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镀锌、锌基合金、黄铜和青铜
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银
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墨西哥、加拿大、英国
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摄影材料、电子产品、催化剂
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资料来源:U.S. Geological Survey.
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案例研究: 铜
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表5.1表明,基于现有生产率和消费率,并假定没有可开采的新资源,则全世界的铜矿资源只能开采32年左右。铜是较稀有的矿物,但它对工业化社会却很重要,每年铜矿的开采量超过除铝以外的其他非铁金属即可证明这一点。
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铜有三种优越的属性:导热与导电性极佳、能延展成薄片或细线、抗腐蚀。所有生产的铜中,有一半以上用于制造电线和电气设备。美国生产的铜有1/3左右用于制作青铜和黄铜。其余部分用于工业与农业机械、交通运输和建筑物的管路系统。
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铜矿就像大多数其他矿物一样,在地壳中的分布是不均匀的。在北美洲、南美洲西部和澳大利亚的构造汇聚带边缘发现了非常大的铜矿。从英国到波兰绵延于欧洲北部,以及非洲中部(赞比亚和刚果民主共和国)的铜矿带属于沉积盆地中的铜矿。据信智利和美国蕴藏着世界铜矿的40%左右。两国在世界的铜生产中居领先地位。因为美国铜的消费量超过其生产量,所以要进口可观的数量才能满足其需要。其他大进口国是日本和德国。
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铜的这种危急的稀缺性以及最终会被耗竭的情况产生了几种效应,表明各社会应对其他原料短缺的可能措施。首先,美国矿产开采的品位不断下降。最高品位的铜矿(2%及以上)早已被开采殆尽(图5.25),目前的平均品位为0.5%。因此,必须开采和加工1000吨矿石才能产出5吨铜——或者更实际地说,要装备一辆汽车中用于散热器和其他电气部件所需的铜,就必须开采3吨矿石。在采矿、选矿和冶炼过程中产生的其余2.985吨岩石就成了废渣。
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图 5.25 经济上有开采价值的铜的品位。1880年铜矿石的品位必须达到3%,但今天开采的矿石品位为0.5%或更低。随着金属供应减少和价格上升,经济开采所要求的品位降低。
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资料来源:Data from the U.S. Bureau of Mines, U.S. Department of the Interior.
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其次,增加了铜的循环利用。铜与某些金属不同,大部分铜以纯金属的形式被使用,以便于再生。把再生铜制造成新产品比开采和冶炼新矿石更便宜。美国每年所用的铜,大约有1/3来自装配工序中回收的废料。
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最后,价格的上升刺激了对替代品的寻找。铜正在被其他较低廉的物料所取代。铝取代了一些电气产品和热交换器中的铜;塑料取代了管路系统和建筑材料中的铜;许多电话线中采用了玻璃纤维;制造弹壳和硬币可以使用钢铁。然而,由于铜在发动机和电气设备中用量的增加,自20世纪80年代以来铜在汽车中的使用量实际上增加了40%。
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5.5 土地资源
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上文讨论的矿物资源属于非可再生资源。现在我们转向有可能再生的土地资源,考察下述三种可再生资源的分布和现状:土壤、湿地和森林。由于这些资源是生物的支持者,或者本身就是生物,因此有时也被称为生物资源。
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土壤
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人们有意无意地给土壤的物理、化学和生物学性质带来了很大改变,从而改变了土壤的结构、肥力和排水的特性。任何地区土壤的变化都取决于过去的做法以及土地原有的性质。
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地球表面大部分地区,生命所赖的表土层只有几厘米厚,通常不超过30厘米。土壤下面的岩石圈,是岩石颗粒、无机矿物质、有机质、活有机体、空气和水等物质的复杂混合物。在自然状况下,土壤通过岩石物质的物理和化学分解以及有机质的腐烂在不断地形成。与此同时,土壤又被侵蚀,因为土壤侵蚀(soil erosion)——土壤颗粒通常被风或流水带走——就像土壤形成一样与生俱来,即使土地完全被森林或草地覆盖也是如此。不过,在大多数自然状态下,土壤形成的速率等于或大于土壤侵蚀的速率,因此,土壤厚度和肥力与日俱增。
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在土地被清理并种植作物后,或者当地表植被因过度放牧或其他干扰而遭损坏时,侵蚀过程就会加速。当侵蚀速率超过土壤形成速率时,表土就变薄,甚至完全消失,只留下贫瘠的底土或裸岩。就这点说,可再生的土壤资源通过人类影响变成了非再生和被浪费了的资产。土壤侵蚀发展为基岩裸露的山坡或风蚀平原的极端环境时,就意味着土地农业利用的“末日”。
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土壤资源被如此大规模地破坏,有可能危及它曾支持的文明的生存。不过,绝大部分农民想出种种巧妙的方法来保护乃至改良他们赖以为生的土壤资源。近年来农耕技艺并未退化,但是随着人口增长,对农田的压力增加了。农牧业被迫向陡坡爬升,更多林地改用耕作,牧场和农田被更远、更集中地推向半干旱地区,对现有农田则是进行更高强度的耕作而疏于保护。现在,许多像1950年(那时世界人口为25亿)那样生态稳定而安全的传统农业体系和农业区,在60多亿人口的压力下正在瓦解。
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