峰值砂

前言。砂底漆:

  • 没有沙子,就不会有混凝土、陶瓷、电脑芯片、玻璃、塑料、磨料、油漆等
  • 我们不能使用沙漠沙子,因为它太圆了,被风吹得光滑,而且不能粘在一起。你需要粗糙的边缘,所以沙漠沙子一文不值
  • 好的沙子变得如此稀有,在 70 多个国家有大量的非法开采。在印度,沙黑手党是最强大的,会为沙杀人。偷沙子在那里卖很容易。
  • 这导致了世界上 75%-90% 的海滩退化和大量的环境破坏。
  • 到 2100,所有的海滩都将消失
  • 澳大利亚正在向没有沙子的国家出售沙子 (比如阿拉伯联合酋长国,他们用他们所有的海洋沙子制造人造岛屿)
  • 沙子是一项大生意,销售额是每年 700亿美元
  • 混凝土是 40% 砂

需要多少沙子?

  • 200 吨平均房屋
  • 3,000 吨医院等大型建筑
  • 每公里公路 30,000 吨
  • 12,000,000 吨核电站 (相当于近 250 英里的高速公路)

一半的沙子被困在世界 845,000 座大坝后面。

爱丽丝 · 弗里德曼Www.www.apreswear.com作者的“当卡车停止行驶时: 能源和运输的未来”,2015,Springer,制造藻类生物燃料的障碍,和“嘎吱嘎吱!全麦手工片和饼干”。播客:德里克 · 詹森,实际准备,KunstlerCast 253,KunstlerCast278,高峰繁荣,XX2 报告

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喷泉,H.,等人 2019。融化的格陵兰被沙子淹没了。纽约时报。

冰川将岩石磨成淤泥、沙子和砾石。格陵兰希望有足够的沙子让他们成为一个沙子出口国,如果环境破坏不是太高的话。

那并不容易。几乎所有的沙子都是在离目的地 50 英里的范围内开采出来的,因为移动它们的成本太高了。所以格陵兰必须找到一种方法让移动的沙子盈利。

找到沙子的方法也是必需的,因为冰川产生的大部分是不适合混凝土的细淤泥。

然后,如果发现沙子,一个能源密集型过程就开始了。管道延伸到海底,吸了水和沙子。大量的,也需要提取到大型散货船,和新的端口,并装载设施。距离最近的大城市是相当大的,比 6-10 英里。波士顿是 2250 英里的伦敦 1900 英里远。

新闻中的尖沙:

吉利斯,j.R.2014年11月4日。为什么沙子正在消失。纽约时报

摘录,重新排列,有时转述或改写:

今天,世界上 90% 到的天然沙滩正在消失,部分原因是大规模合法和非法采矿、海平面上升、越来越多的严重风暴, 以及人类发展对海岸线的大规模侵蚀。许多低洼的屏障岛已经被淹没。

砂石行业现在的增长速度超过了整体经济。在美国,开采沙子的市场已经成为每年十亿美元的业务,自 2008年以来以每年 10% 的速度增长。内部采矿作业使用在露天矿井中工作的巨大机器在地表下挖掘,以获得古代冰川留下的沙子。但是随着需求的增加 -- 河流筑坝阻碍了山区内部的沙子流动 -- 沙子的自然来源一直在减少。

有人可能会认为沙漠中的沙子是一种现成的替代品,但是它的沙粒更细更光滑; 它们不会附着更粗糙的沙粒,而且容易被吹走。结果,沙漠之州迪拜从澳大利亚一路为海滩带来沙子。

现在全球海滩质量的沙子短缺是由依赖它的行业造成的。沙子对磨料、玻璃、塑料、微芯片甚至牙膏的制造至关重要,最近,对水力压裂过程至关重要。在中西部北部发现的硅酸盐砂的质量在那里产生了所谓的 “沙流”,自 2009年以来,该地区的沙坑开采增加了一倍多。

但是最大的工业消费者是混凝土工业。长岛华盛顿港的沙子 -- 1.4亿立方码 -- 从 1880 起建造了曼哈顿的隧道和人行道。混凝土仍然占据了采矿所能提供的 80%。除了水和空气,沙子是世界上最需要的自然元素,这种情况将海滩及其动植物保护置于极大的危险之中。如今,世界上最大的水泥供应商之一 Cemex 的一个分支机构仍在加利福尼亚的蒙特雷湾海岸忙碌,在那里它的运营危及到几个受保护的物种。

就发达国家而言,世界范围内出现的大型采砂作业,其中许多是非法的,正在看不见、也不为人知。但是在印度,政府已经介入限制其海岸的砂矿开采,现在被称为 “砂黑手党” 的非法采矿作业无视这些规定。在塞拉利昂,贫穷的村民被鼓励将他们的沙子卖给非法经营,毁坏他们自己的海岸捕鱼。一些印度尼西亚沙岛已经被采砂摧毁。
对于我们这些只在夏天去海滩的人来说,它们似乎是我们自然遗产的一部分,就像落基山脉和五大湖一样。但是海岸居民知道的不同。海滩是最短暂的景观,沙滩是最脆弱的。
然而,这场全球危机的程度被掩盖了,因为所谓的海滩营养项目试图在夏季人们回来时将沙子固定住,并修复损失,创造了永恒海岸的幻觉。

在明年夏天之前,无数的自卸卡车将会填满裸露的地方和恢复的沙丘。仅维珍尼亚海滩就被修复了 50 多次。近几十年来,东海岸屏障岛已经使用了 2300万的沙子,其中大部分是在内陆开采的,其余的是从沿海水域疏浚的 -- 这种做法扰乱了海底, 产生浑浊,杀死珊瑚床,破坏产卵场,损害近岸渔业。

是时候让我们了解沙子从哪里来,它将流向哪里。沙子曾经被锁在山里,在被释放到河流中并流向大海之前,它经历了亿万年的侵蚀。正如雷切尔 · 卡森在 1958年写的那样,“在每一个弯曲的海滩上,在每一粒沙子上,都有一个关于地球的故事。 “现在这些谷物再次被隔离 -- 通常是在导致海滩侵蚀的混凝土海堤中。

我们需要停止认为沙子是理所当然的,并认为它是一种濒临灭绝的自然资源。玻璃和混凝土可以回收回沙子,但永远无法满足每个度假村的需求。所以我们需要更好的海岸和沿海地区保护计划。海滩补给 -- 采矿、卡车运输和挖沙以满足游客的期望 -- 必须在个案的基础上进行评估,环境考虑是重中之重。只有这样才能确保地球的故事在接下来的章节中仍然以沙粒的形式讲述。

关于沙子的视频:

参考文献

海岸护理采砂: http://coastalcare.org/sections/inform/sand-mining/

关于采砂的维基: http://en.wikipedia.org/wiki/Sand_mining

采砂事实: http://threeissues.sdsu.edu/three_issues_sandminingfacts01.html

停止印度的非法采砂 http://www.washingtonpost.com/world/asia_pacific/indias-illegal-sand-mining-fuels-boom-ravages-rivers/2012/05/19/gIQA3HzdaU_story.html

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下面是美国内政部工业矿物结晶二氧化硅底漆的表格 http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/silica/780292.pdf 关于如何使用沙子 (更多用途见表 2):

表 1.商品中的二氧化硅和最终产品应用

商品/形硅胶/商业应用

  • 锑/石英/阻燃剂、电池、陶瓷、玻璃、合金
  • 铝土矿/石英/铝生产,耐火材料,磨料
  • 铍/石英/电子应用
  • 镉/石英、碧玉、蛋白石等/电池、涂料和电镀、颜料、塑料、合金
  • 水泥/无/混凝土 (混凝土混合物中的石英)
  • 粘土/石英、方石英/纸张、陶瓷、油漆、耐火材料
  • 铜/石英/导电,管道,机械
  • 碎石/石英/建筑
  • 硅藻土/石英,无定形二氧化硅/助滤剂
  • 尺寸石材/石英/建筑饰面
  • 长石/石英/玻璃,陶瓷,填充材料
  • 氟石/石英/酸,炼钢助焊剂,玻璃,搪瓷,焊条涂层
  • 石榴石/石英/磨料磨具,过滤,宝石
  • 锗/石英、碧玉等/红外光学、光纤、半导体
  • 黄金/石英,燧石/珠宝,牙科,工业,货币
  • 石膏/石英/石膏板 (预制建筑产品),工业和建筑石膏
  • 工业用沙/水晶/玻璃,铸造砂
  • 铁矿石/硅石、石英/钢铁工业
  • 氧化铁颜料/燧石、石英、无定形二氧化硅/建筑材料、油漆、涂料
  • 锂/石英/陶瓷、玻璃、铝制品
  • 菱镁矿/石英/耐火材料
  • 水银/石英/氯和苛性钠制造,电池
  • 云母/石英/接缝水泥、油漆、屋顶
  • 珍珠岩/石英等/建筑产品
  • 磷矿石/石英/肥料
  • 浮石/火山玻璃,石英/混凝土骨料,积木
  • 叶蜡石/石英/陶瓷,耐火材料
  • 砂石/石英/建筑
  • 硒/石英/复印机,玻璃制造,颜料
  • 铁铸造和钢铁用硅/石英/硅和铁硅铁
  • 工业; 计算机; 光电电池
  • 银/石英,硅石/摄影材料,电气和电子产品
  • 滑石/石英/陶瓷、油漆、塑料、纸张
  • 碲/石英/钢和铜合金,橡胶复合,电子学
  • 铊/石英等/电子技术、超导、玻璃合金
  • 油漆用钛/石英/颜料,纸张,塑料,飞机用金属,
  • 化学处理设备
  • 钨/石英/硬质合金的金属加工,耐磨损部件
  • 铁、钢和钛中的钒/石英、无定形二氧化硅/合金元素
  • 锌/石英等/镀锌、锌基合金、化学品、农业
  • 锆石/石英/陶瓷,耐火材料,氧化锆生产

在重工业中

铸造模具及核心生产金属铸件均采用石英砂。生产的耐高温硅胶砖用于衬里的玻璃和钢铁熔化炉,是另一种常用的结晶二氧化硅的行业。石油和天然气工业用结晶二氧化硅,打破岩石井里。操作泵水沙混合物,在压力下,进岩层断裂使石油和天然气可能引发的表面。超过 100万吨的石英砂,每年用于这一目的在 20世纪70年代和 20世纪80年代初石油钻井时处于颠峰。石英砂滤料也可用于过滤泥沙和细菌的水供应和污水处理换货。虽然这种结晶二氧化硅近年来有所增加,但毕竟是一小部分的总额。

高科技应用

从历史上看,结晶二氧化硅,如石英,一直是一种具有战略重要性的材料。第二次世界大战期间,电话和移动军用无线电中的通信部件是由石英制成的。随着今天对军事指挥、控制和通信监视的强调,以及复杂电子系统的现代进步,石英晶体设备的需求甚至更大。在光学领域,石英满足许多需求。它具有一定的光学特性,允许其在偏振激光束中使用。激光光学领域使用石英作为窗口、棱镜、光学滤波器和定时设备。高质量石英晶体的较小部分用于光学仪器中的棱镜和透镜。科学家们正在试验石英棒来聚焦太阳能应用中的阳光。石英晶体具有一种叫做压电的独特性质。压电晶体将机械压力转化为电能,反之亦然。当一个石英晶体被切割成与它的轴精确的角度时,它的压力会产生一个微小的电荷,同样, 在某些应用中,施加到石英上的电荷使其每秒振动 30,000 次以上。压电石英晶体用于制造电子振荡器,为无线电发射机和射频电话电路提供精确的频率控制。压电晶体可以滤除干扰频率的输入信号。压电晶体也用于石英表和其他计时设备

美国地质调查局 2011 矿产年鉴美国内政部美国地质调查局砂石,建筑

(这是 2014,但 2011 的最新数据,只有三分之一的人询问答复,统计的沙 vs 碎石不破了,没有关于生态破坏或盗窃, 总的来说,这是一份相当笨拙、不完整的报告,但不管怎样): 总共 8.1亿公吨(Mt) 的建筑砂石是 2011年在美国生产的。与 2010年的修正产量相比,这是 5 公吨的小幅增长,这是自 2006年以来的首次年产量增长,此前连续 4 年下降。这一小幅改善是对某些正在经历天然气和石油生产繁荣的国家经济体以及一些建筑部门需求增加的回应。

由于资源限制,沙子和砾石变得不可用或一些地区的经济状况,建造者们开始压碎基岩以产生一种人造的沙子和砾石,通常被称为碎石。

在 2011年生产的 810 吨建筑用砂砾中,有 60% 吨是在没有按最终用途分类的情况下报告或估计的 (表 4-5)。在剩余的 327 公吨中,44% 被用作混凝土骨料; 25% 被用于道路基层和覆盖物以及道路稳定; 13%,用于沥青混凝土骨料和其他沥青混合物; 12%, 用于施工填充; 每个大约 1%,用于混凝土产品、石膏和喷石砂,以及冰雪控制; 其余部分用于高尔夫球场维护、过滤、铁路压载、道路稳定、屋顶颗粒和许多其他杂项用途。

高昂的运输成本限制了对外贸易,主要是跨国的本地交易。美国的进出口相当于不到国内消费的 1%。

http://forcechange.com/71868/stop-illegal-sand-mining-in-india/

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