2011年3月11日，日本發生9級大地震并引發強烈海嘯。此后，大量的房屋、汽車和各種殘骸卷入太平洋，形成了一個長約111千米的“垃圾島”。研究人員估計，這個漂浮在海上的“垃圾島”兩年內會漂至夏威夷，三年后漂到美國西岸。
其實，在日本地震和海嘯導致大量垃圾卷入海洋之前，人們生活的這個星球中的海洋上就已經漂浮著大量的海上垃圾。
海上垃圾與公地悲劇
2007年，美國科學家發現，太平洋上漂浮著一個巨大的“太平洋垃圾島”，其面積有兩個美國得克薩斯州（該州面積約69萬平方千米）那么大。這座漂浮在海面上的巨大垃圾島飄蕩在舊金山和夏威夷之間的廣闊水域，主要由生活垃圾構成，其中80%以上都是廢棄的塑料制品，重約1億噸。
2008年的海洋垃圾監測統計結果表明，人類海岸活動和娛樂活動，航運、捕魚等海上活動是海灘垃圾的主要來源，分別占57%和31%。進入海洋的垃圾通過不斷運動的洋流將它們聚集在一起，形成了海洋上龐大的垃圾島。大西洋、印度洋等海洋也有相似的巨大的海上垃圾島。
海上垃圾由人類各種物品構成，凡是陸地上人類使用、食用和消費的各種東西，都可能最終流入海洋成為海洋垃圾的組成部分。例如，重金屬汞、鎘、銅、鉛等，各種農藥、石油及石油制品等。組成海洋垃圾的物品主要有：
日用品和醫療用品，包括商業和工業磁性片材、注射器、包扎帶和手術手套、食品容器、筆、梳子、鞋、玩具、漁網、蚊帳、釣魚線、繩子、捆扎帶、熒光棒、安全帽、炸藥筒、鉆孔插頭、雷管、浮標等；
橡膠類，如手套、氣球、雨靴、避孕套和輪胎等；
木制品類，如建筑木材、養殖籠、集裝箱、木塞、刷子、家具和整幢房子等；
金屬類，如鋁制或錫制飲料罐、自行車、剃須刀、罐頭、針、刀、家電、汽車零部件、槍支和彈藥等；
紙制品類，如箱包、香煙盒、煙頭、紙盒、紙杯、紙板箱和紙板件、報紙雜志和紙巾等；
紡織品和皮革類，如服裝、手套、鞋子、布料、棉繩、裝飾用織物、衛生巾、衛生棉、尿布等；
玻璃和陶瓷類，如碎玻璃、食品和飲料瓶罐、藥瓶、燈泡、燈管、花盆、花瓶等。
海上垃圾的最大去處就是在海上漫無目的地漂游，形成了一種真正意義上的公地悲劇，因為盡管這是所有人的責任，但不會追究到具體的個人、國家的頭上，因而誰也不會為其負責。但是，海洋上漂流的垃圾可以造成多方面的危害。其一，可以阻礙海上交通線，損壞船只；其二，對海洋生物造成傷害，例如，“綠色和平”發現至少267種海洋生物因誤食海洋垃圾或者被海洋垃圾纏住而備受折磨，并導致死亡；其三，通過生物鏈危害人類，如重金屬和有毒化學物質可通過魚類的食入而在體內富集，人吃了這些魚類會受到傷害。
焚燒發電是首選
然而，聽任海洋垃圾自生自滅既破壞環境，又給人類帶來災難，所以需要處理海洋垃圾。當這些海洋垃圾危及到一個國家時，就會逼迫相關國家采取措施。例如，日本地震的海上垃圾漂流到美國西岸近海時，美國必然要想辦法來處理這些垃圾。而且，當一些商業機構和環保組織真正意識到垃圾是錯放到海洋上的無主的財富之時，也會想方設法來處理這些垃圾，以獲得良好的聲譽和巨大的經濟效益。
處理海洋垃圾既與陸地上垃圾處理模式有聯系，同時也有自己獨特的方式。陸地上處理垃圾的模式有三種，一是衛生填埋，二是焚燒發電，三是綜合處理（堆肥）。海洋垃圾的處理也至少可以分為三種，一種是焚燒發電，二是資源轉換，三是建造人工島嶼。但是，無論哪一種，成本都會比陸地上的垃圾處理更高，因為需要加上打撈、運輸、晾曬垃圾等的成本。
由于海上垃圾大部分是塑料，所以首選的辦法應當是打撈后焚燒發電，其灰燼則可以用以填海造地或建造島嶼。研究人員早就計算過塑料焚燒的能量利用。幾乎所有塑料都由不可再生石油制成，主要成分是碳氫化合物，可以燃燒。如聚苯乙烯燃燒熱量比燃料油還高，是熱值很高的大分子材料。
聯合國環境規劃署（UNEP）規定，當垃圾低位發熱量為3350~7100千焦耳/千克時，適合焚燒處理。而塑料垃圾的熱值最大，全由廢塑料構成的垃圾低位發熱量可達32527千焦耳/千克，高位發熱量為32570千焦耳/千克，全由廢木料構成的垃圾低位發熱量可達18610千焦耳/千克，由碎玻璃構成的垃圾低位發熱量只有140千焦耳/千克。因此，塑料垃圾是最適合于焚燒發電的資源。而塑料占80%以上的海上垃圾更是比陸地上的垃圾占有優勢，因為陸地垃圾中塑料只占整個垃圾含量的15%左右，其熱值也只占整個垃圾熱值40%左右。所以，如果不利用海上垃圾來發電，實在是一種巨大的浪費。
不過，海洋垃圾的焚燒也有幾個問題需要解決。除了打撈和運輸外，還需要經短時間擱置脫水。此外，由于塑料焚燒可產生大量的二惡英，會危及環境和生態，需要有特別能控制二惡英排放的高級焚化爐。但是，現在這種焚化爐已研制成功，而且投產使用，因此控制焚燒時的二惡英已經問題不大。此外，焚燒海洋垃圾也與陸地垃圾的處理一樣，需要對垃圾分類，首先要分揀到位才能焚燒，而這也并非難題。
海上垃圾焚燒的最大益處是供電，同時經營者可能獲得巨大利潤。例如，中國廣東的李坑焚燒發電一廠于2009年2月正式運行，每噸垃圾平均發電360度，最多可達400多度，年上網電價達到5000多萬元，實現了收支平衡，再加上政府給予的垃圾處理費補貼，已經開始贏利。所以，如果有資金、技術和人員，投資海上垃圾焚燒既是環保和公益，也可獲得利潤，更是一種利用科技手段把放錯了地方的垃圾轉化為財富的有效方式。
資源轉換和建造島嶼
由于海洋垃圾80%以上是塑料，這也形成了處理海洋垃圾的另外一些做法，例如，把塑料這種資源轉化為另外的資源。現有的研究表明，可以通過多種技術手段把塑料轉化為人類可利用和消費的多種資源。例如，可以用廢塑料制造燃油、生產防水抗凍膠、制取芳香族化合物和制備多功能樹脂膠等。
現在，用廢塑料制造燃油在一些國家已經獲得突破，例如中國和泰國。2003年，中國成都的一項技術——廢舊塑料回收燃油技術及工藝設備獲得四川省環保局和有關專家的鑒定。應用該技術回收塑料，不但能生產純度高達90至93號的汽油，而且還能生產柴油。由于生產成本低，其售價比市面上同類產品每噸便宜300元左右。任何塑料廢品，如編織袋、塑料袋、礦泉水瓶、發泡餐盒等，不需任何分類和清洗處理，經過化學裂解，都可使它們變成油質氣體，再經冷卻分餾后，使其還原為液態混合油。當然，這一技術是否能投產，還需要許多條件，如資金、土地、人員，以及該項技術的實用和推廣等。
2010年，泰國宣布，泰國乃至東南亞地區首個廢塑料再生產燃油項目在泰國華欣市啟動，每天可消耗6噸廢塑料，生產出4500升燃油，每年產量為135萬升。如果這一技術和生產方式能得到推廣，就不愁海洋垃圾找不到地方消化。
另一方面，制取芳香族化合物的研究也正在日本等國家進行。把聚乙烯、聚丙烯等廢塑料加熱到300℃，使之分解為碳水化合物，然后加入催化劑，即可合成苯、甲苯和二甲苯等芳香族化合物。在525℃的溫度下反應時，廢舊塑料的70%能夠轉換為有用的芳香族物質，它們可做化工品和醫藥品的原料及燃料改進劑等，其余成分可以轉換為氫和丙烷。
因此，如果這些技術成熟和投產，將可以大量消化海洋垃圾，而且可能會讓一些國家爭搶這些海上無主的垃圾資源。
另一方面，一些研究人員也提出了海洋垃圾的另一個去處，即利用海洋垃圾建造人工島嶼。提出這個設想的是荷蘭科學家，其基礎也是因為海洋垃圾大部分是塑料。他們的設想是，在收集4.4萬噸塑料垃圾后，對這些塑料廢品進行無毒無害處理，制成一個個中空的“浮動平臺”。把這些平臺連接起來可形成小島的“地基”，在上面鋪設泥土和砂石，然后建設道路、農田、沙灘和房屋。
然而，與焚燒和資源轉化相比，荷蘭科學家建造海上人工島嶼的設想現在只能說是一種理想，而且，與新加坡和日本利用垃圾建造人工島嶼相比，荷蘭科學家的設想還只是藍圖。以新加坡建立的實馬高島為例，新加坡是先將垃圾焚燒，然后再把垃圾焚燒后的灰燼密封填入海中。而且，早在1998年，新加坡政府在兩個離岸的小島——實馬高和西康之間建造了1千米長的巖石長堤，并分出了11個相互連接的海灣單元，將單元里的海水抽干，然后并排放置一層厚厚的塑料膜，垃圾灰燼就傾倒在這些單元里進行密封，防止泄漏。
此外，掩埋的垃圾中也包括那些不能燃燒和回收的材料，比如石棉。這些垃圾被塑料密封并掩埋在泥土中，每個月都要從單元周圍的海水取樣檢測，到現在為止，還沒有發現任何單元有泄漏和污染海水的情況。每當一個單元的垃圾填到二三米高時，就會鋪沙種草，然后再繼續埋置垃圾。垃圾最高可埋置到30米，之后就在上面栽種植物，不再堆垃圾了。
因此，新加坡的實馬高島是有現實的基礎。而荷蘭科學家的設想是把塑料無害化處理后制成一個個中空的“浮動平臺”并連接起來，再在上面鋪設泥土和砂石。這樣的島嶼實際上是漂浮在海面上的，能否成功，需要試驗，但畢竟提供了一個消除海洋垃圾的思路。
