沙子为何不够用了

马志飞

2021年3月15日，我国北方地区突然遭遇了一场近十年来强度最大、影响范围最广的沙尘暴。而就在这几天之前，联合国环境规划署却发出警告：全球正面临沙子短缺危机。一边是黄沙漫天，遮天蔽日，另一边却说沙子不够用了，这到底是怎么回事呢？

据媒体报道，在过去20年里，全球的沙子使用量增加了两倍。单在建筑工程方面，全球每年消耗的沙子大约为400亿～500亿吨，主要原因在于人口的增长和城市化的迅猛发展，导致人类消耗沙子的速度远远超过了它自然生成的速度。照这样发展下去，到本世纪中叶，需求就可能会超过供给，这也就意味着沙子真的不够用了。“沙子危机”的后果已经逐渐凸显，这不仅仅让全球的建筑业受到严重影响，还限制了包括数十亿个用于灌装新冠疫苗的玻璃瓶在内的各种产品的生产。

其实，这并不是我们第一次听到关于“沙子危机”的警告。早在2014年，联合国环境规划署就曾发表了一份令人震惊的报告，报告中指出：即使保守估计，全球对沙子和沙砾的需求也已经达到400億吨/年以上。可想而知，随着世界人口的不断增长和城市化的不断推进，这个数字仍在不断增加。

沙子可谓是我们地球上最常见、最普通、最平凡的物质之一，几乎存在于我们生活的每一个角落。虽然它们看起来很不起眼，似乎一文不值，但实际上具有十分重要的应用价值。

最重要的用途是建造高楼大厦。普通混凝土就是以水泥、石子、沙子和水为主要原料，按照适当的比例混合搅拌之后形成的，其中，沙子主要起到填充石子之间的空隙、使混凝土更加密实的作用。不仅如此，沙子还是填海造岛的主要原料。比如，迪拜在拉希德港附近建造的“世界岛”，由300个人工岛屿组成一幅世界地图，每个岛屿面积大小从1.4万平方米到4.2万平方米不等。据统计，为了建设岛屿就需要3.26亿立方米的沙子。

沙子的主要成分是石英，即二氧化硅，它是制造玻璃的主要原料。之所以说“沙子危机”会连累到新冠疫苗的生产，就是因为生产用于灌装新冠疫苗的玻璃瓶需要沙子作为原料。而随着全球新冠疫苗生产力的提高，预计未来两年全球将需要20亿支玻璃药瓶。怪不得有学者声称：“生产灌装疫苗的玻璃瓶比生产疫苗还困难。”

沙子也是制造半导体的重要原材料，智能手机、照相机、计算机等电子产品中的硅大部分都是从沙子中获取的。除此之外，防护河流堤坝的沙袋、运动场里的沙坑、儿童乐园里的沙子城堡，甚至沙画艺术家在背光玻璃上创作绘画，也都离不开沙子。在一些污水处理工艺中，沙子还被用来制造过滤器，在水通过沙粒层时把所含的杂质分离出去。

说到这里，可能有人会问：既然沙子那么重要，那么我们为什么不利用沙漠里的沙子呢？用它们来建造房子，岂不是一举两得吗？

要回答这个问题，我们首先需要搞清楚沙漠里的沙子是如何形成的。沙漠在地球上分布得十分广泛，约占地球陆地面积的三分之一，它以气候干旱、植被稀疏、风沙吹蚀作用强烈为典型特征，年平均降水量小于250毫米。在风吹、日晒以及强烈的昼夜温差变化等风化和侵蚀作用下，岩石逐渐破碎成为碎片，最终变成细碎的沙粒。但是，这种沙子颗粒太小，过于光滑，且所含的矿物成分比较复杂，不符合建筑用沙的标准，目前只在一些特殊领域使用，比如经过加工之后做成砂砖或铺设路面用的透水砖。

相比之下，河道中的沙子是经流水侵蚀而形成的，它们有棱有角，表面粗糙度适中，而且经过长期的冲洗，所含杂质较少，从河流中就地取材，再用滤网筛选就可以直接使用。但很多位于河道中下游的粒径过小的泥沙，同样不适用于建筑行业。但河沙的产地和产量都十分有限，就连迪拜这样地处沙漠腹地的国家，为了建造摩天大楼和新岛屿，每年都要花费4亿多美元从国外进口沙子。

然而在河湖中大肆挖沙，降低水位，会对生态环境造成一定破坏，影响水生动植物的繁衍生息，从而破坏生物多样性，还可能会引起水土流失、河流塌岸等严重灾害，因此，沙子既是一种珍贵的自然资源，也是生态环境的重要组成部分。出于各方面的考虑，马来西亚、柬埔寨和印度尼西亚等许多国家已经明令禁止沙子出口。

沙子短缺的问题已然成为21世纪全球可持续发展面临的最大挑战之一，但愿我们能尽快找到解决办法。比如说，用机器将岩石破碎制造沙子，努力找到利用沙漠沙子的方法，或者发明新的建筑材料替代沙子，早日摆脱“沙子危机”的困扰。