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全球缺砂:它是開采量最大的自然資源

2019-11-04 來源: 中國振動機械網
砂荒 一場全球資源危機 美國作家Vince Beiser是國際上最早報道砂子問題的記者之一,著有《一沙一世界:沙子的故事以及它如何改變了文明》一書。2015年,當他在《連線》雜志上發表第一篇有關砂..

砂荒

一場全球資源危機

美國作家Vince Beiser是國際上最早報道砂子問題的記者之一,著有《一沙一世界:沙子的故事以及它如何改變了文明》一書。2015年,當他在《連線》雜志上發表第一篇有關砂子的文章時,未曾料到這一問題會像今天這樣廣受關注。僅在最近的某周內,他便收到一個紀錄片制作團隊、一個環保組織與兩名異國記者的采訪要求。

今年7月,他登上TED,演講題目是《我們正面臨一場全球砂子危機,卻沒有人談論它》。在演講開頭,他談起最初關注砂子危機的原因——那是一則不起眼的消息:印度一名菜農因為多年來一直倡議當地管理者阻止黑社會偷砂而遇害。隨著他開始追蹤砂子的故事,在南非、肯亞、墨西哥等國家,他發現近來因砂子而引發的爭奪與死亡不斷上演,成百上千的人們在過去幾年因此死去。

“從總量來說,砂子是世界上開采和交易量最大的資源之一,然而在許多地區,采砂同樣也是管理最缺位的人類活動之一。”聯合國環境署(UNEP)2019年2月發布的《砂子與可持續:尋找全球砂子資源環境治理新方案》報告開卷中寫道。

UNEP指出,大規模采砂活動對環境的影響,目前主要由媒體報道在引領社會關注,相比之下,科學與政策的支持卻是滯后的。現在,隨著UNEP等國際組織、越來越多的媒體、學者的介入,砂子正成為國際社會的新興議題。然而,Vince Beiser告訴《中國新聞周刊》,“它仍依然遠遠沒有得到該有的重視。”

(圖表制作:田昊)

重新認識砂子

0.0625~2毫米之間的顆粒物質被稱為砂,這個尺寸以下的為泥砂,以上則為砂礫(gravel)。地球上的砂子多由風與水的打磨形成,具體說來,它可以由冰河磨蝕石頭形成,也可以由海洋降解貝殼得到,甚至是火山熔巖與空氣接觸后驟冷并破碎而來。地表上下的巖石,漫長時間的剝蝕與物質變化后,分離成小一些的尺寸,河流帶著這些數不清的大大小小的石塊一路遠行,不斷磨蝕,并逐漸在河床與岸邊堆積起來,河砂由此誕生。

砂子的使用經歷了時間的考驗。15世紀,一個意大利工匠發明了將砂子制成透明玻璃的辦法,使得顯微鏡、望遠鏡等科技發明成為可能,推動了科學的文藝復興。如今,我們找到了砂子越來越多的用途。含硅量高于99%的砂子用在微芯片與光學鏡片中;一種顆粒較小且特定尺寸的砂子專門用在高爾夫球道、沙灘排球與賽馬場上;一種含硅量較高且粒徑有特殊要求的旱砂越來越多地用在頁巖中石油的提取,這種稱為高壓水砂破裂法的開采方法,成為美國新的用砂需求……從電腦芯片到玻璃、從手機屏幕到化妝品,砂子的影子伴隨著當代社會物質文明的繁盛。

不過,建筑才是砂子使用最廣的地方。人類將它使用在建筑中的歷史,至少可以追溯至古埃及時期。但是直到20世紀之交的前后數十年間,快速增長的人口才開始驅動著市場對砂子的巨大需求。砂子,連同尺寸更大一些的礫石一起,被稱為砂石骨料。根據世界自然基金會(WWF)2018年7月發布的報告《采砂對生態結構、過程與河流生物多樣性的影響》,每一年全球砂石骨料的開采量最高可達500億噸左右,其中300億噸用在建筑行業中,構成了僅次于水之后,人類用量第二多的自然資源。

開采海砂通常需要專門的大型裝備,但其含有的氯化物與貝殼碎片并不利于建筑——前者會腐蝕混凝土,后者的尖銳則會降低混凝土性能。與此同時,陸地上由風的力量形成的砂子則因表面過于光滑而無法聚合在一起,這就使得占地球陸地表面積20%的沙漠里的砂子,無法在工業社會上派上用場。這也是為何坐落在一片沙漠之上的迪拜,都要依賴鄰國和澳大利亞進口的砂子。

相比之下,河砂顯現出了巨大優勢——它基本不含有機物,且打磨的程度與尺寸剛好適用于混凝土需要。更重要的是,河砂無需昂貴的開采設備,也無需進一步加工,河砂易得又好用的特點使得它就像是為人類建設貼身打造的建筑材料。“在混凝土中,我們希望砂石骨料用的量越多越好,一是因為它便宜、成本低;二是因為它對于混凝土結構的穩定性至關重要,堆積得密集混凝土性能就越好。”一位建筑材料專家告訴《中國新聞周刊》,作為混凝土結構中最大量的組成部分,砂子質量的好壞直接影響工程質量。

1950年,全球約7.5億人居住在城市,如今這一數字超過40億。全球城市化的速度就好比每年新建了七座芝加哥。一路高歌猛進的基礎建設與商業地產開發,拓展和塑造了城市空間,讓越來越多的人離開鄉村、搬進樓房。從高速公路到機場、從高鐵到公寓樓,砂子、石頭、鋼筋等基礎材料撐起了這幅大建設的畫卷。

中國作為人口大國,其城鎮化顯著推高了人類對砂子的需求。改革開放的40來年間,中國的城鎮化率從17%一躍至58%。一個側面可以反映這種建設規模之大的數據是,中國僅2011年至2013年間的水泥消耗量就是美國整個20世紀的數量,在全球中的占比為58%。

WWF報告指出,近些年世界砂石料開采的增長很大程度上來自亞太地區,其中以中國尤甚。據市場研究機構Freedonia Group估算的數據,2016年全世界采挖了137億噸建筑用砂,亞洲使用了七成,其中,光是中國一國就用掉了亞洲一半的量。

UNEP報告指出,在缺乏砂子資源的地方,礫石或碎石制造的人工砂是一種替代方案,但其昂貴的成本限制了使用。來自河流與海岸邊的砂子,是目前應對需求增長的主要方式。而正是這種砂源的開采,因其對環境和社會造成的負面影響,正逐漸引發關注。

(印度比哈爾邦的恒河邊,采砂工將采來的河砂從船上卸到岸邊。圖/新華)

砂荒加劇

2010年,當聯合國環境署研究人員Pascal Peduzzi在牙買加尼格瑞爾調查海岸侵蝕問題時,他無法找到該國西海岸線遭到破壞的原因,直到當地的人們跟他提到偷砂黑幫——一群武裝齊備的不法分子,趁著深夜拖走成袋成袋的砂子,然后賣給海濱的開發商們。竟然有人會專門偷砂,這種行為令他感到驚訝,“我在環境部門工作超過20年了,但是砂子引起我的注意卻著實是個意外。”從那時起,他開始著手研究,并于2014年發布了第一個關于砂子開采的綜合報告《砂子,比人們想象的更稀缺》。

Pascal Peduzzi發現,作為開采量最大的資源,準確的砂石使用量卻沒有一個可靠數據。他在寫報告時只好這么來估算:混凝土由水、水泥、砂子、石頭配比而成,而水泥的量化比較明確,按1份水泥需要6~7份砂石料的標準來衡量,根據2012年全球水泥用量,可估算出這一年建筑中砂石料的用量大約在259至296億噸——如果將這么多混凝土鑄成一面27米×27米的墻,可以環繞地球赤道一圈。

再加上大量使用在填海工程、鋪路以及工業用途中的砂石,全世界一年消耗掉的砂石料保守估計在400億至500億噸,而這個量是全世界所有河流每年輸送的沉積物數量的兩倍。這個基于2012年的數據粗糙估算的開采量,卻幾乎是現在國際報告與學術文章中最廣泛引用的數據。

美國科羅拉多大學研究人員Mette Bendixen等人今年7月份在《自然》雜志上撰文指出,砂子,這種當代生活極為關鍵的一種原材料,卻沒人知道地球上到底有多少,以及開采了多少。她們檢索了2019年初之前發布的443篇關于采砂的文獻,其中只有38篇定量地描述了采砂量,長期性、全流域的沉積層監控項目也很少。Pascal Peduzzi指出,全球目前只有少數幾個發達國家開始有近幾年的、可靠的采砂相關數據。

至于中國的數據,中國砂石協會會長胡幼奕告訴《中國新聞周刊》,采砂行業過去是一個簡單的搬運業,并未列入工業體系。1981年,那時候中國出口天然砂石去日本,卻發現沒有跟中國對口的政府機構,中國砂石協會在這樣的背景下成立。

胡幼奕解釋說,在中國工業體系中,冶金和煤炭這樣的大宗資源上有冶金部、煤炭部這樣的國家部委,下有研究院、設計院、勘察院;而建材部過去管水泥、玻璃與陶瓷,砂石并未納入其中,因而缺乏權威的統計數據。換言之,中國對于天然河砂的儲量并無詳細數據可供參考。

“大量證據表明某些區域的短缺正在加劇”,德國綜合生物多樣性研究中心研究人員Aurora Torres等人2017年在學術類媒體《對話》中撰文指出。比如,在越南,根據該國建筑部門2017年聲明,越南國內對砂子的需求超過了保有量,如果這種不匹配持續下去,那么到2020年,建筑用砂就可能面臨枯竭。

隨著區域短缺與部分國家的開采禁令,砂子開始成為國際商品,過去20多年間貿易額增長了大約六倍。1965年獨立的新加坡,其規模浩大的人工填海造陸工程40多年間堆出了130平方千米的陸地,國土面積增加了20%,也讓這個國家成為全球最大的砂子進口國。與它毗鄰的印度尼西亞,以犧牲24個島嶼為代價,成為新加坡最重要的砂源地。2002年,印尼曾短暫地限制過對新加坡的砂子出口,這使得90年代后期平均每噸3美元的便宜砂子,2003年至2005年間一下子暴漲至190美元/噸。

新加坡對砂子的巨大需求,導致了馬來西亞、越南和緬甸等鄰國砂子開采的增多,也犧牲了它們眾多的海灘和河床,以至于印尼、馬來西亞和越南都限制或禁止了對新加坡的砂子出口。UNEP警示,新加坡的境況,可能是其他砂子資源匱乏國家可能面臨的未來。

(位于沙漠之中的迪拜城,其建筑用砂要從外國進口而來。圖/視覺中國)

呼吁采砂可持續

無論是碧水藍天的海灘照片,還是大漠孤煙直的沙漠景色,砂子總是作為背景默默地存在,隨處可見、隨手可得。但如果不知道海砂與沙漠里的沙子并不能用在建筑中,人們很難將印象中這個就像空氣和水一樣普通的物體,與它其實是一種有限的資源這一點聯系起來。然而,UNEP指出,目前砂石的開采速度遠遠超過其自然更新的速度。

“不存在什么全球砂子短缺,但存在區域性的短缺;不同使用類型的砂子短缺與否也不一樣。”Pascal Peduzzi解釋說。相較其低廉的價格,運輸成本成為限制其在國際上流通的商品,絕大部分砂子僅供應本地使用。據UNPE數據,1970年,全球記錄在案的自然資源貿易種類中,砂石所占比例最低,不足5%。

美國阿拉巴馬州立大學地質學教授David Shankman在接受《中國新聞周刊》采訪時就指出,作為用砂需求最高的亞洲,盡管近幾年受到管控,砂價有所上漲,但上漲幅度仍在人們可承受范圍內。在這種情況下,盡管美國砂子儲量非常豐富,受運輸成本所限,亞洲市場并不買賬。

David Shankman是最早一批來到中國鄱陽湖研究采砂影響的國際學者。2010年,他們發表的文章指出,僅2005年至2006年間,鄱陽湖挖走了2.4億立方米的砂子,成為全世界最大的采砂點;相較而言,美國三個最大的采砂點一年加起來的采砂量也只有0.16億立方米。如此大量的采砂讓鄱陽湖的水位快速下降,直接威脅了其濕地的存續,生物多樣性與周圍的農業、漁業等等都遭到破壞。

“世界上依然余有大量砂子,但在那些砂子易得又好用的采砂點,我們的確掏空了很多,以至于我們現在要走到越來越遠的地方,以越來越多的環境和生態破壞為代價。”Vince Beiser也表達了類似的觀點。

WWF報告通過綜述各種文獻發現,河道內采砂在大多數西方國家已經不再是主流和大規模活動。由于意識到采砂對大馬哈魚、北美鱒魚棲息地的破壞,美國最后一次大規模的河道采砂下降發生在1990年代西北部;在公眾壓力下,該國最后一個海岸采砂點也將于2020年底之前關閉。David介紹說,現在美國主要用的是河道平原的砂,即旱砂。

法國上世紀90年代禁止了采砂活動,而意大利早在50年代便意識到采砂帶來的負面影響……歐洲砂石協會信息表明,該區域現在主要使用旱砂,河道內采砂已不再作為砂石來源。在英國,隨著新建設的冷卻以及材料再循環使用的推動,英國近年的砂子消耗量相比2007年已經下降了四分之一。

但是,很多發展中國家的河道采砂卻未得到很好的控制,法外之地的采砂與全球砂子需求一同走高。Vince Beiser等人描述的“砂戰”出現在印度、馬來西亞、越南、牙買加、尼日尼亞等多個國家。

在摩洛哥,將近一半的建筑用砂來自非法盜采,偷砂者們將海邊砂子從一處搬運至另一處,用以修建濱海酒店與旅游設施,矛盾的是,比如,在該國北邊的海濱小鎮艾西拉,海岸侵蝕讓近海建筑岌岌可危。

東南亞是世界上河道內砂石挖掘數量很大的地方,其中很多都是非法開采。位于這里的湄公河三角洲,是全世界第三大的三角洲,也是東南亞地區最重要的“菜園子”,且以其生物多樣性聞名世界,如今,采砂引起的沉積物減少規模之大,與大壩修建等大型水利工程等量齊觀,威脅了三角洲的可持續性。

“(造成這個問題有)兩方面的原因:一是這些發展中國家不像大多數西方國家那樣有完備的法律、規則;二是在一些采砂有成文規定的地方,如果不能很好地執法并杜絕腐敗,那規則便無濟于事。”Vince Beiser認為,印度就屬于第二種情況。印度的建筑業在經濟門類中占比最高,但也是砂子引起的暴力也最多。這里負責監督采礦業的印度官員們常常被黑幫威脅,2014年至今,至少有70人因此而喪命。

Pascal Peduzzi告訴《中國新聞周刊》,許多國家開始探索人工砂的生產,這種方案如果可行,那么它對于環境的影響將會降低,因為相比于河流、海洋等流動的生態系統,在固定的采石場破碎石頭則是靜止的。他強調說,更重要的是,我們未來使用砂子的方式要更加高效,比如說,減少不必要的建設、回收建筑材料、尋找替代品等等。“同時,對于砂子應該如何開采也要加強立法,并且嚴密加強采砂活動監測。”

阿聯酋的迪拜,有著世界上最宏偉的建筑群之一。迪拜三個人工島的修建,耗光了其所有的海砂資源,僅其中之一的朱美拉棕櫚島,就需要用掉1.86億立方米的砂子與一千萬立方米的石頭;迪拜塔,這個世界第一高樓的修建,則依賴從澳大利亞進口的砂子。但2013年,緊挨著迪拜塔附近的市中心,辦公室空置率高達三成。

隨著海平面上升以及人口增多,填海造陸與城鎮化將用掉更多的砂子,到2030年,聯合國環境署預測,全球每年對砂石的需求將接近500億噸。未來砂子資源的緊張將會愈發嚴峻。就如Pascal Peduzzi說,“這實際上與過度捕撈或濫砍濫伐是同一回事,不過是另一種不可持續發展。”


本文關鍵詞:

資源 海砂 采砂 可持續

責任編輯:曉麗
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