速度，顯然超過沙子的自然恢復的速度。一般來説，深山和水邊的岩石，要歷經成千上萬年的風化和侵蝕才能形成沙子。也難怪《自然》雜誌都發文指出，在不久的將來，全人類都將面臨沙子短缺問題。

全球經濟的繁榮和建築業的蓬勃發展，創造了巨大的沙子需求。這種需求又使得優質沙子價格大漲，刺激着一些人濫採優質沙源。前面説了，最優質的沙子往往來自河牀和近海海岸，只要使用一條配備吸力泵的小船，就能吸上來，開採幾乎毫無難度、成本極低。

但這種行為的危害卻很大，非法採砂直接破壞着河牀平衡，使主流變遷，危害堤壩與橋樑安全，使得周邊地區更容易受到洪水威脅。沙子的減少還使得最低通航水位不斷變化，改變河牀形態，在水面上形成漩渦在內的各種複雜水流，威脅航運安全。加上河牀海牀往往是微生物的家園，搭建起食物鏈的底層，一旦被破壞，當地的漁業生態都會受到毀滅性的打擊。

中國被稱為“基建狂魔”，用沙方面在全球自然也是首屈一指。有外媒統計，中國近些年的沙子消耗量已經超過美國整個20世紀的消耗量。沙子短缺也上過新聞，2019年，央視就曾報道，由於砂石供應不足，很多地方的工程因此停工。可是濫採又不可取，我們該如何應對沙子短缺呢？

開源是必須的。有國內專家建議，可完善湖泊、河流的採砂計劃，增加砂源。例如荊南四河河道是逐年淤塞形成，洞庭湖年平均淤砂量也達到了1億噸，這些砂源都可以得到合理有序的利用。開源的同時，還需要節流。許多礦石、岩石都符合建築需求，尋找替代品不失為另外一條出路；此外，隨着這些年建築業的發展，新材料新工藝層出不窮，通過工藝材料的改進，研發出適合建築的新材料，同樣可以避免沙子短缺的問題。

相對以上這些，其實我們還有更好的辦法，那就是人工制砂，其中機械制砂是最常見的辦法，所謂機械制砂，就是通過機械設備，破碎岩石、甚至廢舊混凝土等材料，工程化地生產沙子。我們的網友中也有人提到了這個辦法。機械制砂的好處也顯而易見，相對河沙千萬年的形成速度，自然要快的多；原材料呢也不需要操心，除了自然界的石頭，各種建築垃圾都可以當做原料。

考慮到我國每年有大量新建築需要建設，同時又有大量老建築需要拆除，原料來源幾乎不用操心。機械制砂的技術也趨於成熟，工藝完善、節能環保。唯一的缺點就是現在的資金投入還較大，成本較高。但從長遠發展來看，機械制砂無疑是一條可持續的發展道路。