人類製造塑料僅有約100年的歷史，但自1950年代以來，我們已經生產了約83億噸塑料，大約相當於14萬艘遼寧號航母的重量。由於絕大多數塑料都無法降解，因此幾乎所有一個世紀以來生產的塑料都殘留在地球上的某個地方，比如魚和海鳥的胃中、充滿毒素的垃圾場中、南極和北極的冰中、甚至形成了塑料沉積岩。微型塑料滲透到我們看不到的地方，比如飲用水和我們呼吸的空氣中，最終進入我們的身體，其對健康的影響尚不清楚。
塑料已經無處不在，它們比天然材料有許多優勢：它們具有難以置信的強度而又輕巧，可以是柔性的或剛性的（或兩者都有），防水的，並且製造和運輸便宜。使塑料如此堅固和通用的秘密成分是碳氫化合物聚合物，碳和氫原子的長鏈串在一起，它們的排列賦予了它們寶貴的性能。在碳氫化合物中添加的其他元素（例如氧、氮和硫），可以創建出適合於不同要求的不同類型的塑料。
從萬能藥到大麻煩最早的合成塑料是在1900年代初期從煤焦油中創建的。1945年美國的塑料年產量超過40萬噸，1979年產量超過了工業時代的代表 - 鋼。當能夠使用更便宜、更容易獲得的石油製造塑料後，塑料征服了整個世界。生活的方方面面都離不開塑料了。
最初的酚醛塑料製品
然而，很快人們開始注意到大量的塑料碎片被衝上海灘，並且越來越多的證據表明，從塑料產品中浸出的化學添加劑對人類和環境都有害。
儘管存在這些擔憂，但人類並沒有找到便宜、可持續的替代品。每年仍能夠通過石油生產出2.6億噸的塑料製品，這其中有1.7億噸是一次性的。
塑料垃圾每年會導致100多萬隻海鳥與10萬多隻海洋哺乳動物死亡。
一次性塑料袋對生態環境造成的污染極其嚴重。它的分子結構非常穩定，自然界的光和熱、細菌和酶難以將其化解，即使埋在土裏數百年它也不會分化、降解。焚燒塑料袋也不是解決問題的辦法。塑料燃燒後產生的氯化物及重金屬離子會嚴重危害人類健康和生態環境。
大量棄置塑料袋的堆積，造成農田和河流的嚴重污染，破壞了我們所處的生態環境。
回收塑料因此，我們對塑料進行回收和再利用。有些塑料不能回收，比如膠木，但是許多可以回收的也仍然沒回收。事實上，塑料包裝的回收率只有大約七分之一，遠遠低於紙張和鋼鐵。其他塑料製品的回收率就更可憐了。
也許你已經發現，有些塑料製品上有個小三角，裏面有數字1到7。那是"塑料識別碼"，這是塑料行業協會的舉措，目的是幫助回收。但是這個體制遠遠不夠。
可降解塑料可降解塑料是一種通過陽光輻射或土壤中微生物使其能分解成為低分子物的塑料。陽光對聚合物材料的降解是通過紫外光和氧的綜合效應，因此稱為光氧化降解。以聚烯烴為例，光氧化經常引起聚合物的斷鏈或交聯，並伴隨形成一些含氧的官能團，如酮、羧酸、過氧化物和醇。其降解主要來自於聚合物中催化劑殘留物，以及加工過程中引入的過氧化物和羰的引發作用。
可降解塑料
然而我國2019年可降解塑料年產量僅為13.8萬噸。不足1%，單靠可降解塑料無法解決全部問題。
全面解決的新希望儘管我們大多數人將細菌視為小蟲子，要麼是好的（生活在我們腸道中的細菌），要麼是壞的（導致感染的細菌），但科學家卻將它們視為可以改造的小型工廠。與從石油或植物中提煉聚合物相比，從細菌中構建更容易，更可持續。
像所有生命有機體一樣，細菌需要攝取食物，從食物中提取能量和營養以及排泄廢物才能生存。細菌生長非常容易控制，因此科學家們一直在研究它們的內部結構，現在我們可以通過遺傳和代謝方式改變它們的飲食以及代謝產物。
工程微生物吸收二氧化碳，並將其用於生產可生物降解的聚合物。這些聚合物經過純化，可用於生產各種可生物降解的產品，其環境足跡要比基於植物的生物塑料小得多。圖片：哈佛大學懷斯學院
科學家找到了一種名為鈎蟲貪銅菌的細菌，它吸收氫氣和二氧化碳，併產生的一種稱為PHB的聚合物。PHB本身不是好的塑料聚合物，它非常脆，很難製造，但是科學家設法調節微生物新陳代謝的方法，從而可以生產類似的聚酯 – PHA。
可生物降解的PHA並不是一個新主意，但只是到目前為止，沒有人能夠便宜地製造它們，以和石油基聚酯競爭。微生物可以大大降低生產這些聚合物的價格，因為我們只需要給它們供氣而不是昂貴的前體化合物，並且避免了其他經濟和環境成本。
使用工程微生物生產粉末狀的聚合物PHA，可將其加工成各種塑料產品。圖片：哈佛大學懷斯學院
雖然PHA這樣的聚酯只是多種聚合物中的一種，但科學家認為，通過正確的工程設計，可以生產出模仿其他類型聚合物的代謝產物。PHA的優點在於可以對其進行廣泛的修飾，因此，如果我們擴大微生物可以生產的化合物的範圍，即使它們的化學結構不同，我們也可以製造出具有與其他石油化學產品相同的特性的材料。
地球的未來，也許就在於數億年前就已經存在的微小生物上。