土壤慢濾淨化工程的起源――利西比
土壤，是大自然最平凡的東西，每天都被人們踩在腳下；
土壤，也是大自然最複雜的東西，直到如今仍然不斷帶給人們驚奇的發現――
例如，孩子們知道食物掉到地面上，被土壤弄髒，不要揀起來吃；
但是，許多人不知道，骯髒的水，流經土壤之後，反而變乾淨了……
最早發現土壤具有淨化汙水功能的人，
給這現象取了個至今仍非常響亮的名字――「自然淨化作用」（natural
purification）。
許多人喜歡大自然、期待經常接觸大自然；但是，什麼是大自然呢？大自然的英文字nature來自拉丁文的nasci，表示世界上每一件事物都具有的特質，這些特質不會因著時間或地點改變能夠傳遞下去，所以研究事物特質的學問稱為「自然科學」（natural
science）。
自然科學的綜合性
許多自然科學研究的對象是比較單純的，例如一棵樹、一滴水、一塊石頭、一個細胞等；但是，有些自然科學研究的對象是綜合的，例如土壤即含有植物的根、土壤的水、石頭風化後的砂粒和黏粒，以及許許多多的微生物。在自然科學裡，研究單純的物質己經不容易了，要研究綜合性的對象就更困難了。
在自然科學的研究上，最早發現土壤能淨化汙水的人是利西比（Henry
Letheby,
1816-1876）。非常有趣的是，他本身不是研究土壤的人，而是鑑定食品與藥物是否變質或摻雜，對於消費者造成毒害的人，他也是醫學史上最早推動食品與藥品安全管制的人之一。
公共衛生的問題
利西比本來是英國倫敦醫院的化學分析專家。1846年，愛爾蘭的馬鈴薯罹患菌害，導致大飢荒，連帶使英格蘭經濟蕭條。這時許多人吃到長黴的麵包或喝到摻雜其他草根的咖啡而生病。1848年，利西比被英國皇家任命為「倫敦市食品安全管制」的負責人，他由醫院走出到社會，分析市場上販售食物的安全性。他有一批幹練的助手協助，他將安全管制的範圍愈拉愈大，由食品拉到藥物管制，更擴大到居家環境。
1849年，利西比發現許多人因為住在擁擠的旅社而生病，當時的看法是旅客水土不服，但利西比分析這些旅社的空氣，發現含有硫化氫、一氧化碳等對人體有害的氣體，因此主張旅社必須通風，以減少有毒氣體對人們健康的影響，這對公共衛生上很重要的貢獻。
汙水下水道的起源
分析旅社的空氣還不夠，利西比進而下到旅社底下的下水道，發現硫化氫的臭味是由下水道來的，而下水道的臭味是來自都市汙水――居民排泄、洗濯等汙水的匯總。利西比在1865年提出著名的研究「倫敦市公共衛生的報告」（Report
of the Sanitary Condition of the
City of
London），建議城市裡的水道要分二種，一種排雨水、一種排汙水，後者稱為「汙水下水道」。之後英國政府下令，開始在城市興建汙水下水道。
但是汙水若不處理，建汙水下水道也不過是把都市裡的髒水排到郊外而已，問題仍然沒有解決。汙水要如何處理才能淨化呢？
一位牧師的對古老作法的觀察
這時，有一位牧師包立許（Rev. W.R.
Bowditch）邀請利西比前來參訪他牧會的地區。當地的農夫有一種作法，是在農田挖到數十公分深之後，在底部舖上黏土，再把挖出來的土壤回填上去，然後將住家的汙水用管子排到那裡，並且種上植物，幾百年來那裡的土壤從來沒有臭味，而且植物生長良好。
包立許本身也是英國皇家科學會的會員，為了改善社區空氣品質，在1862年提出工廠所產生的含硫廢氣，在排放前通過石灰水，以減少廢氣中的硫化物含量。
包立許與利西比合作，研究這種作法的緣由。他們認為土壤中的黏土能夠減緩汙水的流速，並讓土壤中的微生物分解汙水，這種地方後來稱為「汙水農場」（sewage
farm）；用土壤微生物來分解汙水的機制，他們取名為「自然淨化作用」。
原來，土壤表面有許多微生物，是將汙水中的有機物當成食物，進而淨化汙水，這是大自然的奇妙，也是自然淨化工程的主要機制。
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