每年消耗500亿吨，全球沙子紧缺告急，开采量最大的矿物为什么是它？_风闻

大家好，我是观察者网《科工力量》栏目主播，冬晓。3月15日，一场起源于蒙古国的超级沙尘暴突袭我国北方多地，包括北京、内蒙古在内的多个省份都笼罩在沙尘之下。北京的朋友一觉醒来，似乎整个世界都变“黄”了。打开朋友圈，也可以看到很多朋友在发自带滤镜的“小黄图”。网络上甚至有人调侃，自己一夜之间就穿越到了《银翼杀手2049》中那个赛博朋克的世界。

沙尘暴惹人讨厌，但经常遭遇沙尘暴的的中东地区却在疯狂地买沙子，身处沙漠腹地的阿联酋就是典型。它建造的世界最高建筑迪拜哈利法塔，就使用了来自澳大利亚的沙子，人家的理由也很干脆，沙子不够用了。

大家可能会很疑惑，我们居住的地球上，有三分之一的面积都是沙漠，从亚洲的塔克拉玛干，到非洲的撒哈拉，一望无际，全是沙。我们的海岸线、海底覆盖着的也都是沙子。中东地区更是离不了沙漠了，各种各样的沙尘暴多到犹如家常便饭。既然到处都有沙子，那为什么沙子还会不够用呢？

说起来你可能不会信，全球开采量最大的矿物不是石油、不是煤炭，而是沙子。在所有自然资源中，沙子的消耗量仅次于水。有科学家估算过，人类每年用掉的沙子要达到500亿吨，而这一数字，是大自然生产沙子速度的两倍。

看起来微不足道的沙子，对我们现代人类来说实在是太重要了。它是重要的工业原料，我们生活中常见的玻璃都是由沙子做的。我们最常用的科技产品手机也离不开它：塑料外壳和漆面的制造都有沙子的参与；玻璃屏幕就更不用说了；就连最核心的芯片也是沙子做的。它的用途是如此广泛，有些甚至超出我们的认知。在食品工业、清洁剂、化妆品乃至牙膏纸张的生产过程中，都有沙子的参与。

近些年北美页岩油气大热，其开采过程中广泛使用的水力压裂法也要用到沙子。人们把掺入了沙子和化学物质的高压水流对页岩层进行压裂，造出缝隙，这样才能将石油或者天然气从岩石缝隙之中开采出来。

在沙子的一切用途中，建筑业是最主要的：修建道路铺设沥青，有它；造房子用到混凝土中，同样有它。这里稍微说下水泥和混凝土的区别：水泥是粉状水硬性无机胶凝材料，是一种辅料；而混凝土则是在前者基础上制成的复合型成型材料，最常见的混凝土往往由水泥、水和沙子组成，而沙子占据绝对大头。根据法国纪录片《沙战》中的说法，建造一座普通住宅需要200多吨沙子，一所医院则需要3000吨，而修建1公里高速公路，则需要用到3万吨沙子。

既然我们需要的沙子如此之多，那么占据了地球陆地面积20%的沙漠，能否直接利用起来呢？很可惜，答案是否定的。因为，能被人类所使用的沙子，也是有门槛的。我们刚刚说了，人类所使用的沙子中，绝大部分都被用作建筑，而建筑用沙，有着严格的标准要求。对于制作混凝土来说，沙漠里的沙子显然不合格：在沙漠里日常的风吹日晒下，沙子被风打磨地异常光滑圆润，加之含有大量的钙盐和黏土，可塑性很差，不经过二次加工， 是无法被制成水泥或者混凝土的。只有经过水流的侵蚀，有棱有角的沙子才是建筑上的首选，加上沙漠往往远离人类聚集中心，开采运输都有着很大的困难。

生活在沙漠地带的居民很早就明白这个道理，他们造房子同样不会选择使用沙漠里的沙子，而是使用海边的重黏土和珊瑚石。不过这样造出的房子强度不够，不能造太高。因此，我们很少能在中东地区看到两层以上的传统建筑，就是这个原因。

那么海洋里沙子能不能使用呢？也不行。由于长时间浸泡在海水中，海沙的含盐度很高，一旦使用在建筑上，很容易产生腐蚀，影响建筑安全。世界不少沿海地区曾使用海沙建楼，也给人类留下了深刻的教训。在1995年韩国三丰百货垮塌，造成数百人死亡的惨痛事故中，虽然有偷工减料、增加楼层、改变用途等多个事故原因，但使用海沙浇筑立柱，导致钢筋腐蚀也是原因之一。1999年，土耳其西部地区发生里氏7.4级强震，人员伤亡惨重。而造成这一结果的原因中同样有用海沙建楼的因素。我国的东南沿海省份，历史上同样出现过“海沙楼”事件，导致楼体严重受损，居民苦不堪言。目前国家明确规定，未经过淡化的海沙，不得用于楼房建设中。

因此，真正能被用于建筑的只有那些来自湖泊、河床、河滩和近海、棱角分明的沙子，而它们只占全球沙子总量极小的一部分。其实，这在我们文字中也有着一点点的体现，工程上往往使用“采砂”一词，石字旁的。英文中就没有这种明显区别。

正是因为合适的沙子如此之少，阿联酋需要进口沙子也就不奇怪了。作为在沙漠上建起来的城市，迪拜近些年修建了大量的高楼大厦，还建造了著名的人工岛棕榈岛，这些建筑耗尽阿联酋周边的海床。其建造世界最高建筑哈利法塔时，更是使用了82万吨的混凝土，而其中至少四成是沙子，自己沙子不够怎么办？那就只能从澳大利亚进口了。

其实除了澳大利亚，阿联酋近年来从很多国家都进口过沙子，有的来自大洋洲、有的来自亚洲，甚至还从欧洲进口过。英、德等国都向阿联酋出口过沙子。在新兴经济体和城市化的推动下，需要大量的沙子不只只有阿联酋。根据联合国环境规划署2014年发布的报告，全球每年要消耗掉400亿吨沙子。若用这些沙子来建造一座高宽均27米的混凝土墙，那这堵墙可以绕地球一周，这种使用速度，显然超过沙子的自然恢复的速度。一般来说，深山和水边的岩石，要历经成千上万年的风化和侵蚀才能形成沙子。也难怪《自然》杂志都发文指出，在不久的将来，全人类都将面临沙子短缺问题。

全球经济的繁荣和建筑业的蓬勃发展，创造了巨大的沙子需求。这种需求又使得优质沙子价格大涨，刺激着一些人滥采优质沙源。前面说了，最优质的沙子往往来自河床和近海海岸，只要使用一条配备吸力泵的小船，就能吸上来，开采几乎毫无难度、成本极低。

但这种行为的危害却很大，非法采砂直接破坏着河床平衡，使主流变迁，危害堤坝与桥梁安全，使得周边地区更容易受到洪水威胁。沙子的减少还使得最低通航水位不断变化，改变河床形态，在水面上形成漩涡在内的各种复杂水流，威胁航运安全。加上河床海床往往是微生物的家园，搭建起食物链的底层，一旦被破坏，当地的渔业生态都会受到毁灭性的打击。

中国被称为“基建狂魔”，用沙方面在全球自然也是首屈一指。有外媒统计，中国近些年的沙子消耗量已经超过美国整个20世纪的消耗量。沙子短缺也上过新闻，2019年，央视就曾报道，由于砂石供应不足，很多地方的工程因此停工。可是滥采又不可取，我们该如何应对沙子短缺呢？

开源是必须的。有国内专家建议，可完善湖泊、河流的采砂计划，增加砂源。例如荆南四河河道是逐年淤塞形成，洞庭湖年平均淤砂量也达到了1亿吨，这些砂源都可以得到合理有序的利用。开源的同时，还需要节流。许多矿石、岩石都符合建筑需求，寻找替代品不失为另外一条出路；此外，随着这些年建筑业的发展，新材料新工艺层出不穷，通过工艺材料的改进，研发出适合建筑的新材料，同样可以避免沙子短缺的问题。

相对以上这些，其实我们还有更好的办法，那就是人工制砂，其中机械制砂是最常见的办法，所谓机械制砂，就是通过机械设备，破碎岩石、甚至废旧混凝土等材料，工程化地生产沙子。我们的网友中也有人提到了这个办法。机械制砂的好处也显而易见，相对河沙千万年的形成速度，自然要快的多；原材料呢也不需要操心，除了自然界的石头，各种建筑垃圾都可以当做原料。

考虑到我国每年有大量新建筑需要建设，同时又有大量老建筑需要拆除，原料来源几乎不用操心。机械制砂的技术也趋于成熟，工艺完善、节能环保。唯一的缺点就是现在的资金投入还较大，成本较高。但从长远发展来看，机械制砂无疑是一条可持续的发展道路。