全球性沙子短缺！迪拜每年花4亿美金进口沙子，我国该如何应对？|二氧化硅|沙子|沙漠|河砂|海砂

除了水资源之外，沙子就是目前全球消耗量最大的自然资源了。

那么对于沙漠面积占据陆地面积五分之一的地球，为什么沙子会面临稀缺的危机？人们大量开采和使用沙子用来建筑工程，面对建筑材料短缺的情况，又该采用哪些方法来应对呢？

世界性沙子短缺到什么程度了

就在今年的3月5日，美国媒体CNBC报道了一条令人难以理解的新闻，说的是目前全球正在面临沙子短缺的危机。沙子短缺？

想必很多人也会对这个消息感到十分疑惑。要知道，全世界陆地面积为1.62亿平方公里，大约是地球总面积的三分之一，更何况沙漠面积就有陆地总面积的20%，并且还有43%的土地正在面临沙漠化的威胁。大沙沙漠、利比亚沙漠以及撒哈拉大沙漠等等，想象一下，一片没有尽头般的沙漠就铺在你的脚下，难道世界上还缺沙子吗？

迪拜花重金进口沙子

但是事实上，沙子短缺的问题已经在困扰人类的社会生活了，毕竟人类社会对于沙子的需求还是很大的。当年，身为“土豪大哥”的迪拜在建造高828米，名为哈利法塔的摩天大厦时，使用了将近82万吨的混凝土，并且其中有至少40%的原材料就是沙子！除此之外，在2020年间，迪拜总共建造了12座摩天大厦。

那么这么多的沙子需求是怎么满足的呢？是从自家的沙漠里搬运过来的吗？

当然不是，因为沙漠中的沙子含碱的程度比较大，并且沙粒经风化后粗糙程度不高，所以沙漠中的沙子在不经过特殊处理后是很难用于工业建筑的。因此，实际上迪拜每年都需要花费超过4亿美元的资金从世界各地购买沙子，而全球对于沙子的需求量更是超乎想象。根据联合国环境署的预测，等到2030年的时候，全球每年对于沙子等石砾的需求将会达到500亿吨左右。

为什么人们对于沙子的需求会这么大呢？

其中第一个重要的原因，就是在建造楼房的工程项目中，沙子是不可或缺的基本原料之一。像之前所提到的，从2004年到2010年，迪拜用时七年建造的哈利法塔，这座828米高的塔，总共用了33万立方米的混凝土以及14.2万平方米的玻璃，而这些，都需要上万吨的沙子来作为原材料，因此，盖房子时所需要的大量混凝土也就意味着大量沙子的使用。

其实自混凝土进入人们的视野之后，它的使用率一直都是居高不下，举个例子，在2011到2013年的三年间，我国水泥的使用量就足足有64亿吨之多，而其中沙子的使用量更是远超水泥；根据不完全的调查显示，每年，全球单单在建筑工程中使用的沙子就超过了400亿吨，这是什么概念呢？大约就相当于5座围绕地球一圈的沙制长城。

虽然全球沙子的稀缺程度已经超出了我们的想象，但是并不是每一种沙子都面临短缺问题，其中稀缺的沙子主要是河砂和山砂这类建筑用沙，迪拜每年花4亿美金进口的沙子就是这些建筑用沙，如河砂、海砂……

那么对于建筑沙的稀缺情况，我们该怎么去解决这个问题呢？

其中的一种方法就是适当地开采海砂资源，以此来缓解河砂过度开采的问题。也许很多人会感到疑惑，“海砂不是对工程建设有危害吗？”

是的，海砂中含有丰富的氯离子和硫酸根离子，其中氯离子会腐蚀混凝土中的钢筋材料，影响建筑工程的使用寿命和安全性；硫酸根离子也会侵蚀混凝土，形成硫铝酸钙，由于硫铝酸钙相对于之前的反应物，其体积会明显增大，进而增大混凝土内的应力，严重破坏混凝土的质量和结构。之前我国台湾就因为没有重视海砂中杂质离子的腐蚀性，导致出现了大批牢固性极差的“海砂房”。

尽管海砂应用在建筑工程中，有着上述的安全隐患威胁着，但是实际上，只要对海砂进行淡化处理以及其他的保护机制处理，海砂在建筑工程中的前景还是可观的，而对海砂的应用，典型的就是目前正在使用的的海砂海水混凝土，该混凝土在制作过程中，掺和了粉煤灰以及硅酸盐水泥等来提高耐久性，同时还确保了混凝土中的氯离子含量低于0.025%，避免原海砂中过高的氯离子带来负面影响。海砂海水混凝土的研制打破了传统混凝土技术的局限，充分地利用了海砂资源，有效地缓解了河砂资源有限的问题。

当然，除了可以用一定的海砂来替代河砂，人造沙子也是一种有效的应对方法。毕竟物以稀为贵，随着沙子的稀缺，全球市场的沙子价格被不断抬高，一些国家甚至开始禁止出口本国的沙子。通过机械的磨碎等来模拟沙子自然形成的过程，以此来制造的机制沙，是缓解沙子稀缺问题的不错选择。

沙子可以制备玻璃

另外，在建筑房屋时，沙子不仅仅被用于混凝土的制备，装修房子所用的玻璃也是以沙子作为原料的——玻璃是石英砂、纯碱和石灰石在2000℃高温下熔化形成的，而沙子中就富含硅酸盐，在经过研磨、混合熔化等操作后，就会逐渐转变为玻璃液，然后再送入锡槽成型，一块简易的玻璃就基本完成了。

不过直接以沙子来加热熔化的话，其形成的玻璃只是普通玻璃，并不能按照防弹玻璃等来相比较；而且因为沙子是直接引用的，其中铁离子等杂质会相应地影响玻璃的颜色，就像水中加色素一样，铁离子会使形成的玻璃呈现绿色。

在微电子领域沙子也是重要原料之一

除了在建筑工程中需要大量的沙子，沙子也是一种很好的电池原材料。因为在锂离子电池的领域里，二氧化硅作为负极材料的储锂性能是很好的，而沙子本身的主要成分就包括二氧化硅和一些其他的金属氧化物，并且其中二氧化硅的含量占了百分之七十三，在经过稀盐酸的简单提纯后，原始沙子中的二氧化硅质量比更是可以达到85%。

据科学研究表明，当对沙子进行粉碎、研磨后，适度减小沙子颗粒的尺度，不仅仅能提高沙子的电化学储锂活性，还可以提高相对应电池的首次放电容量。当然，并不是研磨过程时间越长越好，原始沙子中的金属氧化物等物质，对研制的储能产品也是起着稳定材料作用的，如果沙子的研磨时间过长，超过108小时的时候，其结果会导致样品的循环稳定性大幅度下降。

除此之外，沙子也是微电子产业发展的基石，在该领域里，无论是智能手机，还是办公电脑，它们的芯片等元件几乎都需要以沙子为原材料来研制。

合理开采沙子刻不容缓

沙子在人们生活的各个领域都有着大量的需求，而人们为了满足这些需求，一直肆无忌惮地开采着大自然，全球的沙子以及相关的自然生态也因此都受到了不同程度的损害；并且，在开采沙石的同时，人们对于沙子开采量的统计和保护一直以来都没有做到令人满意。采砂项目的过度开发以及偷沙盗沙的行为，使得目前对于沙子开采量的估计始终都是过低的。