细菌、真菌和植物可以通过培养和工程化设计，去除受污染土壤和水中的塑料、化学品和污染物。
法国生物技术公司Carbios展示了由微生物酶再生的生物循环PET瓶，内含L'Occitane沐浴露，标志着塑料再生技术的新突破。这种酶技术不仅限于塑料，还扩展至全氟和多氟烷基物质等污染物的生物修复，预计未来几年市场规模将大幅增长。塑料分解酶只是利用微生物来消化污染物的一种手段。政府和生物技术公司正在投资生物修复技术，即利用活生物体去除污染物的技术。这项技术已经被证明是可行的，预计到2023年至2028年间，市场规模将增长82.9亿美元。
然而，尽管分离出的微生物酶正在商业化用于生物修复，其他潜在的方法，如将活的或基因改造的微生物添加到受污染的水或土壤中，仍面临技术挑战或可能被监管障碍阻止。
细菌进化去消化塑料
塑料生物循环再利用领域在2016年获得了发展，当时《科学》杂志发表了一篇论文，介绍了在日本发现的细菌Ideonella sakaiensis 201-F6，这种细菌含有能够分解PET塑料的酶。该发现激发了对塑料生物修复的广泛兴趣。
Brunel大学的工程师Ronan McCarthy解释道，细菌进化迅速，因此会找到适应环境并消化可用碳源（包括塑料）的方式。他认为，I. sakaiensis 201-F6可能通过植物细胞壁消化的酯酶进化出了其塑料分解酶。
在此之前，科学家们的重点一直放在角质酶上，角质酶是能够水解植物角质层的脂解酶/酯解酶。角质酶允许真菌通过植物表皮进行消化，尽管速度较慢，但它们也能分解塑料。McCarthy形容这种塑料降解代表了这些物种的“酶促多效性”，因为天然存在的角质层具有与制造塑料类似的碳-碳键。
生物膜培养富集
研究人员通过宏基因组学发现塑料分解酶，但大多效率低。McCarthy实验室通过生物膜培养，成功富集了塑料分解细菌，如Pseudomonas stutzeri，并发现了相关酶。生物膜促进了塑料消化酶的研究，有望商业化。与使用整个微生物不同，许多公司选择提纯酶，因为其监管要求较低，且技术无争议，具有商业潜力。
合成生物解决方案
意大利DnD Biotech公司通过采集污染微生物群体，找到降解石油烃的细菌，改善了修复效果。新加坡Allozymes则通过机器学习预测蛋白质序列，开发合成酶，并获政府支持。该公司通过酶库和设计酶获利，被称为“酶界的谷歌”。
海洋中的机遇
BlueRemediomics团队通过海洋宏基因组数据寻找塑料降解酶，利用AlphaFold分析新酶的结构，筛选出能降解塑料的候选酶。该团队发现了一种在低温下有效的新酶，尚未发表。此外，他们还寻找降解骨头、农药、抗生素的微生物酶，并发布了MGnify基因组资源库，包含30万种微生物基因组。
颗粒化的潜力
美国德克萨斯农工大学的环境研究员Susie Dai表示，与传统的化学修复相比，生物修复成本较低且维护少，但效率较低。她筛选了数百种真菌，发现了三种有前途的微生物，包括两种新发现的白腐真菌菌株，能够迅速吸收聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯微塑料。白腐真菌不消化塑料，而是将其储存在内部颗粒中，这种颗粒化方法成本低，适合应用于水处理厂。
不再“永远存在”的化学物质
塑料污染已成为全球关注的重点，但PFAS（全氟和多氟烷基物质）的危害也不容忽视，这些“永远的化学物质”即使在微量下也有毒，常见于家庭用品中，并能渗入水源。研究人员正努力寻找能够降解PFAS的微生物，尽管已有发现，但降解速度过慢，因此Dai团队转向植物的使用。他们构建了人工植物和天然真菌的“纳米框架”，以低成本材料吸引并浓缩PFAS，为真菌提供栖息地。这一生物工程方法为去除PFAS提供了新途径，特别是在美国环保署对PFAS设定新标准后。
此外，植物和微藻也能去除抗生素等新兴污染物。Hanyang University的Jeon利用植物和微藻来净化水中的抗生素，他发现这些生物能够自然去除抗生素和其他污染物，适合种植在湿地中。同时，小球藻可用于去除染料，Jeon的研究显示其能有效转化多种染料，结合活性污泥的使用可进一步增强生物修复效果。随着全球纺织工业预计达到超过7500亿美元，这些微生物的商业化潜力巨大。
基因编辑的土壤
