無節制的貪婪開發——世界正在耗盡沙子

我們通常把沙子視為海灘和游樂場的東西，一種讓人聯想到藍海和金沙。人們一般認為，沙子無處不在、取之不盡。然而，誰會在意我們可能正在面臨的沙子危機？沙子實際上是極其重要且常被忽視的材料。令我們震驚的是，這種看似微不足道的東西，竟然是世界上最重要的固體物質之一。

如果把蛋白質比作人體的組成部分，那么沙子就是人類文明的基石，現代世界建立在它之上。若把沙子拿走，我們享用的智能手機、行駛的道路、家中的玻璃，甚至我們的房屋本身等許多事物都不會存在。

美麗的黃金海岸充滿著沙子的自然魅力

什么是沙子并不難定義：任何松散、堅硬且粒徑在0.0625毫米到2.0毫米之間的顆粒。大多數沙子只是石英，即二氧化硅，簡稱硅砂。夏天你踏上的海灘沙子，多半就是石英。暴露在陽光下會氧化，呈現金褐色。如果把全球海灘上的沙子加起來，數字超過7.5千萬億億（7.5×10^18）粒——也就是17個零位數。

沙子短缺的悖論鑒于撒哈拉沙漠中估計有1.5萬億億億粒沙子，非法采沙的緊迫性似乎并不必要。然而，盡管那里沙量巨大，但沙漠沙并不適合用于制造電腦芯片或玻璃，也不適合建筑用途。

由于強風侵蝕，沙漠沙粒過于光滑、過分圓潤，顆粒間產生空隙，無法與水泥等材料良好結合，因而不能用于混凝土或瀝青的制作。

相反，建筑用砂必須由參差不齊、棱角分明的顆粒組成，能像拼圖一樣相互嵌合，表面粗糙以便與水泥和粗骨料（如礫石與碎石）粘結。海浪將巖石和礦物研磨成海洋與湖泊沙粒，與河床中礫石與沉積物互相摩擦產生的磨蝕相比，水的緩沖作用使侵蝕更溫和，因此造就了適合建筑的沙。

沙子用于玻璃、微芯片、壓裂井等多種用途，但建筑用砂極可能是最重要的。這類沙雜質更多，含有更多微量礦物；粒形比用于高端技術的沙更有角度，但正是這種特性使它非常適合生產混凝土與瀝青——混凝土僅由水、某種結合材料、礫石與沙混合而成。泳池、人行道、地基、房屋、州際公路、紐約市的摩天大樓——沒有沙，這些都不存在。建筑工業革命后，建筑用砂的使用量猛增。比如1902年，美國僅生產約45.2萬噸砂礫；到那個十年末，這一數字已經達到5000萬噸。

建筑用砂可以從耕地挖取、從河流開采，也可以從海底疏浚，但海砂在用于混凝土前必須洗去海鹽，因為鹽會影響質量。總之，生產混凝土所需的砂表面看似充足，制造一噸混凝土大約需要七噸沙。

雖然用于混凝土的最佳砂（典型來自河流的粗糙有角砂）是可以再生的，但其再生依賴地質學的基本原理，即壓力與時間。含石英的巖石經過成千上萬年風化，然后沿河流下運釋放出硅砂。聯合國環境規劃署（UNEP）駐日內瓦的地質學背景專家阿爾諾·范德·維爾彭（Arnaud Vander Velpen）說：“我們實際上是在提取比自然補充更快的材料。”

盡管過去125年建設速度驟增，對混凝土的需求飆升，但全球河沙與建筑砂的跨境貿易量在過去25年里增長了六倍。據有關數字顯示，僅2016年，我國就使用了將近80億噸建筑用砂——足以把整個紐約州覆蓋一英寸深。

總的來說，沙子的開采量創歷史新高，支撐著一個至少價值1000億美元、甚至可能高達7850億美元的全球市場。然而最佳估計顯示，在國際上每年從地球上開采的400多億噸沙中，僅有約37.5%是合法開采，其余來自非法經濟。

他們把沙子從摩洛哥和西撒哈拉的海灘偷走。在東南亞也有類似的犯罪集團從事采沙。斯里蘭卡的采沙者會在許可地點超量開采，或從被禁止的地點運走沙子。2008年還有一宗廣為報道的案件，盜賊從牙買加海灘挖走數百噸沙，價值約100萬美元。

但在全球沙危機的中心印度，所謂的“沙子黑幫”普遍被認為是最大最兇的，年收入或許高達1000億美元——這一數字可與全球每年合法開采沙子的總市值相媲美。他們基本上只需一把鏟子就能成為企業家。

由于需求大于合法可采供給（受法規或許可限制），不法分子看到了轉運大量沙子的機會，每輛卡車運走的沙都進一步掐緊了合法供應。

法庭命令州政府確保馬哈拉施特拉邦（Maharashtra）沿海地區不再發生非法采沙。

然而非法采沙在那些地區仍在增加，印度各地更是如此。據估計，在每年開采的400億噸沙中，僅有約150億噸是合法開采的。

在印度，一些無許可證的采沙者用鐵鍬從河床挖沙；持證采砂者則會超額開采。還有黑幫存在，印度各邦并無單一統一的組織，而是由多個黑幫混雜而成。他們通常動用大型土方機械——自卸卡車、挖掘裝載機、推土機與運輸車——大量挖掘沙子，不顧許可證。2013年一宗由印度政府支持的倡議組織提起的訴訟給出了印度“沙子黑幫”或許最恰當的定義：一種涉及“承包商、政客、工會領袖、（地方官員）與稅務官員，以及腐敗警察之間不潔關系”的非法貿易。

在黑暗中行動，受黑幫雇傭的非法采砂者潛入村莊、海灘、河岸，任何可挖出大量沙的地方，然后將沙堆放在接近開采點的地方、通過黑市出售，

采沙“完全與建筑業相連”，而建筑業不會放慢建設步伐。印度正在大舉建設道路、橋梁、高速公路、建筑物以及任何類似西方的基礎設施——而這需要大量瀝青與混凝土。

盡管非法采沙對當地居民造成了巨大創傷，但往往被忽視的是其對環境造成的破壞。沙子黑幫常以河流或海灘沙為目標。與必須用大型疏浚船在深海拉取數百英尺以下沙子的高成本相比，在靠近建筑工地的河流采沙成本更低。其一，運輸成本會隨著采沙地距離增加而自然膨脹；其二，海砂需要清洗以去除鹽分，增加一道耗時工序。在土壤沉積或采石場內開采通常對非法采沙者也不利。然而聯合國環境規劃署早期預警與評估司主任帕斯卡爾·佩杜齊（Pascal Peduzzi）表示，這種方式反而更環保。

他們基本上只需一把鏟子就能成為企業家、非法開采必須快捷且簡單。因此，采沙者會到河流旁、村鎮旁，或直接到當地海灘。結果是，缺乏監管的采沙造成眾多負面影響。

德克薩斯大學達拉斯分校沉積學家扎克里·西克曼（Zachary Sickmann）把沙子沉積形成的多年過程比作傳送帶。一旦你在傳送帶某處開始取走沙子，就無意中阻斷了向下游或海灘更遠處輸送顆粒的過程。若在某處大量采沙，下游或下游一切將開始侵蝕。在印度最西端的喀拉拉邦（Kerala），從印度最長的湖泊溫班納德（Vembanad）連續流動的水域中已開采出1200萬噸沙，造成湖床每年下沉三到六英寸不等。

真正的后果最終由當地居民承擔。河岸與海岸線的侵蝕使房屋更易遭遇洪水與風暴潮破壞。重型設備揚起的塵土摧毀局部生態系統。村民賴以為生的農作物和漁業也受到打擊。本地水源亦遭破壞。沙子是天然過濾介質，可去除雜質并防止水變得過咸，這不僅對農民有利，也有助于保障當地水源。

2023年，聯合國環境規劃署（UNEP）啟動了"海洋沙土觀察站"，這是一個分析全球海洋環境中疏浚船只活動的平臺。該平臺的設想是為各國提供一種途徑，可以向聯合國核實這些船只的運營是否合法。目前，這個新平臺有望監測到全球多達60%的疏浚船只。

與此同時，沉積學家西克曼正在利用人工智能革命的工具。目前他正在開發"沙土ID"，這是一個基于機器學習的圖像分析平臺，用于追蹤沙粒的來源。西克曼表示，其目標是構建工具，讓人們能夠從世界任何地方追蹤"出現在他們碼頭或工地的沙土"的來源。

從石英到硅
隨著時間的推移，由于侵蝕作用，石英變得可用。風化作用剝落巖石，雨水將產物沖刷下山，很快它就蜿蜒進入陸地采石場、湖泊、河床和海洋。但就像貝多芬的交響樂一樣，地質學既美麗又復雜：并非所有沙土都一樣，這決定了那些硅砂顆粒能勝任的工作。

最純凈的石英砂，即二氧化硅含量至少95%、通常用于制造計算機芯片的設備。它也用于屋頂太陽能電池板。知名的高爾夫球場將這種沙子倒入困擾美巡賽職業選手的沙坑中。純二氧化硅也以其他有限的方式使用。玻璃制造，無論是精致的花瓶還是家用窗戶，都依賴于純度。水力壓裂也是如此：沙粒必須小到能進入土壤裂縫，同時也必須足夠圓滑，以允許地下氣體通過。一口壓裂井需要2.5萬噸此類沙土。

下一個前沿領域是尋找解決方案，通過減少對天然沙土的需求量，來徹底避開沙土黑幫。歐盟已要求其成員國回收70%的建筑和拆除廢棄物。荷蘭的建筑施工隊使用一種叫做飛灰的燃煤副產品，作為水泥和混凝土的骨料材料。由英國巴斯大學領導的一個試點項目，甚至嘗試在混凝土和水泥應用中使用粉碎的塑料代替沙子。

一個真正的變革者似乎是人造沙，更常被稱為"機制砂"。要制造機制砂，生產商會將石頭破碎成足夠小的碎片，直到其顆粒大小符合成為優質水泥和混凝土骨料的要求。然后清洗石頭，去除灰塵顆粒。

根據2025年9月發表在《混合進展》雜志上的一項研究，回收塑料廢物有助于形成可持續建筑材料。該實驗測試了六種不同塑料與沙子比例的混合物，塑料比例從10%到60%不等。研究人員發現，最能平衡強度和柔韌性的混合物使用了40%塑料和60%沙子的比例。

人們常說要保護森林、保護海洋、保護生物多樣化......然而，同樣重要的保護金色沙灘，卻往往被人們所忽視，是時候關心它們了。