下一個資源危機：沙子不夠用了

文/任志方

圖/東方IC

說出來你可能不信，全球采集量最大的礦物不是石油或煤炭，而是沙子。作為在現代生活中隨處可見的一種關鍵性原料，沙子可以是建筑原料，比如用來蓋樓；也可以是工業原料，比如制造玻璃；還可以是微電子產業的基石，比如手機里的芯片就是從沙子里提取的硅材料制成的。

然而，目前沙子和礫石的采掘速度，已經超過了其自然恢復的速度，將來沙子也會出現短缺，這一結論來自不久前出版的《自然》雜志。

沙漠腹地的人在瘋狂買沙子

地球上所有的生態資源都是人類共有的，但是由于人為劃分，資源只能在一定的范圍內使用。沙子是世界上僅次于水的第二大自然資源，全球采集量最大的礦物不是石油或煤炭，而是沙子，越來越多的數據表明，地球上的沙子快不夠用了。

加拿大歷史學家瓦科拉夫·斯米爾在其著作《現代世界：材料和非物質化》中稱：“在我們的文明中，最重要的物質是水泥。”而沙子又是水泥的基礎，目前建筑業是沙子消耗最大的行業。2012 年，法國導演丹尼斯·德斯特拉克制作了一部名為《沙戰》的紀錄片，給出了驚人的數據：建造一座普通住宅需要200 噸沙子，建造一所醫院所需的沙子量為3000 噸，修建1 公里高速公路所需的沙子量是3 萬噸，建造一座核電站所需的沙子量是1200 萬噸。

鎖在深山、守在水邊的巖石，歷經千年的風化和侵蝕才能形成沙子。它們看上去差不多，主要成分是石英，但也有差異——有的圓滑，有的有棱角，有的含有石膏，有的含有貝殼碎片，甚至分解的塑料垃圾。

很多人不相信沙子會短缺，因為眾所周知，沙漠占到了地球陸地表面積的20%。然而可惜的是，沙漠的沙子是由風化形成的，太過細膩和光滑，加之含有大量的鈣鹽和黏土，可塑性較差，不適合用在建筑和混凝土中。

沙塵暴讓人不勝其煩，地處沙漠腹地的人卻在瘋狂地購買沙子。有報道稱，阿拉伯諸多地區包括迪拜，正從澳大利亞大量進口沙子——迪拜的哈利法塔，這個世界最高建筑中就含有澳大利亞的沙子。

氣候變化使天然沙灘不斷瘦身

不只是用于建筑行業，沙子中的二氧化硅是牙膏中的摩擦劑，在太陽能電池、計算機芯片、智能手機、個人電腦等科技產品中，二氧化硅也是主要原材料，大部分就源于沙子。

開采頁巖氣居然也需要沙子。近年來，美國大范圍推廣的水力壓裂法，需要利用地面高壓泵，將水、沙子和化學品制成壓裂液灌入水平鉆井，壓入巖層，從而提取頁巖氣。2011 年至2014 年，美國水力壓裂技術中沙子的需求量從2400 萬噸增長到了5900 萬噸。

2014 年，聯合國環境規劃署發布的《沙子，比你想象的更稀缺》報告提到，全球每年有超過400 億噸的沙子和礫石(顆粒稍大的沙子)被開采出來。僅在2012 年，全球使用的沙子就能沿著赤道建造出高和寬各27 米的混凝土墻。全球每年近70%的沙子消耗在亞洲，據報道，中國由于經濟高速發展，在2011 年至2013 年所使用的沙子就超過了美國整個20 世紀的消耗量。

在我們注意不到的地方，沙子和它所維系的生態系統正陷入困境，不管握緊還是松開，沙子正從我們指縫中流失。

很少有人注意到氣候變化引發的海灘用沙的全球性短缺。在一般人看來，隨著四季的變化，沙子與海浪似乎在玩捉迷藏的游戲：冬天的風暴會把沙子吹到海面上，海灘上只留下鵝卵石；而較小的海浪在夏天又將沙子們推回海灘上。

其實，天然沙灘在不斷地瘦身。2014 年，聯合國政府間氣候變化專門委員會對地球溫室效應給社會帶來的影響進行了評估，若溫室效應持續，日本許多沙灘將會因海平面的上升而消失。上述聯合國的報告指出，世界上3/4 的海灘正在衰落。

近期英國《自然》雜志發表的評論稱，目前沙子和礫石的采掘速度已經超過了其自然恢復的速度，導致這種不可持續采挖的原因是失察。世界自然基金會和聯合國環境規劃署的報告，已經“在沙子里踏下了一個重重的腳印”，接下來，行動和法規必須跟上。

有必要建立全球沙子監控系統

一直以來，人們對全球采沙量的估計并不可靠——顯然是過低了。截至2019 年初，研究人員搜索了443 篇關于采沙的論文，其中只有38 篇定量地描述了采沙量，長期性、全流域的沉積層監控項目也很少。

當然，從技術上講，想要定量評估沙子如何移動或是沿河流如何沉積也是很困難的，而且很多大河會流經多個國家，使得統計更加不容易。例如，聯合國的商貿數據庫僅根據質量和成分，將沙子和礫石的進出口量分成一兩種類別。其中沒有區分沙子的來源是有自然補充的主動來源，例如河流和三角洲，還是無補充的被動來源，例如地質沉積層。

此外，國際沙子貿易數據庫也過于簡陋了，導致無法判斷可持續性。《自然》雜志的文章稱，大多數沙子貿易未記錄在案。如2006 年到2016 年，新加坡報告從柬埔寨進口了8000 萬噸沙子，但柬埔寨確認的出口量只有不到4%。

現在有研究人員呼吁，聯合國環境規劃署和世界貿易組織有必要建立并監管一個全球性的沙子監控系統。而科學界則應該構建一套可以統計河流中沙子的生成量和采挖量的系統。

新系統要包括合法和非法的采挖。他們需要將這個問題的規模，一五一十地展現在公眾、學界和各國政府面前。此外，各地必須訂立用沙限額和法案，以鼓勵合理使用。

科學家開始研究人造沙子

物以稀為貴，沙子的價格在飆升，全球貿易也在發生變化，一些國家已經開始采取行動，禁止出口沙子，并開始研究人造沙子。

多年來新加坡的填海造陸工程之所以得以延續，主要是依賴大量沙子的進口。2017 年，鑒于挖沙造成的生態環境危害，新加坡最大的沙子供應國之一柬埔寨出臺政策，永久禁止沙子出口。斷了糧的新加坡為了應對不斷增加的人口對基礎設施的需求，也計劃嘗試采用較少沙子的填海技術。

沙子的替代材料——機制砂逐漸被推上市場。模擬沙子的形成過程，通過機械，巖石被加工成不同規格和大小的機制砂，目前在橋梁、機場和高速公路等大型設施建筑上使用較多。不過，如何降低機制砂的含泥量還有待進一步研究。回收沙子也被看好，建筑和采石場的塵埃材料，甚至玻璃和混凝土中也可回收出沙子。

《自然》雜志SQ 的文章給出幾點建議，其中最重要的是：尋找并確證可持續性的沙子來源，例如，格陵蘭島因冰蓋減退而補充到海岸線上的沙子。此外，聯合國需要訂立類似于可持續性森林管理的計劃。（據《齊魯晚報》）