使用量僅次水 專家警告砂石恐短缺

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使用量僅次水 專家警告砂石恐短缺

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來源:今日新聞

全世界對沙子的消耗量僅次於水

全世界對沙子的消耗量僅次於水,也是維持現代生活不可獲缺的原物料,聯合國環境規劃署氣候科學家佩杜齊(Pascal Peduzzi)近日指出,沙子短缺可能是21世紀面臨最大的挑戰之一。

全世界對沙子的需求無窮無盡

沙土被用於建造道路、橋樑、高速公路等建設,沙子也是製作玻璃、矽晶圓的原料之一。全世界對沙子的需求基本上可以說是「無窮無盡」,但沙子卻是升值最少的原物料,雖然短時間沙子不會耗盡但短缺的問題逐漸浮現。

人類必須意識到沙子短缺的嚴重性

聯合國環境規劃署氣候科學家佩杜齊(Pascal Peduzzi)在智庫「Chatham House」的網路研討會上表示,人們可能要開始改變沙子「用不完」的印象,如果人們沒有意識到問題的嚴重性,那麼未來人類將會在土地規劃、沙子供應上面臨問題。

佩杜齊表示,目前沙子的使用量難以估計,但透過沙子和水泥使用上的密切關聯:沙子和礫石的用量是水泥的10倍,可以間接推測。據聯合國統計,每年水泥產量約為41億噸,主要產地為中國,佔目前所有以沙為建材的建築58%,代表全世界每年消耗400至500億噸的沙子,足以建造一座高、寬27公尺的高牆圍繞地球一圈。

開採砂石勢必會對環境、水資源帶來一定的破壞,中國、印度是全世界主要開採砂石的國家,產地集中在河川、河岸等地方。過去20年由於都市化,建築物大增,全球沙子用量暴漲3倍,使用率遠高於自然風化形成沙子的速度。

佩杜齊預測,依照工業化發展,人口成長以及都市化等趨勢,未來世界對沙子需求量可能呈現「爆炸性」增長,現在世界是時候意識到沙子短缺問題了。
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為什麼世界正面臨沙子短缺危機?

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為什麼世界正面臨沙子短缺危機?


2019年9月,一名南非企業家被槍殺。8月,兩名印度村民在一場槍戰中喪生。再往前的6月,一名墨西哥環保活動人士被人殺害。

三個兇案現場雖然彼此相隔數千英里,但都有一個叫人難以相信的共同原因:爭奪21世紀最重要但卻最不被看重的一種商品,即人們眼中再普通不過的沙子。沙子爭奪戰引發的暴力浪潮正愈演愈烈,而上述僅是其中最新的四名受害者而已。

沙子看似卑微不足道,但在我們當今的生活中卻不可或缺。沙子是建設現代城市的主要原料。我們用來建造購物中心、辦公室大樓和公寓樓房的混凝土,以及用來修建道路連接這些商業住宅大樓所使用的瀝青,大部分都是用沙子和砂礫攪拌粘接而成。每扇窗戶、每個擋風玻璃和智能手機屏幕,其玻璃都是用沙子燒融後製成。甚至我們的手機和電腦裏的硅晶片,以及我們家中幾乎其他所有電子設備,都用了沙子為原料。

你或許要問,儘管沙子是重要原料,但有何理由要為沙子爭奪得你死我活?我們的星球到處都是沙子。從撒哈拉沙漠到亞利桑那州的大沙漠都有綿延不盡的沙丘。世界各地海岸線上的海灘也都是沙子。我們甚至只需花少少錢就可以在我們附近的五金店買到幾袋沙子。

但信不信由你,今天全球正面臨著沙子短缺的危機。既然地球上幾乎每個國家都有這種物質,而這種物質似乎又取之不盡用之不竭,但這一自然資源又怎麼會快要耗盡呢?

因為除了水之外,沙子是地球上人類消耗最多的自然資源。人們每年要使用500億噸的「骨料」(工業術語,沙子和礫石混合的通稱)。這500億噸的量足以覆蓋整個英國。

而問題在於工業使用的沙子是有選擇的。沙漠中的沙子雖然取之不盡,但對我們基本上沒用。人類開採的沙子絶大多數用來製造混凝土。用於此目的,沙漠中沙粒的形狀不符合要求。沙漠的沙是經風而不是水的侵蝕而形成,因此形狀太光滑、太圓潤,無法粘接在一起形成穩定的混凝土。

我們需要的沙子是在河床、河岸、河漫灘、湖泊和海岸上開採的比較粗燥的沙子。對這種沙子材料的需求量非常巨大,以至於全世界的河牀和海灘的沙都被開採一空,甚至為開採這種珍貴的建材不惜破壞農田和森林。在越來越多的國家,犯罪團伙開始涉獵盜採沙子行業,催生出一個往往會鬧出人命的沙子黑市。

聯合國環境規劃署(United Nations Environment Programme)研究員帕斯卡爾·佩度日(Pascal Peduzzi)認為,「很多人對出現沙荒感到意外,但不應該為此大驚小怪。不論任何物質,我們不可能每年開採500億噸而不會導致對地球和人們生活的巨大影響。」

造成沙荒供應危機的主要原因是全球城市化發展太快。全球人口每年都在增長,而且從農村遷往城市生活的人口也在每年增長,特別是在發展中國家。在亞洲、非洲和拉丁美洲,城市正在以人類歷史上前所未有的速度和規模大幅擴張。

從1950年代至今,全球生活在城市地區的人口已增長了三倍多,現約為42億人。聯合國預測,在未來30年裏,還將有25億人進入城市,這相當於每年增加8個紐約大小的城市。

要建造容納所有新增城市人口的樓房建築,以及連接樓房的交通道路,需要大量的建築用沙子。在印度,建築用沙量自2000年以來每年增長兩倍多,而且仍在快速增長。僅中國一個國家在這十年裏使用的沙子就可能比美國在整個20世紀使用的沙子還要多。對某些類型的建築用沙的需求如此之大,以至於坐落在巨大沙漠邊緣的迪拜(Dubai)要從澳大利亞進口沙子。沒錯,澳大利亞出口的沙子是賣給沙漠國家的阿拉伯人。

不過沙子不僅用於建築和基礎設施,也越來越多地用於填海造地。從加利福尼亞到香港,體型越來越大、馬力越來越強的挖沙船每年從海底吸走數以百萬噸計的沙子,堆填在海岸地區,人工建造出新的陸地。迪拜棕櫚樹形狀的島嶼可能是近年來從無到有建造的最著名的人造陸地,而全球同樣的填海人造陸地還很多。

尼日利亞第一大城市拉各斯(Lagos)正在大西洋海岸地區填海,以增加2400英畝(9.7平方公里)的城市土地。擁有的天然土地面積在世界上排名第四大的中國,也填海增加了數百英里長的海岸線,蓋了好幾座島嶼做豪華度假村。


這種新造的人工地產可帶來巨大利潤,但常常要付出高昂的環境生態代價。在海底挖沙已經破壞了肯尼亞、波斯灣和美國佛羅里達的珊瑚礁。而且還破壞了海洋生物的棲息地。使用吸沙管抽沙使水域變得渾濁,會危害到離開原棲息地的海洋生物。馬來西亞和柬埔寨的漁民發現他們的生計被海洋挖沙所破壞。在中國,填海造地破壞了沿海濕地,以及魚類和水鳥的棲息地,並增加了水污染。

還有新加坡,這個國家填海造地世界領先。為了給近600萬國民創造更多的空間,這個高人口密度的城市國家在過去40年裏填海新增加了50平方英里(130平方公里)的土地,而填海的沙子都是從其他國家進口。因此造成的環境破壞非常之嚴重,以至於印度尼西亞、馬來西亞、越南和柬埔寨等鄰國現在均限制向新加坡出口沙子供其填海。

根據荷蘭一個研究小組的報告,自1985年以來,人類總共為世界海岸增加了5237平方英里(13563平方公里)的新生人工土地,其面積相當於牙買加的整個國土。這些人造土地大部分是用大量的沙子填海而來。

開採沙子用於混凝土和其他工業用途更具破壞性。用於建築的沙子通常採用河沙,需要從河流中開採。用吸沙機甚至是水桶把沙子從河中抽上來是輕而易舉之事,而且船裝滿了沙子後,運輸也很容易。但挖掘河牀會破壞水底棲息生物的棲息地。攪碎的沉積物會使河水變得渾濁,既使魚類受到窒息,也會阻擋水下植被生長所需的陽光。

河沙開採正在導致越南湄公河三角洲(Mekong Delta)的緩慢消失。湄公河三角洲是2000萬人口的家園,為越南糧倉,是該國一半稻米的產區,東南亞其他地區的大部分大米也產自這裏。但現在因為氣候變化,海平面上升,湄公河三角洲每天要流失相當於一個半足球場面積的土地。但研究人員認為,土地流失的另一個原因是人們在湄公河三角洲掠奪性地開採河沙。

數百上千年以來,發源於中國青海崇山峻嶺中的湄公河崩騰而下帶來的泥沙在流入南海時形成三角洲衝積平原。但近年來,在湄公河流經的幾個國家都開始從河牀大規模挖沙。根據三名法國研究人員2013年的一項研究,僅在2011年這些國家在湄公河就開採了約5000萬噸的沙子,這些沙子足夠覆滿整個美國丹佛市達2英寸深。而同時不幸的是,近年來湄公河上已經修建了五座大型水壩,中國、老撾和柬埔寨還計劃再建12座水壩。大壩的建設進一步減少了流向三角洲的泥沙。

換言之,湄公河三角洲的土壤仍在遭受自然侵蝕而流失,但其泥沙的自然補給卻沒有繼續。世界自然基金會大湄公河計畫的研究人員認為,按照這個速度,到本世紀末,湄公河三角洲將近一半的土地將會消失。

而更壞的是,在柬埔寨和老撾兩國的湄公河和其他河流開採沙子,甚至導致河岸坍塌,農田和房屋被河流吞噬。緬甸農民表示,伊洛瓦底江(Ayeyarwady River)沿岸也發生了同樣的事情。

此外,從河流中開採沙子也給世界各地的基礎設施造成了數百上千萬美元的損失。開採時攪起的沉澱物堵塞了供水設備。將河岸的砂石開採一空,橋樑的地基就會暴露在外,得不到支撐。在加納,採砂工人挖動了太多的地面,以至於山坡上建築物的地基暴露於外,使得樓房有倒塌的危險。這不僅僅是理論上的風險,事實上確有這樣的危險發生。2000年,台灣的一座橋樑因採沙而垮塌。第二年葡萄牙發生類似因挖沙造成的橋樑垮塌事件,當時一輛公共汽車剛好從這座橋樑上駛過,結果造成70人死亡。

人類對高純度硅砂的需求也在飆升。硅砂被用於製造玻璃以及太陽能電池板和電腦芯片等高科技產品。美國蓬勃發展的水力壓裂開採頁岩氣行業也需要強度很高的高純度硅砂。其後果是美國威斯康辛州農村地區的大片農田和森林被毀壞,因為這些地方不幸恰好有很多珍貴的硅砂儲量。
因此爭奪沙子開採的競爭變得非常激烈,以至於在許多地方,黑社會犯罪團伙逐利而來也加入爭奪,開採成百萬頓的沙子在黑市上出售。根據人權組織的說法,在拉丁美洲和非洲的部分地區,兒童被迫在沙場裏充當奴隸勞工。這些黑社會團伙就像其他地方的有組織犯罪一樣,通過賄賂腐敗的警察和政府官員來為他們的非法經營開路。當他們認為有必要時,就會攻擊甚至殺害那些擋路的倒霉鬼。

墨西哥南部恰帕斯州(Chiapas)的一名環保活動家何塞·路易斯(José Luis Álvarez Flores)因反對在當地一條河流中非法開採沙子,2019年6月被人槍殺。據報道說,他的屍體被發現時,其身旁還有一張威脅他的家人和其他活動人士的紙條。兩個月後,印度拉賈斯坦邦(Rajasthan)警方試圖阻止一輛裝載非法開採的沙子的拖拉機車隊時遭到槍擊。隨後的槍戰導致兩名採砂工死亡,兩名警察入院治療。今年早些時候,南非一名採砂工人在與另一組採砂工發生爭執時被人開了七槍。

上述僅為最新的傷亡事件。近年在肯尼亞、岡比亞和印度尼西亞,爭奪沙子貿易的暴力活動已奪去了許多人的生命。被印度媒體稱之為「沙子黑手黨」的犯罪團伙已造成數百人受傷和數十人死亡。遇難者包括一名81歲的教師和一名22歲的活動人士,他們分別被砍死,另有一名記者被燒死,至少三名警察被運沙車碾死。

現在人們已逐漸意識到工業建設依賴沙子危害很大。許多科學家正在研究用其他材料代替混凝土中沙子的作用,比如以煤電廠留下的粉煤灰、塑料碎片、甚至碾碎的油棕殼和稻殼來代替。其他一些公司正在研究開發少用沙子的混凝土,同時研究人員也在尋找更有效的方法來磨碎和回收混凝土。

現在許多西方國家已基本禁止河沙開採。不過,很難讓世界其他國家效仿。世界自然基金會最近發佈的一份關於全球沙產業的報告稱:「為了防止或減少對河流可能造成的破壞,建築行業必須停止使用來自於河流的骨料。這種類型的社會轉變與應對氣候變化所需的社會轉變相似,這將迫使人們改變對沙子和河流的認知,改變城市的設計和建設方式。」

越來越多的學者呼籲聯合國和世界貿易組織採取更多措施限制採砂造成的破壞,美國科羅拉多大學海岸地理學家梅特·本迪克森(Mette Bendixen)是其中一員。他說:「我們應該有一個監控計劃,需要更多的管理。因為目前根本沒有對沙子開採進行管理。」

當下,甚至沒有人確切地知道有多少沙子正從大地上開採挖走,也沒有人知道在什麼地方,在什麼環境下被開採出來。因為大部分都是無證開採,無案可查。本迪克森說:「我們唯一知道的是,地球上的人越多,我們需要的沙子就越多。」
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沙漠城市迪拜進口沙子要做什麼?

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沙漠城市迪拜進口沙子要做什麼?


2016年5月18日

在很多人看來,沙子都是唾手可得的東西。從沙漠到海灘,再到兒童遊樂場,它似乎無處不在。然而,這種豐富的資源卻引發了一場全球土地爭奪戰,甚至還催生了沙子走私這樣一個地下產業。

6年前在牙買加的尼格瑞爾(Negril)研究海岸侵蝕現象時,科學家帕斯卡爾·佩杜茲(Pascal Peduzzi)與一個漁村的居民進行了一次交流,結果令他感到震驚。儘管使用高科技的地理空間建模設備和遠程傳感工具來調查當地海岸遭受的破壞,但他卻從來不曾想到,該國西部的海岸侵蝕竟然源自一個出人意料的原因:當地人告訴他,全副武裝的地方黑幫會在半夜來到海邊,拖走成袋的沙子,然後出售給沿海的建築開發商。

「人們竟然會為了沙子而打仗,這令我驚訝不已。」佩杜茲說,他是聯合國環境規劃署預警和評估部門的科學總監,「我在環境領域工作了20多年,但爭奪沙子卻令我十分意外。」

作為一種建築材料,沙子可謂久經考驗。公元前3500年,古埃及人和美索不達米亞人就使用沙子來製作玻璃——多數沙子都是在風和水將岩石分解成富含二氧化硅的顆粒時形成的。如今,世界各地的建築商都在使用這種在採石場、河流、湖泊和海洋中都能找到的自然資源,用它們製作油漆和水泥等許多建築材料。

隨著全球建築業的蓬勃發展,加之美國的油氣井開始使用水力壓裂技術,全球的沙子需求大幅增加。根據美國地質勘探局的數據,2014年,全球沙子及個頭更大的礫石開採量達到1.96億噸。佩杜茲表示,在各種自然資源中,沙子的使用量僅次於水,排名第二。它的用途十分廣泛,從泳池過濾器、金屬鑄件和油井,到智能手機屏幕和牙膏,幾乎隨處都能見到它的身影。

根據美國地質勘探局和英國礦產協會的數據,美國去年的沙石市場規模達到83億美元,而英國沙石市場2013年的規模也達到17億英鎊(25億美元)。根據Freedonia Group 2014年12月發佈的報告,全球沙子需求量有望保持5.5%的年均增長速度,並將一直持續到2018年。那些願意承受價格波動,懂得在碎片化的市場中篩選標的,而且能承擔潛在環境風險的投資者,還可以通過世界各地對這種大宗商品的旺盛需求獲利。

索尼·蘭哈瓦(Sonny Randhawa)是俄勒岡投資公司D.A. Davidson的副總裁,負責能源領域的研究。他表示,沙子市場多年以來都非常「乏味」,但過去幾年卻開始「大幅波動」,美國市場尤其如此。

世界各地的沙子需求不盡相同

中國和印度建築業的繁榮提升了這些市場的沙子需求。根據聯合國貿易統計署的數據,中國約佔全球沙子進口量的五分之一。

佩杜茲表示,由於瘋狂興建大壩、道路、建築和工廠,中國過去4年的用沙量比美國過去1個世紀還多。中國甚至還在暗礁上堆積大量沙子,以此建設新的島嶼,擴大該國在南中國海的據點。

根據聯合國的數據,就連阿聯酋也在2014年進口了價值4.56億美元的沙石。帕斯卡爾表示,儘管地處沙漠腹地,但迪拜仍然需要進口建築用沙。沙漠裏的沙子都是風化形成的,因此過於細膩,不適合建築使用。

與此同時,隨著新的建築項目減少,加之政府鼓勵循環利用資源,英國對沙子的需求已經降低。根據英國礦產協會的數據,該國對岩石、礫石和沙子的需求較2007年減少了25%。

而在美國,水力壓裂法的盛行則為沙子創造了巨大的需求空間。根據美國地質勘探局的統計,2013年用於水力壓裂井的沙子產量達到10年前的19倍。這項技術需要將水、沙子和化學品灌入地表以下數千英尺的水平鑽井,並將其壓入岩層,從而提取石油或天然氣。

工業用沙市場與整個美國的經濟增長息息相關,而水力壓裂沙的需求則會隨著油價的波動而變化。蘭哈瓦表示,2011年至2014年,水力壓裂沙的需求翻了一番,從2400萬噸增長到5900萬噸,但去年又降至5000萬噸。

但Cowen and Company董事總經理馬克·比安奇(Marc Bianchi)表示,即使油價下跌,沙子需求仍在增長,主要是因為增加井中的沙子數量可以提取更多石油。他表示,隨著水力壓裂法的效率提升,每口鑽井中使用的沙子數量也翻了一番,從2013年第二季度的2,000噸增長到2015年第四季度的4,400噸。

砂石產業投資方法

想要直接購買沙礦或海上採沙設施需要大量資金,而且要具備進取精神。很多國家都對沙石開採進行監管,為了避免過度開採,往往只授予數量有限的牌照。而開採、處理和運輸沙子的成本也很高,遠非個人投資者所能承受。

即便是投資現有的採沙企業,也需要了解整個價值鏈中的複雜環節,既包括只擁有一個沙礦的夫妻店,也有比利時Sibelco Group這樣的大型跨國公司(該公司擁有144年歷史,業務範圍遍及全球41個國家),還有德國的海德堡水泥集團(Heidelberg Cement)這種在40個多家生產和銷售水泥,但同時也在全球範圍內擁有採沙設施的企業。

在多數情況下,這個高度碎片化的市場在區域分佈上卻非常集中。歐洲工業二氧化硅生產商協會(European Association of Industrial Silica Producers)通過一個列表收錄了整個歐洲大陸的大型業內企業。

根據美國地質勘探局的數據,全美共有230家公司在35個州擁有335個沙石開採場。近幾年共有4家美國採沙企業在紐交所上市,蘭哈瓦給予它們的評級均為「買入」。其中兩家公司——Emerge Energy Services和Hi Crush Partners——專門開拓水力壓裂沙市場,而Fairmount Minerals和U.S. Silica也擁有工業用沙業務。由於最近剛剛上市,因此蘭哈瓦表示,現在還很難追蹤這些股票的投資回報。但由於油價難以預測,所以有意冒險的投資者應當做好股價波動的凖備。

蘭哈瓦和比安奇都認為,從1900年就開始運營的U.S. Silica是應對過山車行情的最佳投資標的。他們表示,即使水力壓裂沙的需求趨緩,該公司悠久的客戶關係仍然可以為其提供穩定的收入來源。另外,這家公司一直都在大力開發新的沙製品,包括為泳池過濾器中使用的沙子增加抗菌塗層。

對於未來沙子短缺的擔憂

最後,世界各地的法律和環境擔憂也需要納入考慮範圍。佩杜茲表示,從1968年到2009年,全球年均海岸侵蝕速度達到40米。在美國南卡羅萊納州和加利福尼亞州等地,過度開採和全球變暖造成的侵蝕已經達到數百米。在世界其他地方,有些島嶼甚至已經完全消失。

「我們仍然擁有很多沙子。」佩杜茲說。然而,「由於我們的用沙量太大,所以沙子正在變得稀缺。這並不是說應該停止使用沙子,但的確應該多一分謹慎。」
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危險的沙石:貨輪沉沒的隱性殺手

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危險的沙石:貨輪沉沒的隱性殺手


2018年10月3日

提起危險貨物,你可能會想到有毒廢物或者爆炸品。

但是粉碎的鐵礦石或沙子這樣的散粒貨物每年造成的沉船難以計數。過去十年中平均每年有10艘載運固體散裝貨物(solid bulk cargo)的船舶在海上沉沒。

固體散裝貨物指直接裝在船艙內的顆粒狀物質,能忽然從固態變成液態,這一過程叫做液化,會對裝載貨物的船舶以及船員造成毀滅性打擊。
2015年,一艘56,000噸的貨輪散貨木星號(Bulk Jupiter)在越南西南方約300公里(187英里)處迅速沉沒,19名船員僅有一名倖免於難。對此國際海事組織(IMO)發出警告,新型固體散裝貨物鋁土礦石可能會液化。

通過地質和地震工程,人們了解了不少顆粒狀物質液化的原理。土地發生強烈震動導致地下水壓力上升,以致於土壤發生「液化」。儘管我們理解這一現象,且有防止發生液化的指導原則,但液化導致船舶沉沒以及船員喪生的事仍在上演。

固體散裝貨物是典型的「兩相」物質,固體粒子間含有水。當粒子可以接觸時,其間的摩擦力使「兩相」物質像固體一樣(雖然還有液體)。但當水壓力上升時,粒子間作用力減少,物質強度降低。當摩擦力降低到零時,「兩相」物質就像液體一樣了(雖然還有固體粒子)。

在碼頭上看似穩定的固體散裝貨物之所以會液化是因為裝上船後粒子間水的壓力升高。尤其是,通常情況下,貨物是通過傳送帶從碼頭運上船的,高度會驟然降低。來自船舶引擎以及航行中大海的震動和運動也會使水壓升高,導致貨物液化。

當固體散裝貨物液化時,它會在船艙內流動,船體因此變得不那麼穩定。液化的貨物可能完全流到船艙的一側。如果重新變回固態,貨物會保持在移動後的位置,造成船體永久傾斜。貨物可能會再一次液化、移動,傾斜角度變得更大。

當傾斜角度大到一定程度時,水會通過艙口進入船身或者船體無法在翻滾的波浪中恢復平衡。由於液化,水到處流動,也可能從貨物內部流到表面,影響船體的穩定性。除非能阻止流動,船隻都會面臨沉沒的危險。

為了防止液化,國際海事組織規定了固體散裝貨物能含有多少水分。但為何這種情況仍在發生?

專業的回答是,現有的關於儲運固體散裝貨物的指導原則太過簡單。

液化可能不只取決於散裝貨物水分含量,而且取決於其它物質特徵,比如粒子大小分佈,固體粒子與水分的比例,貨物相對密度,裝載方法以及船隻航行中的姿態。

新材料的生產和運輸,比如鋁土礦,以及傳統礦石在運輸前的深加工,意味著越來越多貨物的材料屬性我們還沒能了解。這增加了貨物液化的風險。

商業日程也是原因之一。比如,快速裝貨的壓力導致硬裝,造成貨物水壓升高的風險。裝載和運達貨物的重量必須相同,這讓船員不敢在航行中把液化的貨物排出去。

為了應對這些問題,船運業需要更加深入地了解所運輸的固體散裝貨物的材料屬性,並進行適當的測驗。新科技會有所助益。船艙內的傳感器可以監控散裝貨物的水壓。或者監控貨物表面,比如用激光識別有沒有位置變化。

關鍵在於研發出便宜,安裝迅速並且足夠結實能耐得過貨物裝卸的技術。如果能夠戰勝這些挑戰,將水壓和貨物運動的數據與天氣和船體運動的信息結合在一起,就能夠發出貨物是否會液化的實時警告。

接著船員能夠阻止貨物水壓過高,比如,排出貨物艙內的水(降低水壓)或者改變航行路線來規避極度惡劣天氣(減少船體運動)。如果可能的話,還可以清空船舶。這樣就能夠克服固體散裝貨物液化的問題,船隻沉沒和船員喪生失蹤的事件就會減少。
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海上建設的利與弊

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海上建設的利與弊


2016年11月17日

世界各地的城市正在越發深入大海。沿海地區各種建造巨型島嶼和大型建築的計劃正大肆展開,其標誌就是挖掘淤泥並成百萬噸地向海中傾倒各類材料。

當我們越來越多地在海上開展建設活動,對海洋生物和生態系統的影響如何?這也是十一月在悉尼召開的英國廣播公司未來頻道「改變世界,創想峰會」上要討論的話題之一。

我們用哪種方式進行海上建設?

自從我們開始建造港口,城市就一直向海中延伸。填海造地是門大生意,今天許多國家都在向海洋索取土地,以擴張自己的海岸線和領土。

幾乎中國的每個沿海省份都在進行擴張海岸線計畫,計畫包括向海中填埋來自內陸的泥土,和更遠的地方挖掘來的淤泥;或者阻斷河口,讓泥沙自行淤積。

新加坡,沙子進口的第一大國

島國新加坡在過去的50年當中!用各地開採和採購的沙子、泥土和石塊填埋周邊海域,讓領土面積擴大了22%。他們填海造地的熱情如此之高,以至於新加坡成為世界上沙子進口的第一大國。

杜拜填海造陸創造財富

但是也許迪拜才是最著名的填海造地國家。壯觀的朱美拉人造棕櫚島(Palm Jumeirah archipelago)是頂級富豪居住區,用約1億1000萬立方米挖來的河沙填埋而成的。

荷蘭填地創造住宅用地

作為地球人口最稠密的國家之一,地勢低窪的荷蘭一直以來被迫填埋其沿海的濕地和沼澤,以便為日益增長的人口提供居所。

聽起來雄心勃勃。當然這也有弊端

這種活動對於海洋生態系統顯然不利。英國廣播公司未來頻道「改變世界創想峰會」主講人之一,南威爾士大學(University of South Wales)的艾瑪.約翰斯頓(Emma Johnston)說,我們應該更多地考慮「城市向海洋擴張」的影響。即便再小的沿海建築也會改變海洋。她和她的同事估計,澳大利亞、美國和歐洲的一些河流河口,超過50%的天然海岸線已經被人造建築改變。

「事實是,城市擴張不再只是土地問題,」她為《對話》(The Conversation)所寫的一篇文章中說。「地產開發正在向海洋延伸,在水面以下建造綜合交錯的建築結構。」這對海洋生物及其棲息地造成了重大破壞,破壞了漁業賴以興旺的珊瑚礁——這些礁石還能保護海岸線免受更為洶湧的海浪的破壞——,並且讓許多珍稀的沿海生態系統如鹽沼和紅樹林瓦解。

而在挖掘來的河底淤泥層上建房也給居民帶來了風險,因為這種地層沒有堅硬基岩穩定。有報道稱,迪拜的朱美拉棕櫚島實際上在下沉。填海土地也存在地震多發的危險。長時間的震動可以引發稱為液化(liquefaction)的過程,填海區曾經固化的地層會再次液化。這也是導致1906年的舊金山大地震造成重大破壞的一個重要原因。

還有政治因素

由於填海造地跨越了陸地和海洋的邊界,主權的爭端讓律師忙得不可開交。中國在中國南海東南部的珊瑚環礁用沙土填埋建造3200多英畝陸地的舉動,引發了爭議,尤其是因為許多新島嶼上還建造了軍事設施。許多國家包括美國和澳大利亞對中國對這些新島嶼宣稱主權並不予以承認。今年七月,海牙國際仲裁法庭(International Court of Arbitration in The Hague)裁定,歷史上中國對該地區的主權沒有歷史依據,但其武力恫嚇仍在繼續,尚未看到達成協議的任何跡象。

為什麼我們不能在水面上造浮動式建築?

這不是不可能。浮動的村莊已經存在了很長一段時間。在柬埔寨,淡水湖洞裏薩湖(Tonle Sap)的居民就生活在浮動房屋中。類似的,秘魯的的喀喀湖(Lake Titicaca)上,烏魯斯人(Uros)生活在由蘆葦捆扎的漂浮島上。在世界各地,建築師們正在建造更加現代化的浮動房屋,特別是在荷蘭這樣容易受到洪水侵襲的國家。

高科技的漂浮城市或更大規模的聚居地還沒有完全成為現實,但這並未阻止如海洋家園協會(Seasteading Institute)這類組織邀請設計師提出他們對未來漂浮城市形態和功能的想像。他們不僅是要創造新的可持續發展的社區,而且還要為城市建設帶來全新思想的「新創城市」的發展提供一個有利的環境。

水下建築怎麼樣?

這部分更為引人入勝。邦德系列電影《海底城》(The Spy Who Loved Me)中的大反派,惡棍和自大狂卡爾.史登堡(Karl Stromberg)(他們難道不是個個如此嗎?)也許懷抱著海底新文明的期望,但是現實中我們不會走那麼遠。

佛羅里達國際大學(Florida International University)依然有一座名叫水瓶座(Aquarius)的水下實驗室在運作。

到目前為止,建造水下建築的嘗試主要限於科學實驗室。最早的水下棲息地由雅克·伊夫·科斯托(Jacques Yves Cousteau)和他的團隊在1962年建立。大陸架一號(Conshelf I)坐落在馬賽港海岸外10米深的水下,兩位「潛航員」在其中生活了一周,並且享用各種現代設備,包括電視和圖書館。他們隨後在坐落於紅海海牀上的小型水下村落裏生活了一個月。最終1965年的大陸架三號(Conshelf III),建成於法國尼斯附近100米深的海面以下,六位潛航員一起生活了三周。大約在同一時間,美國國家航空航天局和美國海軍也建立了自己的水下實驗室——玻璃隕石一號和二號(Tektite I and II),以及海洋實驗室(Sealab)。佛羅里達國際大學還在運作名為水瓶座的實驗室,位於基拉戈(Key Largo)外九公里處,裏面能容納六名研究者,設有一個廚房和一個實驗空間。

有跡象顯示,更多豪華海底建築很快就要出現。在澳大利亞、迪拜、美國和南太平洋建設水下酒店的計劃正在實施。例如計劃在大堡礁(Great Barrier Reef)附近和迪拜海岸線外建造的海底酒店Water Discus Hotel,在水下和水上各有圓盤形的結構,中間由可以避免減壓問題的垂直管道加以連接。

但是這些將會如何影響海洋與海底的生態系統尚有待觀察。
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人類面臨枯竭的六大自然資源都有哪些

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Via:BBC

人類面臨枯竭的六大自然資源


2019年9月24日

人類正以前所未有的速度消耗著地球資源,從水到原油,以及蜜蜂數量的急劇減少都令人擔憂。

但是,正在從地球上消失的寶貴資源卻遠不只這些,有些是因為過度浪費和開採,有些則是管理不善。自然資源的減少將影響我們生活的方方面面。

以下面臨枯竭的幾大資源或許是你有所不知的:

太空軌道擁堵

跟其他自然資源相比,太空軌道似乎是一個更抽象的概念。截至到2019年,在太空圍繞地球旋轉的各種太空物體多達50萬個。

在這50萬個太空物體中,只有2000個物體是有目的和功能的,例如,我們日常使用的通訊衛星、地球定位系統GPS等。

那麼,問題來了,這些太空垃圾擁堵了太空軌道,很可能與正常運轉的通訊衛星相撞。

不僅如此,隨著技術進步,人類每天還在向太空發射各種各樣的新物體,進一步擁堵有限的太空軌道空間。

關鍵是,目前人類對這些太空垃圾以及它們所佔據的太空軌道,還沒有一個有效的所謂「太空管控機制」。

與此同時,也沒有任何機制來清理這些太空垃圾。

隨著人類向太空發射的物體日益增多,太空軌道空間也日漸擁堵,讓太空碰撞危險越來越大,無論是人類的通訊衛星,還是氣象衛星都有可能在碰撞中遭到破壞。

亟待人類解決的是尋找如何處理這一問題的答案,但就目前來說,人們還沒有找到解決問題的有效方法。

沙子

沙子也是一種自然寶貴資源,它正在以一種驚人的速度消失。

許多人可能不會想到沙子也會消失?

但事實上,沙子是人類從地球上挖掘最多的一種物質。根據聯合國的數據,我們正在以比其自然更新快得多的速度用完它。

沙子是建築用途最廣的自然材料之一。除了建築,在土地開墾,水過濾,以及玻璃製造等都需要大量使用沙子。

沙子要經過數千年的侵蝕才能形成。同時,沙子的流失也威脅著脆弱的生態系統。

已經有人呼籲對沙子的使用和開採進行全球監測,對其形成規範,以保護沙子資源。

氦氣不僅僅局限於氣球,它對醫療成像設備至關重要。

氦是一種無色、無臭、無味的惰性單原子氣體,英文為Helium。通常條件下不與其它元素和化合物產生化學反應,因此,不易燃燒,非常安全。
但因其在空氣中含量極其稀薄,產量少,生產成本高。

從地球深層開採出來的氦氣資源極其有限。據信,目前人類的氦氣儲量只剩幾十年了。

預計,在大約30到50年內就可預期氦氣將出現短缺。

屆時,不但供人們娛樂用的氣球已經稀少,就連可供醫學設備用途的氦也會出現危機。氦可以幫助冷卻磁體,使MRI(磁共振成像)掃描儀得以正常工作。

MRI在診斷和治療癌症、腦部疾病和脊椎等方面發揮著舉足輕重的作用。

香蕉

你能想像一下未來沒有香蕉的日子嗎?

香蕉這種水果好吃不貴,營養豐富。

但目前可供商業種植的大多數香蕉品種正在受到一種叫巴拿馬病(Panama disease)的真菌的威脅。

我們今天市面上出售的香蕉主要是香芽蕉(又稱華蕉,Cavendish)。它是最常見的香蕉栽培品種。它們都是來自一顆單株香蕉。換句話說,它們都是由一顆香蕉樹克隆的結果。

這就使得巴拿馬病可以迅速在香蕉種植園中傳播。

這種事在1950年代已經發生過了,當時全世界的大麥克香蕉(Gros Michel) 幾乎「全軍覆滅」,迫使蕉農改種了香芽蕉。

研究人員正在研製新的,既好吃又能抵禦巴拿馬病真菌的香蕉品種。

土壤

土地雖然不會突然從地球上消失,但由於人類對土壤的管理不當已經到了令人擔憂的地步。

地表土是指地球表面最上面的土壤層,植物和莊稼的營養主要靠地表土來提供。

據世界自然基金會(The WWF) 估計,在過去150年,人類已經喪失了世界一半的地表土。通常,自然界要花500年的時間才能形成一英寸厚(2.54厘米)的地表土。

流失地表土的原因包括土壤侵蝕、過度農耕、森林砍伐以及全球變暖等。

乍一看,你可能不會把磷和我們日常生活聯繫起來。

但是,磷不但是人類DNA的重要組成部分,同時,它也是無法替代的農業肥料。

過去,磷肥可以隨著莊稼和動物糞便等廢料一同被還原於土壤,但現在則是跟隨著農作物被運往到城市,最終被我們的污水處理系統流到大海中而流失。

如果以現在的方式來計算,人類大約在35到400年之間用完磷的儲量,之後可能就要挨餓了。
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