Hiện nay, chúng ta đang sử dụng rất nhiều loại nhựa khác nhau. Về bản chất, nhựa là các polymer nhân tạo - những chuỗi phân tử dài được tạo thành từ các đơn vị monomer carbon lặp đi lặp lại. Điều này có nghĩa rằng nhựa cũng là hợp chất hữu cơ, và trong tự nhiên cũng có nhiều hợp chất tương tự như lignin, cellulose... vốn có thể bị phân hủy sinh học nhờ vi sinh vật. Đây là quá trình mà con người vẫn gọi là "phân hủy" hay "thối rữa".

Thực tế, nhiều loài động vật ăn cỏ cũng có thể tiêu hóa được các polymer tự nhiên này nhờ hệ vi sinh vật cộng sinh trong đường ruột.

Nhựa chưa bị phân hủy đơn giản vì chúng quá mới, chỉ mới xuất hiện trên Trái Đất khoảng 70 năm. Các sinh vật sống chưa có đủ thời gian tiến hóa để "trang bị" bộ công cụ sinh học giúp xử lý các loại vật liệu nhân tạo này.

Tuy nhiên, nhờ khả năng thích nghi nhanh của vi sinh vật, giới khoa học đã phát hiện ra một số loại vi khuẩn có thể phân hủy nhựa, cũng như một số loài côn trùng có khả năng ăn nhựa. Thực chất là nhờ hệ vi sinh vật cộng sinh trong cơ thể chúng, tương tự như cách động vật ăn cỏ tiêu hóa cellulose.

Vậy tại sao những sinh vật "ăn nhựa" này chưa được nuôi phổ biến?

Có nhiều lý do, nhưng nguyên nhân cốt lõi là do sự đa dạng trong thành phần hóa học của các loại nhựa. Mỗi loại nhựa có công thức cấu tạo khác nhau, trong khi đó, mỗi sinh vật chỉ có thể xử lý được một loại nhựa nhất định. Vì vậy, để ứng dụng rộng rãi các sinh vật này, cần phải phân loại rác nhựa cực kỳ chính xác, điều này đòi hỏi chi phí cao và công nghệ phức tạp.

Ví dụ, một loài sâu bột màu vàng nổi tiếng với khả năng ăn xốp (polystyrene - loại nhựa dùng làm mút xốp). Tuy hiệu quả xử lý không tệ, nhưng để tách riêng được lượng lớn nhựa xốp cho chúng ăn là điều không dễ. Bên cạnh đó, mô hình nuôi sâu bột để “xử lý rác” vẫn chưa có giá trị kinh tế rõ ràng, dù tiềm năng sử dụng sâu bột làm nguồn protein cho vật nuôi là khá lớn.

Dù các nhà khoa học đã phát hiện ra nhiều loại vi sinh vật và côn trùng có khả năng "ăn nhựa", nhưng công nghệ xử lý nhựa sinh học đến nay vẫn chưa được phổ cập do nhiều nguyên nhân

Một vấn đề khác là tốc độ phân hủy nhựa của vi sinh vật còn quá chậm. Chẳng hạn, vi khuẩn Ideonella sakaiensis (được phát hiện gần đây tại Nhật Bản) có thể phân hủy PET - loại nhựa phổ biến dùng làm chai nhựa và sợi vải. Tuy nhiên, để phân hủy chỉ một mảnh nhựa nhỏ bằng đầu đinh, vi khuẩn này cần tới 6 ngày, quá chậm so với tốc độ sản xuất rác thải hiện nay.

Ngoài ra, nhiều loại vi khuẩn phân hủy nhựa là vi khuẩn ưa khí (hiếu khí), nên không thể hoạt động trong môi trường chôn lấp. Nếu áp dụng công nghệ sinh học để xử lý nhựa, các bãi rác sẽ nhanh chóng chất đống, gây áp lực lớn về không gian và môi trường.

Lý do cuối cùng: Xử lý nhựa quá hiệu quả có thể... gây hại!

Nếu vi khuẩn phân hủy nhựa trở nên quá phổ biến và hoạt động hiệu quả, chúng có thể bắt đầu phá hoại cả những sản phẩm đang được con người sử dụng như chai nhựa, quần áo sợi tổng hợp, bao bì đóng gói... Điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến toàn bộ chuỗi cung ứng công nghiệp nhựa.

Một ví dụ điển hình là vi khuẩn Pseudomonas putida, được phát triển vào năm 1971 để xử lý sự cố tràn dầu. Nhưng do khả năng phân giải mạnh mẽ, chúng không chỉ tiêu hủy dầu bị rò rỉ mà còn phá luôn cả dầu trong quá trình khai thác bình thường. Kết quả là chúng nhanh chóng bị loại bỏ vì gây ra "thảm họa sinh học".

Chính vì vậy, giới đầu tư cũng không mấy mặn mà với các công nghệ sinh học xử lý nhựa, khi mà rủi ro về mặt môi trường và tác động đến nền kinh tế là rất lớn.

Dù sinh vật ăn nhựa đã được phát hiện và có tiềm năng nhất định, nhưng do hiệu quả thấp, yêu cầu kỹ thuật cao, và nguy cơ gây ra tác dụng ngược trong hệ sinh thái công nghiệp, nên đến nay, chúng vẫn chưa thể được áp dụng rộng rãi. Công nghệ này cần thêm thời gian, cải tiến và một hệ thống quản lý rác thải chặt chẽ để có thể trở thành giải pháp thực sự hiệu quả cho vấn nạn nhựa toàn cầu.