在很多人的眼里,地球最不缺少的可能就是液態(tài)水了,液態(tài)水不僅覆蓋地球71%的表面積,還是一切生命之源,從外太空看,擁有蓬勃生命的地球可以說就是一個藍(lán)色的大水球,但讓我們沒有想到的是,隨著環(huán)境污染的加重、氣候的極端化和世界人口的增加,今天可供人類使用的淡水資源越來越短缺了。
在21世紀(jì)的今天,由于社會的高速發(fā)展,不光淡水資源出現(xiàn)了短缺,還有另一種常見資源即將進入枯竭狀態(tài),這種資源就是我們常見的建筑用沙,其需求量僅次于水。2019年,《美國科學(xué)促進會登刊》的一篇新報告稱,由于全世界都在大量使用沙子,導(dǎo)致這一重要資源已經(jīng)早早進入“沙荒”狀態(tài),基本快沒了。
聯(lián)合國(UN)在2019年披露數(shù)據(jù)顯示,全世界每年消耗約500億噸沙子,也就是說每人每年使用7噸,由于超大的使用量,這不得不使人們瘋狂開采沙子,對生態(tài)環(huán)境已經(jīng)造成了影響,這還不算,隨著世界人口的進一步增加,到2060年,沙子每年開采量將增加到820億噸,這引發(fā)科學(xué)家對沙子快沒了的擔(dān)憂。
說到沙子,人們會首先想起一望無際的沙漠,非洲的撒哈拉沙漠,面積達906萬平方千米,中國的塔克拉瑪干沙漠,面積33萬平方千米,全球沙漠面積占陸地總面積的20%,沙子可以說是地球上數(shù)量僅次于水的另一種資源,尤其是沙漠中,為什么科學(xué)家卻說它短缺呢?在解答這個問題前,我們先了解一下實際情況。
根據(jù)產(chǎn)地的不同,沙子一般可以分成三種,河沙、海沙和沙漠沙子,河沙是來源于淡水河中的沙子,由流水常年累月打磨巖石而形成,然后被自然水流累積在一起形成沙層,海沙雖形成原理和河沙一樣,但海沙存在于咸得發(fā)苦的海水中,而沙漠沙子主要由日曬風(fēng)蝕作用而形成,存在于一望無際的沙海之中。
為何沙漠沙子不被人類使用?
眾所周知,沙漠中的沙子是由日曬風(fēng)蝕而形成,由于沙粒間長期摩擦,表面很光滑不說,顆粒直徑也很小,以建筑角度來看,沙漠沙子很難和混凝土緊密凝聚在一起,即便你使用沙漠沙子蓋出了高樓大廈,但牢固程度令人堪憂。你可以想象一下,當(dāng)把無數(shù)小圓珠放到混凝土里,會起到加固混凝土的作用嗎?肯定不會。
由于沙漠蒸發(fā)現(xiàn)象極其嚴(yán)重,留下了大量鹽堿地,多種能腐蝕金屬材料的化學(xué)物質(zhì)早已混進沙子之中,若直接使用會縮短建筑材料壽命,若使用淡水清洗,這將大大增加開采成本,還不如直接用河沙。鑒于這兩個原因,沙漠沙子不屬于建筑用沙,即便是人類在沙漠中建造建筑物,也會來到千里之外運回河沙。
為何海沙不被人類使用?
我們知道地球上最多的是海洋,因此海沙含量也是十分豐富,為什么人類不使用海沙呢?這是因為海水中含有大量氯化鈉,化學(xué)式NaCl,氯化鈉另一個名字相信每個人都知道,食鹽,這就是為什么海水咸得發(fā)苦的原因。氯化鈉中的氯離子會侵蝕鋼筋,讓鋼筋在很短時間內(nèi)銹跡斑斑,給建筑物帶來安全隱患。
當(dāng)然,這并不是說海沙就完全不能使用了,若能對海沙進行除鹽處理也能正常使用,也就是說用大量淡水專門用來沖洗海沙,去掉氯離子。在建筑中,混凝土拌制過程有嚴(yán)格規(guī)定,鋼筋混凝土中氯離子含量不應(yīng)大于萬分之六?,F(xiàn)在,世界已經(jīng)出現(xiàn)了一些專門用來淡化海沙的公司,但在使用海沙前,一定要求達標(biāo)。
所以就算地球沙子真的很多,但真正能被人類使用的沙子卻有限,還是以河沙為主,這就導(dǎo)致了沙荒問題。
沙荒難題如何解決?
近些年來,我國經(jīng)濟處在高速發(fā)展之中,城市化進程走得很快,高速公路,樓房在大量建造,在十幾年前,就已經(jīng)出現(xiàn)了沙荒問題,物以稀為貴,沙子價格一路水漲船高,從過去的幾十元一噸漲到現(xiàn)在的幾百元一噸,價格上漲了近十倍。聯(lián)合國(UN)發(fā)言人擔(dān)憂,不久未來,全球可能將會無沙可用的地步。
由于人類過度開采河沙,已經(jīng)對河床及河流生態(tài)環(huán)境造成了破壞,從而影響漁業(yè)和地下含水層。在2019年的聯(lián)合國環(huán)境大會上,有科學(xué)家提議,要將沙子當(dāng)作一種緊缺資源看待,與稀土礦、黃金礦等稀有資源同等看待,不能隨意開發(fā),要求對沙子實施可持續(xù)的管理,進行合理應(yīng)用。
與此同時,聯(lián)合國(UN)鼓勵科學(xué)家開發(fā)一種可代替沙子的建筑材料,但是環(huán)顧全球,哪里還能找得到一種數(shù)量非常大,又能代替河沙的建筑材料?除非是用海水和土壤來代替。有趣的科學(xué)探索內(nèi)容請關(guān)注唯一微信公眾號:有趣探索
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