全球面臨沙子短缺危機？我們缺的不是沙子，而是......

出品：科普中國
制作：關鵬（遼寧省自然事務服務中心）
監(jiān)制：中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心

前不久，美國媒體CNBC報道了一條讓很多人感到費解的消息，稱目前全球正在面臨沙子短缺的危機。

緊接著，CCTV再次報道了一則新聞，稱坐落在沙漠中的阿聯(lián)酋，每年要從國外進口沙子，迪拜每年也要花至少4億美元進口沙子。

沙子是真的不夠用了嗎？

沙漠里的沙子那么多，為什么不用呢？

多個報道提到，“沙漠的沙子顆粒非常的細小，在顯微鏡下可以看到，沙子由于風蝕形成而非常圓潤，不能作為建筑用砂”，這個表述基本是正確的。

但并不是因為“圓潤”不適合用于建筑，而是風成砂分選性更高，粒度非常小，以至于很難承擔建筑中的骨料的作用。一些水成砂的磨圓度可以非常高，但依然可以作為優(yōu)質的建筑用砂。

但沙漠中的沙子并非一定不能用于建筑，沙漠地區(qū)一些低矮的建筑，當?shù)氐纳匙优浜险惩梁推渌囊恍┏洚敼橇系某煞郑廊豢梢詽M足建設要求。

風的吹揚讓沙漠中的砂子顆粒更細

（圖片來源：Pixabay.com，CC0）

砂石能否用于建筑的決定性條件在于需要具備一定粒度，且分選性不好，參差不齊恰好可以承受多種角度的力，實現(xiàn)骨料的抗壓和抗剪。

阿聯(lián)酋之所以需要大量進口砂石，更確切的是因為其建設的建筑物設計需求大，需要理化特性更好的砂石骨料。

如何才能成為一粒合格的建筑用砂？

成為合格的建筑用砂的標準并不高，但人類使用現(xiàn)代混凝土的歷史僅百余年，但很多建筑物的設計使用壽命都要超過這個數(shù)。所以，很多建筑材料的問題是在幾十年后才發(fā)現(xiàn)的，進而對建筑骨料的認識也一直在發(fā)展變化，要成為優(yōu)質建筑砂的要求也越來越高。

最開始的要求僅僅是砂的粒度（細度模數(shù)）和配比，配合碎石滿足建筑骨架的構建。

但后來人們發(fā)現(xiàn)，建筑用砂中的含泥量和石粉含量，會影響粘合劑（主要是水泥）的效用。

隨著建筑設計需求的提高，發(fā)現(xiàn)砂子的材質（成砂母質），自身堅固性對建筑抗壓性有很大的影響。

生產(chǎn)中用到不同粒度的砂石骨料

（圖片來源：作者拍攝）

在混凝土成型后的若干年后，發(fā)現(xiàn)堿性物質與活性成分發(fā)生化學反應，會生成膨脹物質(或吸水膨脹物質)而引起混凝土產(chǎn)生內部自膨脹應力而開裂，這就是混凝土的堿集料反應。

沙漠中堿含量高，會影響建筑使用。這些原因都制約了沙漠的沙子成為優(yōu)質建筑用砂，不能滿足一些強度要求稍高的建筑。

我們也不難理解為何擁有堪稱藍星建筑展覽館的迪拜、阿布扎比等城市的阿聯(lián)酋需要舍近求遠的滿世界進口優(yōu)質砂石了。

全球砂石資源并不缺，真正危機的是開采方式

如果家里正在裝修或者對建筑行業(yè)有所了解的話，就會發(fā)現(xiàn)當下的砂石價格確實水漲船高，真的是砂石短缺導致價格上漲嗎？

首先可以確定的是，我們并不缺少砂石資源，特別是人類城市的發(fā)展特點——逐水而居，導致世界上絕大多數(shù)城市都建設在沖積平原上，既有平整的土地用于耕種和建設房屋，又可以獲得足夠的水源和便捷的交通，而在這些沖積平原下還有著豐富的砂石資源。

不缺砂石資源，為什么還會有沙子危機？

問題出在砂石資源開采方式上。

天然砂資源作為無風險礦種，無論是勘查還是開采都非常容易，既不需要高昂的勘查成本，資源稟賦條件幾乎是肉眼可識，也不需要什么復雜的開采技術，甚至連礦山開采中幾乎非常常規(guī)的炸藥都不需要申請，只需要一臺鉤機就可以滿足采掘條件（這也是天然砂盜采嚴重的重要原因）。

生產(chǎn)工藝簡單的砂石礦山 （圖片來源：作者拍攝）

但成也蕭何敗也蕭何，簡單松散的賦存特點也決定了天然砂必須使用露天開采的生產(chǎn)方式，而且開采厚度不大，但挖掘面積大，這就造成了極大的生態(tài)成本。

開采面巨大的露天砂石礦山 （圖片來源：作者拍攝）

當人民對生活環(huán)境和生態(tài)安全的需求迫切起來，社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟成為最響亮的聲音，這種環(huán)境代價巨大的天然砂產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然受到管控。

新型砂石骨料生產(chǎn)全封閉的車間，極大的減少的粉塵等環(huán)境影響

（圖片來源：作者拍攝）

從產(chǎn)業(yè)角度來看，對砂石土礦山采減數(shù)減量的管控，從源頭確定了合法開采砂石土礦山的數(shù)量和規(guī)模，匹配產(chǎn)能、產(chǎn)量和需求三者的關系，提高大中型礦山的比例，關停隨便一挖的小礦山，留存集約化、規(guī)模化的大中型礦山。

滿足綠色礦山建設要求的新型砂石骨料生產(chǎn)基地沙盤

（圖片來源：作者拍攝）

在國土空間管制的角度，隨著新的“國土空間規(guī)劃體系”建立，生態(tài)保護紅線、永久基本農(nóng)田和城鎮(zhèn)開發(fā)邊界三條管制區(qū)域落地，留給對環(huán)境影響巨大的礦業(yè)生產(chǎn)的時間不多了（大霧：空間不多了）。

以遼寧省為例，2018年底出臺了號稱歷史上最強的《關于深入貫徹落實新發(fā)展理念全面實施非煤礦山綜合治理的意見》（遼委發(fā)〔2018〕49號）管控政策，砂石土礦山從2018年基期的1200余家，減量至2000年末的300家。

當然這也提高了礦山生產(chǎn)的成本和準入門檻，但企業(yè)也因此獲取了更高的收益，有能力也有愿望進行合理的編寫并實施《礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案》和《礦山地質環(huán)境保護與治理恢復方案》，進行綠色礦山建設等高投入，降低生態(tài)和環(huán)境影響的生產(chǎn)工作，進而實現(xiàn)了砂石產(chǎn)業(yè)的供給側調整。

如此一來，砂石價格也出現(xiàn)了迅速上漲，而且引起了一些聲音。但這種上漲是在一個合理的區(qū)間內，而且也是對生態(tài)影響的合理補償。

未來獲取砂石資源還有哪些好的途徑？

鑒于新時代中國特色社會主義可持續(xù)發(fā)展思想和十八大提出的生態(tài)文明建設，合理控制天然砂開采，逐步提升機制砂石等替代砂源利用比例，優(yōu)化產(chǎn)銷布局，加快構建區(qū)域供需平衡、價格合理、綠色環(huán)保、優(yōu)質高效的砂石產(chǎn)業(yè)體系的礦政管理工作勢在必行。

不同粒度的機制砂生產(chǎn)車間 （圖片來源：作者拍攝）

多部委聯(lián)合發(fā)布的《關于推進機制砂石行業(yè)高質量發(fā)展的若干意見》，就是在砂石價格的上漲，市場需求仍然巨大，刺激機制砂產(chǎn)業(yè)興起的的背景下出臺的。

正所謂，天然不夠，機制來湊，天然砂資源被嚴格管控，但依然有非常多的具備制砂潛質的材料可以開發(fā)。

除了大家想到的河道航道疏浚砂、水庫庫區(qū)淤積砂，甚至海砂，建筑垃圾、礦山剝離廢石、礦渣和尾礦等砂石資源，在符合安全、生態(tài)環(huán)保要求的前提下也可以實現(xiàn)“變廢為寶”。

鐵礦山產(chǎn)生過程中產(chǎn)生的剝離廢石具有巨大潛力 （圖片來源：作者拍攝）

因為綠色文明建設需求的提升，建筑用砂的要求也越來越高，出現(xiàn)了生產(chǎn)方式和銷售價格雙提升。在制砂機的卷動下，砂子也“卷”了起來！

（ps：對文中一會兒“沙子”，一會兒又用“砂子”是不是挺懵？

通常來說，我們使用沙子作為統(tǒng)稱，而使用“砂”則是具有工程意義，意味著對其粒度是有所要求。）

感謝中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心遼寧總隊荊博對文章科學性的審核。