2021年7月2日，《科学》（Science）期刊发表主题为《我们的塑料困境》（Our Plastics Dilemma）的特刊，探讨了与塑料有关的一系列主题。4篇综述文章分别讨论了如何将塑料理解为新兴地质材料、野生动物摄入塑料对进化和生态的影响、塑料污染在环境中的积累和影响以及升级回收和循环利用方面的创新如何影响塑料的命运和推动下一代材料设计的进步。1篇政策论坛和2篇展望讨论了制定全球协议以应对塑料污染的努力，概述了环境生物塑料的历史及其影响，并提出了循环生物经济塑料设计的建议。本文就该特刊中4篇综述的核心内容进行了整理，以供参考。

题为《地球系统中的塑料》（Plastics in the Earth System）的文章指出，环境中的塑料污染是一个全球性问题，其严重程度足以证明塑料是地球历史上从未出现过的具有化学性质的新兴地质材料。在元素层面，塑料主要是碳。通过塑料存量和通量与碳存量和通量的比较表明，一些生态系统中存在的塑料数量与天然有机碳的量相当，并建议地球化学家应该在其研究分析中考虑塑料。承认塑料是地质材料，采用地球化学的知识和方法，可以加快人们对地球系统中塑料的理解。塑料也可以作为全球范围的示踪剂来推进地球系统科学。

题为《塑料摄入作为进化陷阱：走向整体理解》（Plastic Ingestion As an Evolutionary Trap: Toward a Holistic Understanding）的文章指出，随着气候变化和生物多样性的广泛丧失，塑料污染在改变全球生态系统方面发挥着主导作用。过去有关塑料摄入的大多数研究局限于定量研究哪些物种摄入了塑料。研究人员从进化和生态学的视角回顾了野生动物摄入塑料的情况，并解决了生物体为什么摄入塑料的基本问题。在进化陷阱理论下，将进化、生态和认知方法统一起来，并确定了可能驱动塑料摄入的3个主要因素：①环境中的塑料的可用性；②个体的接受阈值；③天然食物和塑料提供线索的重叠。

题为《塑料污染的全球威胁》（The Global Threat from Plastic Pollution）的文章指出，如果自然矿化过程缓慢且不可能采用工程修复解决方案，那么环境中某一地区积累的塑料污染就被认为“可逆性差”。可逆性差的塑料污染的潜在影响包括碳和营养循环的变化；土壤、沉积物和水生生态系统内的栖息地变化；对濒危或关键物种的共同发生的生物影响；生态毒性以及相关的社会影响。为了更好地理解和管理环境中塑料污染造成的威胁，需要重点研究环境过程和命运，包括小风化颗粒的积累、相关化学物质，以及与天然有机碳形成生物膜和聚合物。特别相关的是更好地理解这些过程在那些可逆性较差的塑料污染正在累积的地区。还需要以发现为导向的研究，以确定风化塑料对生物地球化学循环和生物体健康的未知影响。面对塑料污染可能带来的不可逆的全球影响，其对策是尽可能通过减少塑料材料的消耗来减少塑料排放。

题为《迈向聚合物升级循环——增加价值和解决循环问题》（Toward Polymer Upcycling—Adding Value and Tackling Circularity）的文章指出，新方法对于应对与塑料废物异质性相关的挑战以及机械回收引起的性能降低至关重要。聚合物的化学循环和升级循环可以通过分离策略、促进大分子设计固有闭环循环的化学物质以及改变生命周期的变革过程来实现。与传统的机械和化学循环相比，聚合物升级循环方案可以使能源消耗更低，对环境的影响也更小。工业采用回收和升级循环方法对解决塑料污染及推动下一代材料设计发挥了关键作用。