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因化工厂爆炸一案，陵江省高级人民法院行政庭法官罗远结识了陵江大学环境工程教授夏未冬。与此同时，与罗远因理念不合分道扬镳的法官耿念正在基层法院审理索赔高昂的“化工老板殴打村民案”，牵扯出化工厂偷排污水案情。恰逢省高院副院长曲和平在推进环保司法改革，他有意安排罗远和耿念去帮助因买卖金雕案而深陷舆论攻击的中院刑庭法官林海岚，让三人形成“行政、民事、刑事”三合一审判小组，组成一个全新的环境保护审判庭。环保庭成立后，三位法官在环境专家夏未冬的帮助下，积极审理陵江禁捕期非法捕捞案、室内装修污染致癌案、非法买卖国家保护动物案、废酸毁林案、陵江非法采砂案、非法倾倒掩埋垃圾案等种类繁多、专业极强的环境污染案件，尝试创新的司法审判理念，最终将不惜以污染江河、破坏环境换取经济效益的化工巨头、大肆逐利的黑恶势力和包庇污染、玩忽职守的政府官员绳之以法。
陵江省高级人民法院内，法官罗远正在审理刘国富告大江市环保局未能处理污染企业江石化工厂的诉讼。休庭后，省高院副院长曲和平为被借调到大江市中院的罗远送行，罗远来到中院后却发现新同事竟是大学旧友、现任民事法庭法官耿念，两人过去似有嫌隙。公益律师苏卓和宁妮承接了刘国富的案子，苏卓请教陵江大学环境工程系教授夏未冬，夏未冬发现报告有问题，她的学生饶斌就在提供报告的大江天阳公司工作。罗远再次开庭，夏未冬出庭作证，指出环评报告隐瞒了硝化废料的处理，罗远提出去化工厂现场核实。另一边，耿念赶往下横头村办理杨一木被打的民事纠纷案，案情复杂，耿念决定择日再审，杨一木被误导以为苏卓收了黑钱，围攻法官一行。
夏未冬察觉硝化废料发热，呼吁人员撤离，随即毛坯楼发生爆炸。夏未冬被冲击昏迷不醒，罗远当即给她做心肺复苏，夏未冬得救。下横头村，耿念倾听村民诉求，得知杨运盛不仅欺凌乡民，化工厂污染还导致杨一木的妻子诞下死胎。耿念表示定会帮村民查明实情，呼吁村民用合法手段维护权益。警察赶到，将滋事的杨一木、杨运昌等人带走。饶斌在爆炸中丧生，夏未冬深感唏嘘。大江天阳的辛阳等相关责任人被警察带走。凤凰岭祥发集团内，法律顾问冯学文告知董事长陈志强和江石化工的切割手续已经完成。苏卓告知耿念和罗远，江石化工是凤凰岭祥发集团的子公司，而凤凰岭祥发的前身七星志强化工曾污染过耿念家乡上横头村。
杨一木案重新开庭，耿念最终依法判七星运盛赔偿杨一木误工费、医疗费共计数万元。杨一木妻子不满结果，伤心落泪，耿念心里也不是滋味。庭后，罗远安慰他尽了本职工作。两人回忆往事，当年在一场国际辩论赛中，就辩题“为了经济发展是否可以先牺牲环境”，罗远为出奇制胜选择正方，辩论赛中耿念却因家乡曾被污染当场倒戈，赛后生气的罗远打了他一拳。回到现在，耿念表示依然无法原谅为了发展而牺牲环境，但也明白司法中“德”与“法”难以平衡，自己不知能做什么。罗远决定去下横头村一趟。次日，罗远和书记员聂闻穿便衣来到下横头村，从村民处了解到七星运盛一直在夜里接收不明货物，在化工厂附近发现杨运盛正在倾倒化学废料。
就江石一案，省高院江院长顺势提出环境司法审判体系需要改进。会后，曲和平向罗远、耿念提出希望建立一个环境保护审判庭以推进环境司法改革，罗远欣然接受。耿念怀疑这个创举能否有实质作用，罗远鼓励他勇于尝试。罗远在会议中拿出收集的证据，表明江石、七星运盛的污染行为损害了社会公共利益，说服了其他法官由大江市环保联合会作为公益诉讼方，对案件提起环境公益诉讼。刑庭法官林海岚上班途中，广播正在播放女大学生袁笑笑因一时善念收买了被退款的一级保护动物金雕被重判三年的消息。
罗远和林海岚前往袁笑笑家中，发现她收养了许多小鸟，是个善良的女孩，邻居也都十分同情她。回程时，两人遭到袁笑笑男友以及同学围堵，罗远向大家普及违法买卖金雕的后果，结果却被泼水。夏未冬从直播里看到了这一幕。律所，宁妮希望苏卓接下金雕案来进一步打响名声，苏卓却表示赞同罗远所说的袁笑笑如果真心爱护动物，就不应该参与买卖。罗远认为袁笑笑案还有可以讨论的空间，法律应该有温度，林海岚却坚持依法判决，两人不欢而散。
环保庭成立了，除了罗远、耿念和助理庞云、书记员聂闻，林海岚也应邀加入，由罗远担任代理庭长。没想到，他们的办公地点竟被安排在了一间破旧的门房，但众人还是干劲十足地将房间收拾干净。夏未冬和苏卓交流，苏卓不看好环保庭。晚上，耿念的母亲刘慧珊听说儿子又调回县里，颇为不悦，提起他和妻子徐飞没有孩子的事。徐飞要考护士编制，也让开着菜馆需要人手的刘慧珊有些抱怨。
众人顶着恶臭清理垃圾，罗远和耿念查看冰箱时，竟然看到一具尸体！情绪失控的郭大爷突然窜出，叫喊着绝不让爱人被带走，并将耿念打晕，所幸并无大碍。罗远等人查实，郭大爷妻子患病而死，但郭大爷不想让老伴下葬才做出如此举动。居委会表示同情，决定撤诉，事情暂告一段落。罗远、耿念和林海岚分别来到环保局、立案庭等部门，试图寻找环境案，然而这些部门或敷衍、或无案可给，大家最后都空手而归。环保庭出师不利，夏未冬安慰了罗远。杨运盛气愤地找到陈志强索要江石化工欠款，表示儿子得了尿毒症，急需用钱。陈志强提出帮杨运盛入驻园区，继续处理废污业务，并给了他一笔钱解燃眉之急。另一边，金盟水务的总经理胡兆宇拟好了和祥发的排污合同。功夫不负有心人，环保庭众人终于接到一个案件：农户老朱状告老卢将砂轮厂产生的污水排放，造成自家树木大量死亡。罗远到厂区，却发现工厂已停工大半年，几乎找不到污染证据，老朱也已把死掉的树木全砍了，没有保留证据。正为难时，夏未冬应罗远邀请来到现场，夏未冬给出了解决方案。
金盟水务，工程师郑维报告胡兆宇，表示无法处理祥发如此高浓度、数量大的废水。胡兆宇暗示郑维可以偷排。在林场完成取样后，几位法官各自离开。罗远和夏未冬因为车子半路抛锚，来到表弟夏小江的汽修厂，罗远遇到了夏未冬的母亲。夏母察觉到两人有暧昧，要求罗远远离女儿，她不希望女儿再次卷入爆炸案那样的危险。耿念回到法院加班，让独守家中的徐飞有些不悦。林海岚则回到家，受到女儿左左、右右和丈夫关逸的热烈迎接。砂轮厂内残留的化学物质与土壤检测一致，确认含有导致植物无法生长的成分，林海岚建议依法判决，罗远却提出原告所期望的补偿并非只是钱，而是修复土壤、补植树木，并找到了森林法相关法条佐证，耿念支持下，林海岚少数服从多数。环保庭收到了老朱送的锦旗，其他法官却不理解他们的办案方式。金盟水务趁着夜色收取着外厂的废污，郑维不得已启用了胡兆宇交代过的六号管，将大量废污偷排。七星县检察官蒋单正在审问疑似无证伐木的村民胡勇，胡勇称是村中廖主任指派，廖主任接受询问时却矢口否认，加上儿子患有脑瘫，胡勇无助至极。
夏未冬和苏卓听说杨运盛全家已经搬空，来到下横头村遇到了杨运昌。杨运昌愤愤道哥哥因为案子家破人亡，随即将夏未冬砸伤。罗远下班回到家，父亲对他加班过度有些抱怨，向他推介了一个相亲活动。相亲会主办方竟是大江环保联合会，罗远在现场巧遇夏未冬，一起参与了竹编活动。罗远试探性地表达了对她的喜欢，不过也尊重夏未冬的爱情理念，两人决定暂时以朋友相处。
下班后，法院众人相约去耿念家餐馆聚餐。林海岚在前往途中遇到了名为赵庆生的男子的威胁，林海岚联系丈夫和女儿却无人回应，心急的她驱车赶到餐馆找罗远等人求助，却看到关逸带着两个女儿姗姗来迟，原来关逸只是没看到妻子的来电。关逸道出赵庆生和妻子的纠葛：多年前，赵庆生因抢劫被林海岚判罚入狱，其母却在他服刑期间去世，出狱后他一直叫嚣要找林海岚报复。经此一事，环保庭众人更了解了林海岚。席间，平日强硬的林海岚也在丈夫面前显露出小女人的一面。徐飞看着幸福的林海岚一家，十分羡慕。
林海岚坚决不同意让步，罗远决定不再纠结人情世故。对黄卫龙案，环保庭发函要求检察院补充证据，对运盛一事，通过将案子越级传达到检察院对不履职的环保局下达检察建议书。环保局用运盛案子影响了市里招商来施压，罗远不卑不亢地表示他们应当为老百姓的生活负责。林海岚依旧坚持让检察院补齐证据，找回黄卫龙作案遗弃的地笼网，这牵扯到判罚结果。罗远建议下，决定召开一个巡回法庭，宣传禁渔期的重要性，更好地保护长江。
夜里，警方突击行动，抓住了一名叫海阿平的非法捕捞鳗鱼苗的人。罗远从刘文燕处收到了环保联合会诉碧湖湾生态林公园管理委员会的案子：县政府将原始森林开发为了人工湖，因此被诉。罗远和耿念到公园实地考察，发现虽然手续办理上有些问题，但居民对公园都很满意，还得知大江环保联合会是帮助一群“黑商户”发起诉讼的。众人感到了事情的复杂。法院里，苏卓承认是之前违规占用了生态林部份土地的商户因没拿到想要的补偿，心中不平向法院提起的诉讼。但她同时也指出，公园私自开挖人工湖的行为已经犯法。
生态园一案，罗远闲聊中突生灵感，提出异地补植的方案：让园区换一个地方进行异地补植，这样区域内生态总容量不变，满足原告要求。苏卓反对，但夏未冬认为此方案最能合理平衡人与自然的利益，而且代价最小。夜晚，罗远陪夏未冬来到饶斌家，夏未冬对饶母深表歉意。与此同时，林海岚向耿念提及想要调离，耿念猜到是赵庆生的缘故，按照民事调解经验，想到可以帮他找工作安定下来。鳗鱼案的会议上，环保庭确认海阿平所用的网孔极小的张网对水生生态破坏极大。综合考虑后，罗远等人最终对海阿平捕捞鳗鱼苗案公开审理。在电视上看到罗远宣判的模样，夏母也认可了他。
环保联合会最终接受了方案，和生态林公园达成调解，苏卓也认可了环保庭。法院食堂内，众人摆桌给林海岚践行。曲和平赶来，却不答应林海岚离职。他表示环保庭一年来成果斐然，将在大江市中级人民法院成立省内第一个环境资源法庭，由原班人马任职。就此，林海岚可以兼顾家庭和工作，众人欣喜不已。耿念将自己要到市里工作的消息告诉了徐飞，徐飞为他高兴。来年春天，罗远等人回到气势恢宏的大江市中院，罗远就任环境资源法庭代理庭长。
老板贾克明抱怨胡明川等患病员工缠着公司要赔偿，文姗姗道出自己也患癌的事实。贾克明假意关心，随后却指派肖秘书辞退文姗姗。苏卓和宁妮从文姗姗处了解情况：超级人力派遣公司刚装修完就让人进去办公，除她以外还有数名员工查出患癌。文姗姗和苏卓一起拿到了员工们的相关资料，但胡明川已经去世，他的母亲对文姗姗十分怨恨。苏卓提出还需要公司的空气检测报告，文姗姗联合几名同事带着检测员来到公司偷偷采集空气样本，没想到贾克明突然杀到。文姗姗和贾克明撕打起来，在她的掩护下检测人员成功溜走。
众人来到超级人力派遣公司，却傻了眼：玻璃墙被拆掉了，窗户大开,两台工业级风扇正对着室内吹。苏卓和文姗姗直斥贾克明破坏证据，贾克明反把过错推给文姗姗。文姗姗歇斯底里地抄起裁纸刀，准备自杀。危急关头，罗远夺下刀子，但手被割伤。罗远愤然批评了原被告双方，随后强令贾克明公司封闭12小时以便检测。众人联系了专家，但专家表示人患癌的原因太多了，无法确定空气问题是唯一的致病原因。苏卓提议找到装修公司的相关证据，提高胜算，文姗姗联系了之前负责联系装修队的肖秘书，却发现他也患了癌。开庭时，肖秘书出庭曝出了贾克明买通体检机构的事。最终文姗姗胜诉，然而在等到结果之前，文姗姗就去世了……
许副市长介绍胡兆宇和罗远、夏未冬认识，胡兆宇想和夏未冬套近乎，被罗远拦下。回家路上，罗远提醒夏未冬注意避嫌，否则会影响在法院的工作，夏未冬点头答应。郑维面对源源不断送来的污水很是犯愁。晚上，金盟水务趁夜再次偷排大量污水，马维忠队长安排几名潜水员下水摸排，发现暗管，采取了水样。罗远正在夏未冬家浓情蜜意地并肩做饭，突然察觉自来水发臭。很快，全市的水被污染，爆发了用水危机。政府迅速发布应急预案，严查污染原因。夜里，罗远找到正在做江豚志愿者的曲和平。罗远思考应该通过这次水污染事故推进流域综合管理，与曲和平不谋而合。
马队长和蒋单经过长期摸排，确认金盟设下的七根暗管，逮捕了金盟水务的运行主管李年生，准备从基层找突破口，李年生交代了自己是受郑维指示。垃圾岛的垃圾层层堆叠，难以核算，罗远指出多次叠加污染导致的修复土壤费用全算在被告头上是不合理的。检察官和警察来到环保局逮捕了收取吴成功夫妇贿赂的官员，环保厅长表态道环保局和公检法在环保问题上应该统一战线。戴崇光正在和胡兆宇商谈金盟入驻开发区事宜，他要做成整个陵江流域最大的工业园区，两人相谈甚欢。与此同时，警方展开行动，抓捕了市场部经理端木鸿和郑维等人。
蒋单将案件告知罗远等人，希望严惩以儆效尤，罗远则思考是否会搞垮企业，决定请教夏未冬。戴崇光命令陈志强联系冯学文支援金盟，想借机雪中送炭，事后让其入驻自家园区。胡兆宇每次对郑维等人都是口头提示，没有留下证据，郑维也一时也想不到证据。祥发操控下，所有数据公司都拒绝帮检方做鉴定，金盟董事长张展鹏得知后十分感谢，陈志强转达了戴崇光的暗示。苏卓通过万千花得知杨运盛最近在和皮康联系。另一边，杨运盛再次来到找到陈志强，两人纠缠起来。
庭审上，郑维承认所有犯罪事实，他是在胡兆宇的指示下进行的长期非法排污行为；李年生却将责任全归到郑维头上，原来胡兆宇故意秉持权力下放的原则，从不和基层接触；端木鸿签订认罪认罚具结书，但只承认接收污水，对于偷排他表示一概不知，并否认和胡兆宇有关。根据众人的说辞，胡兆宇彻底和偷排切割了关联，而郑维成了偷排行径的直接负责人。胡兆宇坐着轮椅，一脸从容地出庭。面对胡兆宇对丈夫的指控，郑维妻子情绪激动下羊水破了，夏未冬陪她去了医院。罗远宣布休庭，众人讨论认为被告方的说辞是经过演练的，目的就是要将责任都推给郑维。
