需求量僅次於水的建築用沙快沒了,為何不使用沙漠沙子和海沙?

刘昱彤 2020/11/05 檢舉 我要評論

在很多人的眼裡,地球最不缺少的可能就是液態水了,液態水不僅覆蓋地球71%的表面積,還是一切生命之源,從外太空看,擁有蓬勃生命的地球可以說就是一個藍色的大水球,但讓我們沒有想到的是,隨著環境污染的加重、氣候的極端化和世界人口的增加,今天可供人類使用的淡水資源越來越短缺了。

在21世紀的今天,由於社會的高速發展,不光淡水資源出現了短缺,還有另一種常見資源即將進入枯竭狀態,這種資源就是我們常見的建築用沙,其需求量僅次於水。2019年,《美國科學促進會登刊》的一篇新報告稱,由於全世界都在大量使用沙子,導致這一重要資源已經早早進入「沙荒」狀態,基本快沒了。

聯合國(UN)在2019年披露資料顯示,全世界每年消耗約500億噸沙子,也就是說每人每年使用7噸,由於超大的使用量,這不得不使人們瘋狂開採沙子,對生態環境已經造成了影響,這還不算,隨著世界人口的進一步增加,到2060年,沙子每年開採量將增加到820億噸,這引發科學家對沙子快沒了的擔憂。

說到沙子,人們會首先想起一望無際的沙漠,非洲的撒哈拉沙漠,面積達906萬平方千米,中國的塔克拉瑪幹沙漠,面積33萬平方千米,全球沙漠面積占陸地總面積的20%,沙子可以說是地球上數量僅次於水的另一種資源,尤其是沙漠中,為什麼科學家卻說它短缺呢?在解答這個問題前,我們先瞭解一下實際情況。

根據產地的不同,沙子一般可以分成三種,河沙、海沙和沙漠沙子,河沙是來源於淡水河中的沙子,由流水常年累月打磨岩石而形成,然後被自然水流累積在一起形成沙層,海沙雖形成原理和河沙一樣,但海沙存在於鹹得發苦的海水中,而沙漠沙子主要由日曬風蝕作用而形成,存在于一望無際的沙海之中。

為何沙漠沙子不被人類使用?

眾所周知,沙漠中的沙子是由日曬風蝕而形成,由於沙粒間長期摩擦,表面很光滑不說,顆粒直徑也很小,以建築角度來看,沙漠沙子很難和混凝土緊密凝聚在一起,即便你使用沙漠沙子蓋出了高樓大廈,但牢固程度令人堪憂。你可以想像一下,當把無數小圓珠放到混凝土裡,會起到加固混凝土的作用嗎?肯定不會。

由於沙漠蒸發現象極其嚴重,留下了大量鹽鹼地,多種能腐蝕金屬材料的化學物質早已混進沙子之中,若直接使用會縮短建築材料壽命,若使用淡水清洗,這將大大增加開採成本,還不如直接用河沙。鑒於這兩個原因,沙漠沙子不屬於建築用沙,即便是人類在沙漠中建造建築物,也會來到千里之外運回河沙。

為何海沙不被人類使用?

我們知道地球上最多的是海洋,因此海沙含量也是十分豐富,為什麼人類不使用海沙呢?這是因為海水中含有大量氯化鈉,化學式NaCl,氯化鈉另一個名字相信每個人都知道,食鹽,這就是為什麼海水鹹得發苦的原因。氯化鈉中的氯離子會侵蝕鋼筋,讓鋼筋在很短時間內鏽跡斑斑,給建築物帶來安全隱患。

當然,這並不是說海沙就完全不能使用了,若能對海沙進行除鹽處理也能正常使用,也就是說用大量淡水專門用來沖洗海沙,去掉氯離子。在建築中,混凝土拌制過程有嚴格規定,鋼筋混凝土中氯離子含量不應大於萬分之六。現在,世界已經出現了一些專門用來淡化海沙的公司,但在使用海沙前,一定要求達標。

所以就算地球沙子真的很多,但真正能被人類使用的沙子卻有限,還是以河沙為主,這就導致了沙荒問題。

沙荒難題如何解決?

近些年來,我國經濟處在高速發展之中,城市化進程走得很快,高速公路,樓房在大量建造,在十幾年前,就已經出現了沙荒問題,物以稀為貴,沙子價格一路水漲船高,從過去的幾十元一噸漲到現在的幾百元一噸,價格上漲了近十倍。聯合國(UN)發言人擔憂,不久未來,全球可能將會無沙可用的地步。

由於人類過度開採河沙,已經對河床及河流生態環境造成了破壞,從而影響漁業和地下含水層。在2019年的聯合國環境大會上,有科學家提議,要將沙子當作一種緊缺資源看待,與稀土礦、黃金礦等稀有資源同等看待,不能隨意開發,要求對沙子實施可持續的管理,進行合理應用。

與此同時,聯合國(UN)鼓勵科學家開發一種可代替沙子的建築材料,但是環顧全球,哪裡還能找得到一種數量非常大,又能代替河沙的建築材料?除非是用海水和土壤來代替。

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