经济

全球缺砂:它是开采量最大的自然资源

彭丹妮  2019-11-01 10:16:56

可供持续开采的砂子有限 而繁荣的城市化浪潮所表现出的 却是对砂子需求的无限

  砂荒

  一场全球资源危机

  本刊记者/彭丹妮

  发于2019.11.4总第922期《中国新闻周刊》

 

  美国作家Vince Beiser是国际上最早报道砂子问题的记者之一,著有《一沙一世界:沙子的故事以及它如何改变了文明》一书。2015年,当他在《连线》杂志上发表第一篇有关砂子的文章时,未曾料到这一问题会像今天这样广受关注。仅在最近的某周内,他便收到一个纪录片制作团队、一个环保组织与两名异国记者的采访要求。

 

  今年7月,他登上TED,演讲题目是《我们正面临一场全球砂子危机,却没有人谈论它》。在演讲开头,他谈起最初关注砂子危机的原因——那是一则不起眼的消息:印度一名菜农因为多年来一直倡议当地管理者阻止黑社会偷砂而遇害。随着他开始追踪砂子的故事,在南非、肯亚、墨西哥等国家,他发现近来因砂子而引发的争夺与死亡不断上演,成百上千的人们在过去几年因此死去。

 

  “从总量来说,砂子是世界上开采和交易量最大的资源之一,然而在许多地区,采砂同样也是管理最缺位的人类活动之一。”联合国环境署(UNEP)2019年2月发布的《砂子与可持续:寻找全球砂子资源环境治理新方案》报告开卷中写道。

 

  UNEP指出,大规模采砂活动对环境的影响,目前主要由媒体报道在引领社会关注,相比之下,科学与政策的支持却是滞后的。现在,随着UNEP等国际组织、越来越多的媒体、学者的介入,砂子正成为国际社会的新兴议题。然而,Vince Beiser告诉《中国新闻周刊》,“它仍依然远远没有得到该有的重视。”

 

  图表制作:田昊

 

  重新认识砂子

 

  0.0625~2毫米之间的颗粒物质被称为砂,这个尺寸以下的为泥砂,以上则为砂砾(gravel)。地球上的砂子多由风与水的打磨形成,具体说来,它可以由冰河磨蚀石头形成,也可以由海洋降解贝壳得到,甚至是火山熔岩与空气接触后骤冷并破碎而来。地表上下的岩石,漫长时间的剥蚀与物质变化后,分离成小一些的尺寸,河流带着这些数不清的大大小小的石块一路远行,不断磨蚀,并逐渐在河床与岸边堆积起来,河砂由此诞生。

 

  砂子的使用经历了时间的考验。15世纪,一个意大利工匠发明了将砂子制成透明玻璃的办法,使得显微镜、望远镜等科技发明成为可能,推动了科学的文艺复兴。如今,我们找到了砂子越来越多的用途。含硅量高于99%的砂子用在微芯片与光学镜片中;一种颗粒较小且特定尺寸的砂子专门用在高尔夫球道、沙滩排球与赛马场上;一种含硅量较高且粒径有特殊要求的旱砂越来越多地用在页岩中石油的提取,这种称为高压水砂破裂法的开采方法,成为美国新的用砂需求……从电脑芯片到玻璃、从手机屏幕到化妆品,砂子的影子伴随着当代社会物质文明的繁盛。

 

  不过,建筑才是砂子使用最广的地方。人类将它使用在建筑中的历史,至少可以追溯至古埃及时期。但是直到20世纪之交的前后数十年间,快速增长的人口才开始驱动着市场对砂子的巨大需求。砂子,连同尺寸更大一些的砾石一起,被称为砂石骨料。根据世界自然基金会(WWF)2018年7月发布的报告《采砂对生态结构、过程与河流生物多样性的影响》,每一年全球砂石骨料的开采量最高可达500亿吨左右,其中300亿吨用在建筑行业中,构成了仅次于水之后,人类用量第二多的自然资源。

 

  开采海砂通常需要专门的大型装备,但其含有的氯化物与贝壳碎片并不利于建筑——前者会腐蚀混凝土,后者的尖锐则会降低混凝土性能。与此同时,陆地上由风的力量形成的砂子则因表面过于光滑而无法聚合在一起,这就使得占地球陆地表面积20%的沙漠里的砂子,无法在工业社会上派上用场。这也是为何坐落在一片沙漠之上的迪拜,都要依赖邻国和澳大利亚进口的砂子。

 

  相比之下,河砂显现出了巨大优势——它基本不含有机物,且打磨的程度与尺寸刚好适用于混凝土需要。更重要的是,河砂无需昂贵的开采设备,也无需进一步加工,河砂易得又好用的特点使得它就像是为人类建设贴身打造的建筑材料。“在混凝土中,我们希望砂石骨料用的量越多越好,一是因为它便宜、成本低;二是因为它对于混凝土结构的稳定性至关重要,堆积得密集混凝土性能就越好。”一位建筑材料专家告诉《中国新闻周刊》,作为混凝土结构中最大量的组成部分,砂子质量的好坏直接影响工程质量。

 

  1950年,全球约7.5亿人居住在城市,如今这一数字超过40亿。全球城市化的速度就好比每年新建了七座芝加哥。一路高歌猛进的基础建设与商业地产开发,拓展和塑造了城市空间,让越来越多的人离开乡村、搬进楼房。从高速公路到机场、从高铁到公寓楼,砂子、石头、钢筋等基础材料撑起了这幅大建设的画卷。

 

  中国作为人口大国,其城镇化显著推高了人类对砂子的需求。改革开放的40来年间,中国的城镇化率从17%一跃至58%。一个侧面可以反映这种建设规模之大的数据是,中国仅2011年至2013年间的水泥消耗量就是美国整个20世纪的数量,在全球中的占比为58%。

 

  WWF报告指出,近些年世界砂石料开采的增长很大程度上来自亚太地区,其中以中国尤甚。据市场研究机构Freedonia Group估算的数据,2016年全世界采挖了137亿吨建筑用砂,亚洲使用了七成,其中,光是中国一国就用掉了亚洲一半的量。

 

  UNEP报告指出,在缺乏砂子资源的地方,砾石或碎石制造的人工砂是一种替代方案,但其昂贵的成本限制了使用。来自河流与海岸边的砂子,是目前应对需求增长的主要方式。而正是这种砂源的开采,因其对环境和社会造成的负面影响,正逐渐引发关注。

 

  印度比哈尔邦的恒河边,采砂工将采来的河砂从船上卸到岸边。图/新华

 

  砂荒加剧

 

  2010年,当联合国环境署研究人员Pascal Peduzzi在牙买加尼格瑞尔调查海岸侵蚀问题时,他无法找到该国西海岸线遭到破坏的原因,直到当地的人们跟他提到偷砂黑帮——一群武装齐备的不法分子,趁着深夜拖走成袋成袋的砂子,然后卖给海滨的开发商们。竟然有人会专门偷砂,这种行为令他感到惊讶,“我在环境部门工作超过20年了,但是砂子引起我的注意却着实是个意外。”从那时起,他开始着手研究,并于2014年发布了第一个关于砂子开采的综合报告《砂子,比人们想象的更稀缺》。

 

  Pascal Peduzzi发现,作为开采量最大的资源,准确的砂石使用量却没有一个可靠数据。他在写报告时只好这么来估算:混凝土由水、水泥、砂子、石头配比而成,而水泥的量化比较明确,按1份水泥需要6~7份砂石料的标准来衡量,根据2012年全球水泥用量,可估算出这一年建筑中砂石料的用量大约在259至296亿吨——如果将这么多混凝土铸成一面27米×27米的墙,可以环绕地球赤道一圈。

 

  再加上大量使用在填海工程、铺路以及工业用途中的砂石,全世界一年消耗掉的砂石料保守估计在400亿至500亿吨,而这个量是全世界所有河流每年输送的沉积物数量的两倍。这个基于2012年的数据粗糙估算的开采量,却几乎是现在国际报告与学术文章中最广泛引用的数据。

 

  美国科罗拉多大学研究人员Mette Bendixen等人今年7月份在《自然》杂志上撰文指出,砂子,这种当代生活极为关键的一种原材料,却没人知道地球上到底有多少,以及开采了多少。她们检索了2019年初之前发布的443篇关于采砂的文献,其中只有38篇定量地描述了采砂量,长期性、全流域的沉积层监控项目也很少。Pascal Peduzzi指出,全球目前只有少数几个发达国家开始有近几年的、可靠的采砂相关数据。

 

  至于中国的数据,中国砂石协会会长胡幼奕告诉《中国新闻周刊》,采砂行业过去是一个简单的搬运业,并未列入工业体系。1981年,那时候中国出口天然砂石去日本,却发现没有跟中国对口的政府机构,中国砂石协会在这样的背景下成立。

 

  胡幼奕解释说,在中国工业体系中,冶金和煤炭这样的大宗资源上有冶金部、煤炭部这样的国家部委,下有研究院、设计院、勘察院;而建材部过去管水泥、玻璃与陶瓷,砂石并未纳入其中,因而缺乏权威的统计数据。换言之,中国对于天然河砂的储量并无详细数据可供参考。

 

  “大量证据表明某些区域的短缺正在加剧”,德国综合生物多样性研究中心研究人员Aurora Torres等人2017年在学术类媒体《对话》中撰文指出。比如,在越南,根据该国建筑部门2017年声明,越南国内对砂子的需求超过了保有量,如果这种不匹配持续下去,那么到2020年,建筑用砂就可能面临枯竭。

 

  随着区域短缺与部分国家的开采禁令,砂子开始成为国际商品,过去20多年间贸易额增长了大约六倍。1965年独立的新加坡,其规模浩大的人工填海造陆工程40多年间堆出了130平方千米的陆地,国土面积增加了20%,也让这个国家成为全球最大的砂子进口国。与它毗邻的印度尼西亚,以牺牲24个岛屿为代价,成为新加坡最重要的砂源地。2002年,印尼曾短暂地限制过对新加坡的砂子出口,这使得90年代后期平均每吨3美元的便宜砂子,2003年至2005年间一下子暴涨至190美元/吨。

 

  新加坡对砂子的巨大需求,导致了马来西亚、越南和缅甸等邻国砂子开采的增多,也牺牲了它们众多的海滩和河床,以至于印尼、马来西亚和越南都限制或禁止了对新加坡的砂子出口。UNEP警示,新加坡的境况,可能是其他砂子资源匮乏国家可能面临的未来。

 

  位于沙漠之中的迪拜城,其建筑用砂要从外国进口而来。图/视觉中国

 

  呼吁采砂可持续

 

  无论是碧水蓝天的海滩照片,还是大漠孤烟直的沙漠景色,砂子总是作为背景默默地存在,随处可见、随手可得。但如果不知道海砂与沙漠里的沙子并不能用在建筑中,人们很难将印象中这个就像空气和水一样普通的物体,与它其实是一种有限的资源这一点联系起来。然而,UNEP指出,目前砂石的开采速度远远超过其自然更新的速度。

 

  “不存在什么全球砂子短缺,但存在区域性的短缺;不同使用类型的砂子短缺与否也不一样。”Pascal Peduzzi解释说。相较其低廉的价格,运输成本成为限制其在国际上流通的商品,绝大部分砂子仅供应本地使用。据UNPE数据,1970年,全球记录在案的自然资源贸易种类中,砂石所占比例最低,不足5%。

 

  美国阿拉巴马州立大学地质学教授David Shankman在接受《中国新闻周刊》采访时就指出,作为用砂需求最高的亚洲,尽管近几年受到管控,砂价有所上涨,但上涨幅度仍在人们可承受范围内。在这种情况下,尽管美国砂子储量非常丰富,受运输成本所限,亚洲市场并不买账。

 

  David Shankman是最早一批来到中国鄱阳湖研究采砂影响的国际学者。2010年,他们发表的文章指出,仅2005年至2006年间,鄱阳湖挖走了2.4亿立方米的砂子,成为全世界最大的采砂点;相较而言,美国三个最大的采砂点一年加起来的采砂量也只有0.16亿立方米。如此大量的采砂让鄱阳湖的水位快速下降,直接威胁了其湿地的存续,生物多样性与周围的农业、渔业等等都遭到破坏。

 

  “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点,我们的确掏空了很多,以至于我们现在要走到越来越远的地方,以越来越多的环境和生态破坏为代价。”Vince Beiser也表达了类似的观点。

 

  WWF报告通过综述各种文献发现,河道内采砂在大多数西方国家已经不再是主流和大规模活动。由于意识到采砂对大马哈鱼、北美鳟鱼栖息地的破坏,美国最后一次大规模的河道采砂下降发生在1990年代西北部;在公众压力下,该国最后一个海岸采砂点也将于2020年底之前关闭。David介绍说,现在美国主要用的是河道平原的砂,即旱砂。

 

  法国上世纪90年代禁止了采砂活动,而意大利早在50年代便意识到采砂带来的负面影响……欧洲砂石协会信息表明,该区域现在主要使用旱砂,河道内采砂已不再作为砂石来源。在英国,随着新建设的冷却以及材料再循环使用的推动,英国近年的砂子消耗量相比2007年已经下降了四分之一。

 

  但是,很多发展中国家的河道采砂却未得到很好的控制,法外之地的采砂与全球砂子需求一同走高。Vince Beiser等人描述的“砂战”出现在印度、马来西亚、越南、牙买加、尼日尼亚等多个国家。

 

  在摩洛哥,将近一半的建筑用砂来自非法盗采,偷砂者们将海边砂子从一处搬运至另一处,用以修建滨海酒店与旅游设施,矛盾的是,比如,在该国北边的海滨小镇艾西拉,海岸侵蚀让近海建筑岌岌可危。

 

  东南亚是世界上河道内砂石挖掘数量很大的地方,其中很多都是非法开采。位于这里的湄公河三角洲,是全世界第三大的三角洲,也是东南亚地区最重要的“菜园子”,且以其生物多样性闻名世界,如今,采砂引起的沉积物减少规模之大,与大坝修建等大型水利工程等量齐观,威胁了三角洲的可持续性。

 

  “(造成这个问题有)两方面的原因:一是这些发展中国家不像大多数西方国家那样有完备的法律、规则;二是在一些采砂有成文规定的地方,如果不能很好地执法并杜绝腐败,那规则便无济于事。”Vince Beiser认为,印度就属于第二种情况。印度的建筑业在经济门类中占比最高,但也是砂子引起的暴力也最多。这里负责监督采矿业的印度官员们常常被黑帮威胁,2014年至今,至少有70人因此而丧命。

 

  Pascal Peduzzi告诉《中国新闻周刊》,许多国家开始探索人工砂的生产,这种方案如果可行,那么它对于环境的影响将会降低,因为相比于河流、海洋等流动的生态系统,在固定的采石场破碎石头则是静止的。他强调说,更重要的是,我们未来使用砂子的方式要更加高效,比如说,减少不必要的建设、回收建筑材料、寻找替代品等等。“同时,对于砂子应该如何开采也要加强立法,并且严密加强采砂活动监测。”

 

  阿联酋的迪拜,有着世界上最宏伟的建筑群之一。迪拜三个人工岛的修建,耗光了其所有的海砂资源,仅其中之一的朱美拉棕榈岛,就需要用掉1.86亿立方米的砂子与一千万立方米的石头;迪拜塔,这个世界第一高楼的修建,则依赖从澳大利亚进口的砂子。但2013年,紧挨着迪拜塔附近的市中心,办公室空置率高达三成。

 

  随着海平面上升以及人口增多,填海造陆与城镇化将用掉更多的砂子,到2030年,联合国环境署预测,全球每年对砂石的需求将接近500亿吨。未来砂子资源的紧张将会愈发严峻。就如Pascal Peduzzi说,“这实际上与过度捕捞或滥砍滥伐是同一回事,不过是另一种不可持续发展。”

责任编辑:郭惠芬