可持续发展背景下 海洋生物降解材料应用前景广阔

可持续发展背景下 海洋生物降解材料应用前景广阔

随着全球海洋塑料污染问题日益严峻，海洋生物降解材料的研发和应用成为解决这一环境问题的关键。本文将为您介绍海洋生物降解材料的定义、特点、研发进展及其广阔的应用前景。

海洋生物降解材料是指在海洋环境中能够完全生物降解的模塑材料。在土壤、淡水、海洋、厌氧条件等自然环境或特定条件下，经过微生物作用，生物降解材料可以完全降解成为二氧化碳和水，不增加环境负荷。然而，由于海洋中微生物量少、海水温度低，聚乳酸PLA、聚丁二酸丁二醇酯等主流生物降解材料在海洋环境中的降解周期较长，难以有效避免海洋塑料污染问题。

近年来，随着海洋开发力度加大和塑料制品的广泛应用，海洋塑料污染形势日益严峻。据统计，全球每年进入海洋的塑料量已达千万吨以上，预计到2032年这一数字将翻倍达到两千万吨。在可持续发展目标的推动下，海洋生物降解材料的研发和应用显得尤为重要。

目前，能够在海洋环境下实现降解的生物降解材料主要包括聚己内酯（PCL）、聚羟基丁酸-戊酸共聚酯（PHBV）、聚羟基丁酸酯（PHB）、半晶态聚羟基烷酸酯（scPHA）等。这些材料不仅能在海水中完全降解，而且在土壤、淡水等环境中也具备良好的降解性能。

为应对海洋塑料污染问题，国内外多家机构正积极投身于海洋生物降解材料的研发工作。这些机构包括日本理化学研究所（RIKEN）、东京大学、松下控股株式会社、帝人前沿公司、德国nova研究所、中国科学院海洋研究所、瓦赫宁根大学、韩国CJ第一制糖等。

其中，PHBV作为一种经认证的海洋生物降解材料，由细菌发酵制成，具有完全生物相容性、降解速率快、阻隔性高等特点。其应用领域广泛，涵盖餐饮具、一次性用品、医用材料、薄膜材料、包装材料、纺织、污水处理等多个领域。目前，全球拥有PHBV量产能力的企业较少，宁波天安生物材料有限公司（天安生物）是全球最大的PHBV生产商，其宁波地区发酵设施年产能为2000吨。

近年来，可降解生物材料凭借其环保、可降解等优势正逐渐成为传统塑料的替代品。2023年，我国PBAT生产量约为140万吨，聚乳酸产量约25万吨。然而，目前主流可降解生物材料在海洋环境中的降解效果并不理想。随着全球对海洋塑料污染问题的关注度不断提升，能够在海洋环境中完全降解的可降解材料将迎来更广泛的应用前景。