當前，塑料污染已經(jīng)成為地球上直逼氣候變化的另一重大威脅，因為它正在急劇而不可逆地污染每一種自然系統(tǒng)，并危及越來越多的生物。海洋也是如此。

海洋塑料垃圾污染有多嚴重？據(jù)統(tǒng)計，全球每年塑料廢棄物超過3000萬噸，其中有超過800萬噸的塑料垃圾被直接丟棄或從陸地通過河道、風力最終進入海洋。目前，幾乎所有類型的塑料都已經(jīng)在海洋中找到，其中80%以上是聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、尼龍（PA）、聚氯乙烯（PVC）等非降解樹脂材料，它們在海水中受光、風化、渦流機械和生物群的不斷作用，最終形成直徑小于5毫米的“微塑料”。由于難以降解，這些微塑料會不斷積累，不僅會影響海鳥、魚和其他海洋生物，也將逐漸通過食物鏈影響人類。

與陸地上的白色污染治理不同，受海洋特殊水域環(huán)境限制，人們幾乎無法通過傳統(tǒng)打撈方式對這些細小的塑料微粒進行廣泛收集和處理。因此海洋塑料污染的治理日益緊迫但困難重重。

那么，如何才能遏制這種趨勢？開發(fā)和使用能在海洋環(huán)境中自行降解的塑料制品，替代PE、PP、PA等難降解塑料制品，是公認的解決這一問題的最根本途徑。

近年來，我們?yōu)榱私鉀Q“白色污染”開發(fā)了很多種可生物降解的新材料，如聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚酯(PBAT)等。這些新材料已在眾多領(lǐng)域中替代了不可降解的通用塑料，成為“禁塑令”實施的重要支撐，在一定程度上緩解了陸地上的“白色污染”。

但這些材料在海洋中卻難以降解——聚酯材料堆肥降解的本質(zhì)是聚合物在微生物酶作用下發(fā)生的酶促水解反應(yīng)，這需要環(huán)境中特異微生物、數(shù)量、溫度等滿足一定的要求。

然而海洋卻沒有這種條件。

研究表明，海洋環(huán)境以高鹽、高壓、低溫和稀營養(yǎng)為特征。海面及近海處平均溫度17℃、海面以下大部分水溫為0-4℃。海洋微生物數(shù)量除了近海區(qū)密度略大外，大洋中微生物密度平均每毫升只有幾個至幾十個，與堆肥降解過程中每升土壤中的微生物數(shù)量相比，幾乎可以忽略。海洋環(huán)境的這種特點極大抑制了聚酯材料在海水中的降解性能。以陸地上常用的生物降解塑料PLA為例，堆肥條件下，PLA標準樣條50天左右失重達到70%；但是在自然海水中放置1年也沒有觀察到明顯失重。

不過令人欣喜的是，通過對不同材料在海水中降解過程和降解機制的深入研究，科研人員將非酶促水解與生物降解過程相結(jié)合，已經(jīng)設(shè)計研制出了一類海水中可快速降解的聚合物，這類高分子材料在功能主鏈中嵌入了易水解的位點或片段，不僅具有通用塑料相媲美的使用性能，同時可以在海水、土壤、淡水等自然環(huán)境中快速降解，是一種全自然域可降解的高分子材料。