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20世紀初，化學家們發現了塑料。在工業革命之前，化學家的研究只涉及簡單元素和簡單化合物，例如鐵元素和水分子。當時，任何復雜的物質似乎都來自生物器官，合成復雜物質的過程被稱為“有機化學”。但是，人們對原子結構以及原子之間如何結合取得突破性的理解，提供了進一步理解分子結構的可能。除了棉、羊毛、皮革、牛角等生活材料外，人們逐漸認識到可以用無生命的化學物質制造其他有用的材料。

第二次世界大戰后，西方世界經歷了塑料的黃金時代。人們可以制造出在當時看起來“奇形怪狀”的家用物品，比如電話和刀柄。在理論和實踐的結合下，化學作為一門科學，開啟前所未有的領域，開發出專業的、功能精細的塑料產品，例如螺旋槳、玩具、衣物和電線絕緣層。

塑料為人們的生活帶來了便利。塑料雨衣可以防雨，塑料涼鞋可以保護億萬貧困人口的腳。請想一下塑料在您生活中的用途。塑料容器內部的東西不會漏出來。常見的例子很多，比如救生衣里的空氣、氣球里的氦氣。塑料袋還可以盛裝液體，盛放鹽、糖、蘋果等固體。塑料防止容器外的東西進入，例如，防止空氣氧化蘋果，防止水分破壞食鹽，防止細菌破壞食物。這都說明，塑料是一個很好的屏障，可用于分隔物品，維持秩序。

塑料之所以具備這個優點，是因為原子按照一個方向緊密而牢固地結合成長鏈。使用毛皮制作衣物或使用動物原料制造工具時，人們就已經從自然界的宏觀尺度觀察到這一特點。直到1930年左右，化學家才破解了碳原子核外6個電子的結構密碼，這一六角形結構可以構建二維平面和線性纖維。由此開始，化學界開始進行大量實驗和分子設計活動。

2018年全球塑料產量為3.59億噸。過去20年生產的塑料垃圾中，有三分之一是一次性的瓶子、袋子和包裝袋。因此，一個巨大的諷刺和困境產生：塑料給我們的生活帶來了整潔——鮮明的色彩、清潔的衛生、堅固而輕巧的物體容器。然而，塑料也帶來巨大的麻煩——很多塑料垃圾導致河流和海洋污染，大量的垃圾填埋場和溫室氣體帶來危害。正如喬治·羅根（Georgescu-Roegen）在其著作《 熵的定律和經濟過程》中所暗示的，應用塑料的道路，是從有序到無序的。

科學家們花了數十年的時間才將碳、氫和氧原子的排列設計成各種樣式，從而賦予了各種塑料獨特的功能。他們可能還需要數十年的時間進行逆向工程，并弄清楚如何將原子分解為更簡單的粒子，以便回收或無害處理。當前用于管理垃圾廢物的一系列方法，都無法真正保護我們的家園。

從全球范圍來看，大部分一次性塑料都被輕率地處理了。這些物品無處不在，而且看起來無關緊要，無需費力即可丟棄。當引起宏觀后果時，某些政府可能反應過度。在一個極端例子中，一個貧窮國家的士兵拿著沖鋒槍威脅沒有嚴格遵守塑料袋禁令的市場銷售商。即使是對一次性塑料的溫和反對，也可能招致意外的批評。

在許多發達國家，超市購物袋的收費可能會引起意外的后果。悉尼大學的研究人員追蹤了在塑料袋禁令頒布之前和之后城市塑料垃圾袋購買的零售數據。他們發現，雖然塑料購物袋的用量減少了2000萬公斤，但是垃圾袋的購買量增加了600萬公斤——其中小型、中型和大型垃圾袋的銷售額分別增長120％，64％和6％。在實施禁令之前，有12%-22％的塑料袋被當作垃圾袋重復使用，但禁令頒布后，消費者轉向使用較小但較重的塑料袋。很大一部分消費者確實有重復使用購物袋的習慣，研究人員也指出可重復使用的購物袋對人體健康的危害。

消費者行為方面的研究者已獲得有用的信息，以幫助制定控制塑料袋需求的政策。首先，對零售商而言，所有商店都必須為購物袋收取10至20美分的費用。其次，任何變化都需要一個過程，提前給顧客通知可以幫助他們改變習慣。第三，銷售塑料袋的錢可用于慈善事業或某些特殊產品的打折等。

塑料垃圾的兩個常規處置方法已經走到盡頭。世界上大部分城市的垃圾填埋場已被填滿，中國城市也感受到了這種束縛。同樣，焚燒也不是一種理想途徑。露天燃燒塑料會產生有毒煙霧，而專門化熔爐的購買和操作又需要很高的成本。況且，此類處理，仍然會使塑料中的碳原子與兩個氧原子結合，最終排出二氧化碳。

除了教育公民養成負責任地使用或減少使用塑料袋的習慣外，未來的最大希望是將計算化學與實驗結合起來，探索如何解開復雜的C-H-O模式中的化學鍵。也許在未來，相應模式將被發現并大量商業化。目前，只有不到10％的塑料可以回收利用。