科技猎本文来自微信公众号： 瞭望智库 （ID：zhczyj） ，作者：田硕，编辑：王乙雯，原文标题：《许多行业的关键原材料！看似随处可见，怎么就成了“抢手货”？》，题图来自：视觉中国
大浪淘沙、一盘散沙、泥沙俱下、沙里淘金……沙子在我们的印象里似乎随处可见、取之不尽。实际上， 作为最古老的建筑材料之一和使用量仅次于水的第二大自然资源， 它在建筑史乃至人类文明史上发挥了至关重要的作用。
然而， 沙子正在成为新的濒危资源。 据《自然-可持续发展》期刊称，未来40年，人类对沙子的需求可能会激增约45%。西班牙《先锋报》报道，沙子是许多行业的关键原材料，全球各国对沙子的需求或将使其成为新的濒危资源。2019年，曾发生多起由争夺沙子引发的国际凶杀案。
沙子，遭遇了什么？为何这么重要？
注：通常来说，我们使用“沙子”作为统称，而“砂子”则具有工程意义，是正规的工程建筑用语，意味着对其粒度有要求，一般比“沙子”颗粒更大。
“沙子黑手党”
早在2019年6月，在墨西哥南部的恰帕斯州，曾反对在当地河流非法开采沙子的环保人士何塞·弗洛雷斯被人枪杀。据报道，凶手还留下了一张威胁其家人和其他环保人士的纸条；两个月后，在印度贾拉斯坦邦，当地警方在试图拦截非法采砂车队时与对方发生枪战，最后导致两名工人死亡，两名警察受伤住院；紧接着9月，一名南非采砂企业家在与一群采砂工争执时身中7枪而亡。
这三起不同命案，虽然发生在不同大洲、不同时间、不同种族，彼此毫无关联，但是犯罪动机却是大同小异——争夺沙子。《科学》杂志在2017年9月发表的一篇文章表明， 沙子贸易带来的高额利润往往会导致社会和政治冲突，包括暴力、猖獗的非法开采和贸易，以及国家之间的政治紧张。
事实上，沙子短缺的问题越来越尖锐， 而合法的采砂公司大都受到特定配额限制，并且需要为开采支付特许权使用费或关税，所以合法供应远低于需求。 为了争夺沙子，多个国家发生暴力凶杀案件，影响非常恶劣。在牙买加甚至出现了全副武装的黑帮来抢走海边的沙子。在摩洛哥和印度等国，一些和政府势力勾结的围绕非法采砂业发展起来的有组织犯罪网络，被称作“沙子黑手党” （sand mafia） 。
非法采砂，在许多国家十分普遍。 除了摩洛哥和印度，牙买加、尼日利亚、以色列、印度尼西亚、越南和马来西亚等国都有着大量从事非法采砂作业以获取利润的犯罪团伙。据报道，过去10年来，在印度和肯尼亚等国，有数百人在争夺沙子的战斗中丧生，其中包括当地公民、新闻从业者、警察和政府官员。
在摩洛哥，有知情人士称，围绕非法采砂已形成一个有组织的网络，黑帮与官员共谋进行密集和有组织的贩运。一个有合法营业执照的挖沙船主说当地一个非常有组织的黑手党，不用交税，出售的沙子“既不洗涤也不脱盐”，而且不符合基本的建筑规定。“这些黑手党组织有各级的保护，他们什么都不用付，因为他们做任何事情都是用现金。”“很多钱都是通过这种贸易洗白的。”
“红色黄金”滋生罪恶
相关数据显示，印度每年对沙子的需求是2300万吨，但河床供应只能提供700万吨，这个缺口正好给了“沙子黑手党”一个生财之道， 并且非法获得的沙子成本仅有合法途径的一半。 因此，沙子在印度也被称为“红色黄金”。在印度很多地方，仅警察的“提成”就将河沙价格从每卡车1.5万卢比 （约200美元） 推高到4万至8万卢比。未经授权的采砂在印度变得非常普遍， 以至于沙子黑市被孕育出来， 每月的交易估值约1600万~1700万美元。
这种需求使得由当地大头目和腐败官员领导的犯罪网络获得了相当可观的经济利益。他们利用贫穷农民和分散的当地中间商，收集和运输非法开采的沙子，同时雇用暴徒以恐吓和暴力的方式处理和他们对抗的人。事实上， 这个联盟网络很大程度上是非正式的和多变的，不同的参与者根据不同的地区和季节而变化， 这有利于保护这个黑暗网络的运作。
“媒体人、政治领袖、警察、森林官员、地方法官、 （邦政府的） 矿业部长，以及矿业部门的官员，他们都是一条船上的，他们都参与分享非法采砂的收益。”一名退休的印度法官说。他目前担任北方邦公务员反腐监察员，他指出，在没有充分的证据将这些当事人一网打尽的情况下，打击腐败和贪污网络是一项艰巨的任务。
另一个问题是，在印度，沙子的开采属于各邦管辖，而不是中央政府。印度中央调查局 （Central Bureau of Investigation，CBI） 可以向各邦政府发出通知，要求调查所收到的投诉。但CBI官员无法强迫各邦按照命令行事。“要是他们跟这件事有关，他们会不会调查呢？”北方邦CBI办公室反腐败处官员斯里瓦斯塔瓦 （P.K.Srivastava） 也这样表示。他补充说，警方与政府还有沙商勾结，使得犯罪集团更难渗透。“诚实的官员一只手就能数的过来”。
此外，尽管大部分的非法采砂都是在露天进行的， 但是地点大都远离城市，警方的正常执法不太现实。 非法采砂本身的证据也不够， 在这个问题上拥有最直接法律权威的法院需要涉及特殊利益集团的材料，追踪极其困难。正因为如此，印度的“沙子黑手党”鲜有投诉控告。
不过，也有例外。
印度本德尔肯德地区一名叫亚达夫 （Brijmohan Yadav） 的社会环保活动家就曾说，他曾受非法贸易执法人员的恐吓和袭击。在他向警方投诉后的几天内，一群人就来到他的家里，威胁说如果他不撤销指控就杀了他，导致他不得不东躲西藏，不敢暴露自己。
2015年3月，一名经常与“沙子黑手党”对抗的印度班加罗尔的行政处官员被发现在家中上吊身亡，当地官员批评警方草率地将该官员的可疑性死亡定性为自杀。紧接着6月，印度中央邦一名记者据称因报道非法采砂而遭到报复被活活烧死。
德里森林与环境法律倡议组织的律师拉胡尔·杜乔 （Rahul Chaudhary） 指出，鉴于巨大的危险，任何与之作斗争的人都必须为后果做好思想准备。“如果你试图阻止那些赚这种钱的人，那你就是在主动招致威胁。”他说道。
最悲惨的一例发生在印度记者辛格 （Jagendra Singh） 身上，2015年6月1日，有人翻墙进入了他家，把汽油泼在了他身上并直接点燃。而之前一个多月，他一直在持续报道北方邦福利部长维尔马 （Rammurti Singh Verma） 涉嫌非法采砂的事 （辛格指出维尔马向当地警方每天行贿1万卢比，以允许采砂） 。当天辛格被送到医院，全身烧伤面积达50%以上。经过无比折磨的7天后，年仅46岁的他因伤势过重身亡。
故事还没有结束。当地官方称辛格是自杀身亡。在他的葬礼当天，他的儿子就起诉维尔马及5名警察谋杀罪，然而在维尔马与其家人接触后，他撤回了诉讼。后来他们家族向外界透露，他们接受了维尔马的钱来封口。而今这个家族中，只有辛格的女儿Diksha拒绝承认自己的父亲是自杀的，不接受封口费。“我父亲就是这样一个少有的揭露真相的人”，她说，要坚持为亡父讨回公道。
看起来很多，能用的很少
据2014年联合国环境规划署发布的《沙子，比人们想象的更稀缺》报告， 人们每年要消耗大约500亿吨的骨料 （工业术语，沙子和砾石混合的通称） ，足以覆盖整个英国，大约24万平方公里。仅在2012年，全球使用的沙子就能沿着赤道建造出高和宽各27米的墙。 相比之下，石油的年消费量仅34亿吨。
在基建上，沙子毫无疑问占据了最核心的位置。
从各种城市建筑物到道路，作为主要原材料，沙子无处不在；填海造陆一样少不了沙子的身影。此外，
沙子还是用于工业制造的重要原材料，
每扇窗户、每块手机屏幕都是沙子烧融后制成。甚至手机和电脑等众多电子设备的芯片上，也都用了沙子作为原材料。
或许有人要问，尽管沙子是重要原材料，但有什么理由争得你死我活？从占陆地总面积近三分之一的沙漠，到全球各地的海滩，再到江河湖海裹挟的滚滚泥沙，地球上到处都是沙子。
看起来很多，然而，能用的很少。
沙漠中的沙子虽然取之不尽，但是形状大小不符合要求 ——风化形成，形状太光滑圆润 （分选性高） ，并且更小 （粒度小） ，难以结合形成稳定结构制作混凝土；碱含量高，会影响建筑安全——在混凝土成型后的若干年后，其中的碱性物质与活性成分发生化学反应，会生成膨胀物质 （或吸水膨胀物质） 从而引起混凝土产生内部自膨胀应力，导致混凝土开裂。
河沙能用于建筑在于其有一定粒度，且分选性不好，棱角分明恰好可以承受多种角度的力，实现骨料的抗压和抗剪，理化特性更好。
对于海沙来说，其中含有大量氯化物，会腐蚀钢筋，危害建筑安全。 1995年，韩国首尔“三丰大厦”垮塌，造成20人死亡，615人受伤，直接原因之一便是使用了海沙浇筑立柱，致使钢筋腐蚀。我国的建筑法规定，海沙的氯离子含量只有小于0.06%才可使用，然而对海沙进行处理后作为建筑材料，会增加不少成本。
只有河床、河岸、滩涂、湖泊和海岸上比较粗糙有棱角的沙子才能较好满足人类的需求。 这些可用沙并非取之不尽。另外，尽管沙子是可再生自然资源，但是再生过程非常慢，加之全球城市化快速发展，消耗速度远远超过了自然生成速度，造成了沙子危机加重。
随着地球上的人口越来越多，城市正在以前所未有的速度和规模扩张。自1950年以来，全球城市人口数量增加了三倍多。目前的城市居民约为42亿。而据联合国预测，这一数字还将在未来的30年里再增加25亿，相当于每年增加8个纽约人口大小的城市。要建造容纳所有新增城市人口的楼房建筑以及纵横交错的道路，需要大量沙子。
在印度，每年的建筑用沙量自2000年以来增长了两倍多，而且仍在快速增长。而一个接一个的庞大建设项目使得位于沙漠的迪拜也需要从澳大利亚进口沙子，仅2014年迪拜进口沙子的费用，就高达4.56亿美元。
此外， 不仅用于建筑和基础设施，用于填海造地的沙子需求也越来越大。 采砂船每年都从海底吸走数百万吨的沙子，堆填在沿海地区，形成新的陆地。据荷兰的研究报告，自1985年以来，人类总共新建了13563平方公里的人工陆地，其面积相当于牙买加的国土面积。这些人造土地大部分是用大量的沙子填海而来。
近年来，全世界最著名的人造陆地莫过于迪拜的棕榈岛和世界岛。尼日利亚第一大城市拉各斯也正在大西洋沿岸填海造地，以增加约合9.7平方公里的城市土地。
新加坡在填海造陆方面则处于世界领先地位。根据联合国环境规划署的统计，新加坡在2014年就成为了全球最大的沙子进口国。相关数据显示，新加坡2018年从马来西亚进口的沙子有5900万吨，成本为3.47亿美元，占新加坡当年沙子进口总量的97％，也占马来西亚当年出口沙子总量的95％。而新加坡的国土面积从其建国初期的581平方公里，到如今的728平方公里，生生增加了四分之一，这些几乎都是通过沿海造陆得到的。
通过各项填海造陆计划的实施，新加坡将会在2030年实现增加100平方公里国土面积的目标。 然而由于填海所用的沙子几乎都是进口的，由此造成的环境破坏很严重，以至于印度尼西亚、马来西亚、越南和柬埔寨等邻国都开始限制向新加坡出口沙子。
另外， 工业用砂的需求也在大幅增加。 例如高纯度硅砂，其被用于制造玻璃、光学镜片、太阳能电池板以及电脑芯片等高科技产品。一种颗粒较小且特定尺寸的沙子专门用在高尔夫球道、沙滩排球与赛马场上。例如迪拜朱美拉高尔夫球场的沙子就进口自美国和加拿大，因为当地的沙子太细，球落地时会陷进去。2016世界沙滩排球巡回赛最后一站在加拿大多伦多举行。由于当地沙子不符合国际排联对场地用沙的要求，赛事赞助方搭起一个临时体育场，购买了约1360吨沙子，整整装了35辆挂车。
在美国，开采页岩油需要一种含硅量较高且对粒径有特殊要求的旱砂，这种叫做高压水砂破裂法的开采方法正在成为美国新的用砂需求。其后果是美国威斯康星州的大片农田和森林被毁，因为这些地方有很大的硅砂储量。
过度开采的后果
据英国《新科学家》周刊网站报道， 人类对沙子的需求可能在40年内飙升约45%。 他们认为，不加节制的消费可能会破坏环境，并导致这种城市扩张的关键材料短缺。同时，联合国环境规划署2019年的报告《沙子与可持续性：为全球沙子资源的环境治理寻找新的解决方案》预计，在可以预期的未来， 国际砂石贸易每年将增长5.5%。 可以说，如何保证“沙资源”得以合理、科学开发，所有国家都需要予以认真、周密考虑。
3月24日，《自然——可持续发展》 （ Nature Sustainability ） 称，荷兰莱顿大学的钟晓阳 （音） 团队计算出，全球建筑用沙年需求量将从2020年的32亿吨飙升至2060年的46亿吨，激增约45%，其中非洲和亚洲的需求量位居前列。钟晓阳 （音） 表示，“沙子危机一直被忽视，这正在造成严重的环境和社会后果。如果现在不采取行动，城市发展可能就没有足够的沙子。”
河沙需求量远远超过了自然恢复的速度。 正如联合国环境规划署研究员帕斯卡尔·佩杜齐所说：“对于任何物质而言，每年500亿吨的提取量都不可能不对地球和人类生活造成巨大影响。”
无节制采砂会对生态环境系统造成极大的破坏。
大部分沙子都是从河流和海洋底部挖出，连带着小鱼小虾和水生植物等直接吸走，而要知道的是，很多鱼类喜欢在水生植物里面产卵，非法采砂船严重破坏了河流生态， 对水生生物多样性造成了严重破坏，此外，还会造成珊瑚和海草场的退化；运沙船还可能携带入侵物种，给物种栖息地、迁移路径、生态群落和食物网带来巨大负担。 在印度北部的恒河地区，被侵蚀的河岸破坏了长吻恒河鳄的筑巢和繁殖场所，这种极度濒危的物种如今在野外仅存约200只。
联合国一份报告批评说，挖沙工程耗尽了迪拜所有的海沙资源，也造成了巨大的环境危害。原因很简单：海床挖沙无异于在海底制造了一次又一次令所有海洋生物窒息的“沙尘暴”和“人工地震”，铲除了珊瑚礁和其他生物的栖息地不说，搅碎的沉积物会使水变得浑浊，既使鱼类受到窒息，也会阻挡水下植被生长所需的阳光，甚至破坏了原来的水循环模式。一位英国科学家告诉《自然》杂志，迪拜周边海域的所有生态轨迹至今都呈下行趋势，而且在可以预见的未来难以恢复正常。
据联合国环境规划署科学家统计，从1968年至今， 世界范围内的天然海岸沙滩平均被侵蚀了50米左右。 尽管全球变暖是海岸受侵蚀的主要原因，但沙子的过度开采，无疑加快了原本就比较脆弱的海岸带生态系统的崩溃速度。
过度开采还会侵蚀海岸和河岸，导致其对自然灾害的防御和修复能力下降， 给防洪和航运安全埋下隐患。
2004年斯里兰卡在印度洋海啸中受灾惨重，就与大规模非法开采沙子有关。有的采砂船在防洪堤边上采砂，仅仅一艘船一晚上就能挖出一个大缺口，非法采砂船无序采砂过程中，将河流的防洪堤破坏得非常严重，严重降低了防洪堤的防洪功能，一旦洪水来临，对周围居民和农田等是灾害性打击。不仅如此，非法采砂还使河岸和河底坑坑洼洼，降低了水流的稳定性，大大增加了航行船只的危险系数。
过度开采还会加剧饮用水和粮食问题，以及安全问题。
在湄公河三角洲，旱季开采沙子破坏了当地的生活用水供应，加剧了东南亚最重要的粮食产区耕地的盐碱化。此外，据三名法国研究人员2013年的一项研究，仅在2011年就有约5000万吨的沙子被从湄公河开采出来，这些沙子足够覆满整个美国丹佛市达2英寸深。而湄公河三角洲的土壤仍在遭受自然侵蚀而流失，但其泥沙的自然补给却迟迟不到位，世界自然基金会大湄公河项目的研究人员认为，按照这个速度， 到本世纪末，湄公河三角洲将近一半的土地将会消失。
更糟糕的是，在柬埔寨和老挝两国的湄公河和其他河流，开采沙子甚至导致河岸坍塌，农田和房屋被河流吞噬。缅甸农民表示，伊洛瓦底江沿岸也发生了同样的事情。在斯里兰卡，开采沙子造成的海水入侵不仅破坏了饮用水，还导致了椰子、橡胶和茶叶等经济作物产量下降。
佩杜齐表示： “我们的社会实际上是建立在沙子上。然而，它却像房间里的大象不被重视。” 与锂、黄金、石油等资源相比，沙子的确并没有得到足够的重视。
沙子危机正在给人类敲响警钟：如果不能在短期内对自然采沙进行有效控制，那么，新的资源危机可能正在向我们靠近。
参考资料
Paul Salopek， Inside the deadly world of India’s sand mining mafia， National Geographic
Sonia Paul， How India's 'Sand Mafia' Pillages Land， Terrorizes People， and Gets Away With It， Vice News
Hamza Mekouar，'Sand mafias' threaten Morocco's coastline， Phys.org
Brandon Baker， What are 'sand mafias?'， Voice
Marion Guégan，He reported about an Indian politician’s ties to the ‘sand mafias’ — and was set on fire， Toronto Star
Vince Beiser， Chi Yin Sim， The Deadly Global War for Sand， Pulitzer Center
Vince Beiser， Why the world is running out of sand， BBC
Vince Beiser， The World’s Disappearing Sand， The New York Times
Vince Beiser，He who controls the sand: the mining 'mafias' killing each other to build cities， The Guardian
Aurora Torres， Jodi Brandt， Kristen Lear， Jianguo Liu，A looming tragedy of the sand commons， Science
Xiaoyang Zhong， Increasing material efficiencies of buildings to address the global sand crisis， Nature Sustainability
Mette Bendixen， Time is running out for sand， Nature
UNEP， Sand， rarer than one thinks， 2014
UNEP，Sand and Sustainability: Finding new solutions for environmental governance of global sand resources， 2019
UNEP， Sand and Sustainability: 10 strategic recommendations to avert a crisis， 2022
参考消息，《“沙子危机”正向人类袭来》
苏澈，《海洋科普（1727）| 沙子可不像看起来那样平平无奇》，海洋探秘
关鹏，《全球面临沙子短缺危机？我们缺的不是沙子，而是...》，科普中国
羊城晚报，《沙子远比你想象的珍稀》
科学艺术研究中心，《因为沙子黑手党，有一天也许我们再也没有砂土可用》
地球知识局，《新加坡，怎么越变越大了？》
中国砂石协会，《聚焦 | 全球砂石资源“争夺战”火爆——马来西亚限制砂子出口新加坡》
王烁，《被忽略的“沙子危机”》，新华每日电讯
正解局，《全球沙子不够用了：中国1年要用200亿吨，该怎么办？》
人民日报评论，《黄沙遍地，为何“一沙难求”？》
彭丹妮，《全球缺砂：它是开采量最大的自然资源》，中国新闻周刊
参考消息，《“粒粒皆黄金”西媒称沙子或将成为新濒危资源》
本文来自微信公众号： 瞭望智库 （ID：zhczyj） ，作者：田硕，编辑：王乙雯