为什么沙漠里的沙子不能利用起来?
不管你信不信,现在沙子是世界上除水以外消耗最多的自然资源。每年都大约500亿吨的“砂石”被开采使用,这是石油的10倍,足以覆盖整个江浙沪。
尽管全球沙漠化严重,从撒哈拉到戈壁沙漠,再到绵延十几万公里的海岸线,似乎沙子无处,但是它已经成为全球最稀缺的资源之一,全世界都在闹“沙荒”。
很早之前我就听说过江苏洪泽湖里沙子的争夺非常激烈,各方势力大打出手。其实相同事情发生在全世界,因为争夺沙子引发的斗争导致人员伤亡屡见不鲜。念态
世界各地大大小小的河流,因为沙子的开采早已变了样,最有名的是湄公河三角洲的消失。
那么问题来了,为什么世界上那么多沙子,我们只开采江河里的沙子呢?
沙子的用途有多广?
尽管沙子看起来微不足道,但它却是我们生活中至关重要的组成部分,是构建现代城市的主要原料。
我们居住的房子、写字楼、购物中心的混凝土,以及现在柏油路上的沥青,大部分都是用沙子和砾石粘合在一起的。
我们的每扇窗户、挡风玻璃和智能手机屏幕,甚至连现代高科技产品的硅芯片,都是由融化的沙子制成的。
然而,最终导致沙子出现危机的还是这些建筑物。
现在,我们城市化速度太快了,越来越多人去往城市发展,导致城市的扩张速度和规模远远超过了人类历史上的任何时期。
自1950年以来,生活在城市地区的人口数量增加了四倍多,现在已经超过42亿人生活在城市。
为了解决如此庞大人口基数的衣食住行,造房修路必不可少,这需要大量的沙子。
如果只是这样,沙子可能还能勉强够用,但是沙子不仅被用于建筑和基础设施,而且越来越多地被用于建造我们脚下的土地。
香港就是个典型例子,因为香港的人均用地面积太少了,所以只能通过填海技术来补充用地面积,填海需要大量的沙子。
许多经济发达的国家和地球都会陪高谨这样操作,所有这些导致了我们沙子的使用量如此巨大。
为什么不使用沙漠的沙子?
全球的沙子并不稀缺,问题在于我们使用的是哪种沙子。沙漠里,海岸线都是沙子,但是不同的形成因素,导致形成的沙子也不同。
沙子按粒度可分为粗、中、细三种类型。这些组分的确定很重要,因为它们影响沙子作为铺装层的塑性、强度和承载能力等工程特性。
而沙子的形状影响其密度、稳定性和整体工程性能,光滑的圆形颗粒对重排的阻力要小于表面粗糙颗粒。
决定沙子形状的是大自然的风或水,沙漠中的沙子主要是通过风化得到,这导致沙子的形状是光滑的圆形颗粒。
因此它们的表面不能提供足够多化学反应,所以浆体会发生滑移,混凝土的强度就会下降。
另外,沙漠中的沙子具有开放的结构,沙粒之间几乎没有互锁现象。如果这些沙子保持干燥,是可以给建筑物提供不错的承重能力;但如果沙子变湿,建筑物就会变软,就会断裂和倒芦基塌。
最重要的是,沙漠的沙子开采成本也较高,所以我们对沙漠的开采相对少一点。
虽然海沙也是由于水的作用形成的,但它也趋向于细圆,最重要的是,海水中存在的氯会腐蚀钢铁,最终导致钢铁的承载能力下降。
另外,海沙中的盐会吸收大气中的水分,带来潮湿,加快建筑物腐蚀老化。用海沙建造的结构可能不可持续,但对于它的开采一样很严重的。
最后
联合国预测,在未来30年内,还将有25亿人加入城市人口行列,这又需要多少的房子和公路呢?
纵观现在我周边稍微大一点的河流,基本都有一种被掏空的感觉,这些沙子的消耗对于河流未来是否会有负面影响呢?
由于沙子的开采历史并不是很长,我们不知道会带来什么深远的后果,但是可以肯定的是,过度的开采破坏了周边的农田和森林。
用肯定是可以用的,不过由于成本太高,没人愿意用。
其实从古至今,人们都有想过对沙漠中的沙子进行开发利用,也做过尝试,那么结果是怎么样呢?
沙漠面积约占地球陆地表面积的20%,但很遗憾的是,目前人类没有找到任何能够利用沙漠沙子的方式,那这究竟是怎么回事呢?
沙子最主要的用途就是用于建筑行业,由于全球范围内城市化进程加快,导致对沙子的需求量非常大,以至于很多地方出现了沙荒。我国湖南地区的多条公路以及建筑,正是因为缺沙导致停工。而河南地区的沙子供应量远远达不到需求量,只能满足1/5左右的建筑用砂需求。
随着用沙荒的到来,沙子的价格也水涨船高,从过去的几十元一吨长到了几百元一吨,然而即使如此,仍有许多地方买不到沙子。
曾经也有人想过用沙漠中的沙子替代河沙,但后来却放弃了。原因是因为沙漠中的沙子,是由风力侵蚀而成的,沙子之间会相互摩擦,以至于棱角过于圆润,在建筑用砂使用时,会导致建筑物承重能力下降,而且结构不稳,容易出现事故。
另外,沙漠中的沙子颗粒度太小,无法满足建筑用砂的需求。根据建筑行业的一位专家介绍说:砂石直接决定了建筑物的质量标准。对于建筑行业而言,沙漠中的沙子无法满足建筑行业的标准,因此无法用于修建各种建筑。
科研用沙
我们知道,沙漠中的沙子主要成分是二氧化硅,而二氧化硅可以用于制作各种光学镜片,按道理而言,沙漠中的沙子可以用于高精尖的行业,以及满足科学研究使用。
但很遗憾的是,无论是光学眼镜,还是实验室研究,对于沙子的需求量实在是太小了,几乎可以忽略不计。
另外,沙漠中的沙子具有强碱性,这是因为沙漠中的水汽蒸发量大,而降雨稀少,导致沙漠地区的水汽不断蒸发, 使得水中携带的各种碱性物质不断沉淀,以至于沙漠地区的沙子含碱量高。
而含碱量高的沙子需要经过二次加工之后才能使用,成本较高,所以很多科研机构会使用其他材料代替沙漠中的沙子。
运输成本
沙漠中的沙子之所以没有被开发的另一个重要原因是当地人烟稀少,环境恶劣,导致开采成本显著提高。
另外,我国的沙漠地区都身居内陆,而我国的城市化发展较快的地区集中在东部培袭首以及中部地区,距离沙漠较远,使得交通成本非常高,所以才没有大规模开采沙漠中的沙子。
其实,我国之所以没有从别的国家进口沙子也是因为运输成本较高。我们知道,并不是所有的国家都面临河沙枯竭的问题,有一些国家由于城市化进程放缓,而可供开采的河沙较多,因此可禅铅以从别的国家进口河沙。
然而能够对外出口的国家较少配数,大多都是距离我国较远的国家,比如:澳大利亚,以至于运输河沙的费用比我国的河沙价格更高,在市场上不具备竞争力,因此被淘汰了。
不过多说一句,如果有一天我国河沙价格飞涨,以至于即使从别的国家进口河沙需要高昂的运输费用,可能市场价格仍会具有竞争力,此时我们会从国家进口。这一点最典型的案例就是黄豆,美国黄豆比较便宜,即使加上高昂的运输费用仍然比国内黄豆价格要低,所以我国才没有大规模种植黄豆。
沙漠能被消灭吗?
既然沙漠中的沙子无法被人类利用,而且沙漠又会引起沙尘暴,那为什么我们不彻底消灭沙漠呢?
其实是因为沙漠是一种非常自然的地理景观,即使没有人类沙漠也会存在。而且,沙漠和海洋的比热容不同,导致在太阳直射下,两者的升温速度不同,以至于两者之间会出现温度差,引发热力环流,从而形成地球上复杂多变的气候类型。
人类之所以要植树造林,对抗的不是沙漠,而是沙漠化。而且植树造林的区域大多是沙漠的边缘,这样能够过滤来自沙漠的沙尘暴,使周围地区沙漠化程度放缓,以及不再受沙尘暴的威胁。
总结
总结下来,沙漠的沙子用途不大,一来是因为目前对沙子需求量较大的行业是建筑行业,而建筑行业对沙子的要求较高,沙漠中的沙子无法满足建筑行业的需求。二来是因为沙漠远离城市,导致运输成本显著上升。
正因为如此,所以对于沙漠中的沙子,目前并没有特别好的使用方式。