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纵观世界城市化发展进程，无论是发达国家还是发展中国家，当城市人口比重达到20%以后，城市化会呈现快速发展的态势。相关历史证明，在城市化高速发展时期，社会结构出现的调整最为剧烈，各种城市问题也暴露得最充分。1860—1920年，美国城市化正处在快速发展阶段。城市居民的工作、生活环境急剧恶化，疫病集中暴发，这些问题在美国各大城市都表现得非常明显。尽管有些健康难题由来已久，但如此众多的健康隐患在这一时期集中涌现绝非偶然。混乱、低效的卫生管理加剧了城市环境的恶化，加之城市人口与规模的突飞猛进，迫切要求建立并完善相应的卫生设施以及卫生管理体制。
亚当·罗加尔拉斯是一位19世纪末来自俄国的移民。初到纽约的生活异常艰苦，在经过一段风餐露宿的日子后，终于攒够了前往中西部地区的路费，于是便急不可耐地带着全家直奔宾夕法尼亚州的匹兹堡。罗加尔拉斯知道那里烟囱多如森林般的大工厂需要像他这样没有太多一技之长的廉价工人。如其所愿，他很快在一家工厂觅得一份日薪1.60美元的工作。然而，幸福的生活并没有到来。1906年10月17日，一件意想不到的惨剧从天而降。一架升降机突然失控，砸向了恰在下面作业的罗加尔拉斯。这一恶性事故让这位可怜的俄国移民当场丧命，留下了孤立无助的妻子和4个年幼的孩子。罗加尔拉斯所在的工厂对此类事件早已司空见惯，像往常一样，他们支付给罗加尔拉斯的妻子400美元，试图息事宁人。然而让厂方颇感意外的是，这位倔强的俄国妇女竟然拒绝了这笔钱，并诉诸法律，提出2万美元的赔偿要求。经过长达6个多月的诉讼，法律的天平最终没有倾向这位孤苦无依的寡妇，她不但输掉了官司，还面临一笔对其而言十分沉重的诉讼费。 [31] 罗加尔拉斯一家人的不幸绝非个案，他们的故事反映了19世纪末至20世纪初美国大部分城市劳动者所面临的工作环境。
随着工业化进程的深入，大部分城市居民开始被牢牢地吸附在工厂。19世纪下半叶，工业部门在美国经济中的主导地位不断强化，其中制造业的发展最为突出。1860—1900年，美国制造业产品产值由19亿美元增长到114亿美元。从业人数也与日俱增，1860年，农业与制造业就业比例为3∶1；到1910年，这一比例已达1∶1，制造业工人在所有就业人口中的比例从33%上升至40%。 [32] 半个多世纪里，工厂构成美国社会最引人注目的物质景观。当工业化作为先行者不断深入之时，城市化也在美国突飞猛进。内战前，大部分美国人还生活在宁静的乡村，零星的工厂散布在东北部少数村镇。内战后，随着工业化的扩展以及城市化的跟进，越来越多的工厂开始在全国各种规模的城市中兴起。尤其值得注意的是，生产技术的变革始终是发展变化的决定性力量。从最早的水力机到后来的蒸汽机，从分散的家庭作坊到劳动密集型的工厂，城市中工厂的规模不断扩大。到1900年，美国钢铁产业中龙头企业的雇佣工人数量在8000—10000人之间。 [33]
然而，这些巨型工厂在为美国城市人口提供数以万计就业岗位的同时，工人的工作环境却急速恶化，并造成众多工伤惨剧。宾夕法尼亚州铁路系统每月的工伤人数一度高达9‰。著名记者威廉·哈德披露了当时美国工人危险的工作环境。1904年，他在《人人杂志》（ Everybody's Magazine ）上发表了题为《炼钢杀人》的文章，将美国钢铁公司在芝加哥南部分厂的恐怖工作环境公之于众。他提到，在这家工厂，不到一年的时间里已经造成46名工人丧生，另有386名工人因工伤而落下终身残疾。他控诉工厂未给工人提供任何安全保护措施，并深入描写了工人如何掉入炼钢炉，以及被炼钢炉中铁水烧伤的细节。 [34] 当时美国的工业部门在全世界范围内都属于最危险的行业。1883—1907年，美国仅因锅炉爆炸造成的死亡人数就达7000人，相比之下，同期英国的工伤人数为700人，而德国仅400人。再如，1900—1910年，英国、德国和法国矿业生产的死亡率是1.5‰，而美国却高达3‰。 [35]
美国城市工人的工作环境之所以恶化到如此严重的地步，其原因是多方面的。首先，19世纪末，美国社会生产力高度发展，资本积累与生产聚集的程度远远超过其他西方国家。美国很快成为大规模生产技术的领导者，从泰勒对合理化生产过程的探索，到福特生产方式的革新，再到以托拉斯为特征的垄断组织的形成，无论在生产力还是生产关系方面，创新都推动了大企业、大规模生产成为这一时期美国经济发展的主要特征。加之东北部和中西部两大城市体系的形成，更使大型企业的集中生产如虎添翼。因此，与其他西方国家相比，美国企业的规模更大，产业工人数量更多且更为集中，这使得包括健康安全问题在内的各类工业生产难题在美国表现得尤为明显。
其次，工业化进程中，美国经济运行完全处于自由放任思想的支配下，整个社会弥漫着重视物质利益而忽视社会效益的畸形观念，财富成为衡量价值的唯一标准，各大企业的所有者将追求利润最大化视作企业发展的终极目标。在这样的社会风气下，涌现出大量“血汗工厂”自然不足为奇。尽管各州政府颁布了雇主责任法，但是在当时的社会环境下很少能够切实执行。工厂主对工人安全所承担的法律责任微乎其微，往往把事故责任归咎于工人自身。在工厂主看来，如果工人认为工作危险，完全可以在签订合同前选择放弃。进步时代的作家克里斯特尔·伊斯曼对当时一家工厂的工伤补偿展开调查后发现，53%的已婚死者家属仅得到一笔数额极少的丧葬费，且工厂处理此类事件的效率往往极为低下。 [36] 针对工作场所环境卫生出台的一些整治法律更是难以获得重视。在工厂里，浴室、供水设施甚至厕所十分稀缺，疫病在厂区蔓延成为常有之事。从事缝纫工作的女工因为长期弯腰而脊柱变形，西部矿业工厂的工人罹患尘肺病更是司空见惯。
最后，城市是美国科技革命的中心，从科技创新到转化为现实生产力，这一周期在城市中的推进速度要远超其他地区。因此这一时期的城市工厂自然是各种技术变革的试验场。之所以称为试验场，是因为一项技术从创制到成熟必须经过生产实践的检验，以便了解其在实际应用中所暴露出的这样或那样的缺陷。不过，这个检验的过程并不轻松，对于城市中的产业工人来说，往往意味着血的代价。
19世纪30年代，美国开始采用蒸汽机代替水力机和畜力作为工业生产的引擎。由于高压锅炉成本低廉且利用率高，当欧洲工业生产普遍使用低压锅炉时，美国工厂已较早地大量使用高压锅炉。锅炉作为一种特种设备，缺水、水垢沉积或者压力过大都会导致其因承载力过大而发生爆炸。当时的企业主热衷于经济利润的追求，往往忽视工厂基层建设，对工人的聘用和解雇较为随意。许多工人没有接受任何岗位培训就直接工作，加上生产技术本身尚处完善阶段，致使各种工伤悲剧频频上演。起初，小型工厂建在村镇附近，锅炉爆炸带来的人员伤亡相对有限，但是随着工厂不断向城市区域聚集，这类事故的影响便不可同日而语。1850年发生在纽约的一场被称为“海牙街大灾难”的高压锅炉爆炸事故，造成67人当场死亡。据生产高压锅炉的哈特福特公司估计，1883—1907年，因锅炉爆炸造成的死亡人数超过7000人。
[37]
19世纪80年代，电力开始在美国城市得到广泛应用。电能的早期应用在为城市创造更多就业机会的同时，也带来了巨大的安全隐患。由于缺乏相应的安全规范，工人因触电死亡的事件较为常见。1906年，纽约80名电工中有16人触电身亡。
这种随时可能与死亡相伴的工作环境，着实令人胆战心惊。
美国快速城市化呈现出一个非常显著的特征，那就是城市的迅猛发展与工业经济的繁荣非常紧密地结合在一起。这一时期，中西部的新兴城市如匹兹堡、克利夫兰和密尔沃基等很快成长为专营钢铁、石油以及啤酒的工业型城市；而东北部一些具有商业传统的城市如纽约、波士顿和费城，也开始聚集众多轻工业部门。在这个工业城市大行其道的时代，企业利润的增长被视为社会进步的唯一标尺。然而，城市经济的高速增长却以生活环境的大肆破坏为代价。与生活在早期商业城市的人不同，这一时期的城市居民正面临街道卫生恶化、供水紧缺以及住房条件恶劣等前所未有的卫生挑战。
凯文·林奇在其经典著作《城市意象》中曾系统阐述城市环境与人类主观感受之间的密切关系。在他看来，城市街道是人们感知城市存在的主导元素，它既是大众城市生活的重要载体，同时也蕴含着城市的文化与特性。城市有生机，街道便有活力。 [38] 然而，19世纪下半叶的美国城市却呈现出一幅截然不同的景象。当城市经济不断创造历史新高的同时，城市街道却是一派污浊、沉闷压抑。那时，美国城镇居民仍然延续自殖民地时期形成的将垃圾直接倾倒于街道的习惯，垃圾收集和处理被视为居民的个人事务。尽管纽约等大城市已经设立了负责垃圾收集的专职人员，但与急速扩张的城市人口规模相比，垃圾收集的从业人数过少，管理模式明显滞后，难以发挥有效作用。甚至连首都华盛顿的街道也十分不堪入目。19世纪60年代末，华盛顿街道堆满了居民肆意倾倒的生活垃圾，呈现出一幅肮脏不堪、臭气熏天的景象。老鼠、蟑螂寄生于大部分住宅，就连白宫也不例外。 [39] 曼哈顿的街道清洁工在夏季每天大约要收集1100吨垃圾，而在那些远离主干道的街巷，根本不会有人去理会已经堆积如山的垃圾。 [40]
令城市街道脏乱不堪的另一原因是当时的主要交通工具——有轨马车。19世纪50年代，有轨马车凭借速度快、载客多以及运营成本低等优点，很快赢得美国城市交通运输系统的青睐。到80年代中期，美国城市中有轨马车的营运线路已累计超过6000英里，每年运送旅客1.88亿人次，相当于美国2500人以上规模城市人口每年人均乘车12次。 [41] 有轨马车在城市中的广泛应用，给城市环境带来了意想不到的恶果。日渐增多的马匹成为街道垃圾的主要生产者。19、20世纪之交，美国城市中的马匹数量约有150万至300万匹，其中仅纽约一地就有13万匹之多。数量惊人的马匹每天制造大量的粪秽垃圾，而城市中低效的垃圾处理系统根本无法对此作出及时应对。“据估算，一匹健壮的马每天产生的粪便在15—35磅，排尿量达1夸脱，而这些粪秽大多直接排泄在街道上。布鲁克林每天产生的马粪达200吨，密尔沃基为133吨。这些马粪被来往车辆碾碎，碎屑随风飘落在行人嘴角，着实令人作呕。” [42] 不仅如此，繁重的交通运量、横流的污水、滋生的大量蚊蝇、拥挤的马厩、不断增长的马匹数量以及极端气候等因素也对马群健康造成严重威胁，导致马匹死亡现象在这一时期屡见不鲜。 [43] 19世纪80年代，每年死于纽约街头的马匹数量高达1.5万。 [44] 这些马匹的尸身要么堆积在街头，长期无人处理，要么被丢入水沟，任其腐败，散发出的恶臭又招致蚊蝇漫天飞舞。在工业文明突飞猛进的美国城市，竟有如此恶劣的街道卫生状况，怎能不让人惊愕？
排污系统的匮乏让街道卫生问题雪上加霜。美国城市环境史学者乔尔·A.塔尔将1800—1880年称为“前排污管道时代”，展现出这一阶段美国城市在污水处理方面仍然相当原始。 [45] 那时城市居民多将粪秽污水倒入污水坑中，由清道夫定期清理。当时几乎所有的美国城市都未铺设专门的排污管道，仅有的下水道也只供泄洪之用。排污系统的滞后使城市街道污水四溢、气味难闻，且许多城市在处理污水时，往往采取“眼不见为净”的短视策略，认为只要排放到居民视线之外，相关工作就算完成。于是，排污管道将污水直接排入城市附近的河流、海洋，从而造成另一个严峻的问题——城市供水紧缺。
对于城市居民而言，最难忍受的一定是生活用水出现短缺。水被誉为生命的源泉，城市的工业生产离不开水，居民的日常起居更离不开水，能否获得充足、洁净的水源，是衡量城市安全的首要标准。19世纪初，美国城市居民的供水主要依赖私人开挖的水井与河流。城市化进程开启后，城市人口增长，城市空间扩展，工业迅速发展，中产阶级对生活品质提出新要求，原始的水井等供水设施已经难以满足日益增长的用水需求，水资源匮乏成为美国城市中的普遍现象。为了缓解用水紧张的局面，起初城市政府借助私人供水公司填补市政供水系统的缺陷，然而私有公司出于对利润的追逐，往往将供水用于消防、冲刷沟渠等特殊领域，导致城市居民的日常用水无法得到充分保障。更为严重的是，为了避免新建管道造成经济损失，一些供水厂依旧使用受到污染的水源。此后，市政供水虽有发展，但依旧问题重重。1837年，纽约开始修筑克罗顿渡槽，试图从距城市40公里的克罗顿河引水入城，以便缓解用水出现的紧缺，但随着城市人口的不断增长，市民的用水需求并未得到显著改善。不到10年，纽约的城市用水就再次告急。19世纪60年代初，纽约日均用水量已达到每天7200万加仑。 [46] 事实上，用水紧张的局面不仅仅是因为用水需求的迅速攀升，工业化进程造成的生产污染也严重削减了饮用水的数量。以钢铁、纺织及化学工业为例，这些行业的生产过程需要大量水源，因而工厂选址通常位于水源丰沛的沿河城市附近，如匹兹堡、克利夫兰等。由于当时环境卫生治理尚未起步，工业废物排放给这些城市的水源造成了显而易见的危害。1900年，一项调查显示，美国河流污染中有40%是由工业排污引发的。 [47] 芝加哥、圣路易斯等城市的屠宰场和毛皮、肉类加工中心，也都呈现出臭气熏天、血水横流的景象，动物排泄物和死尸经常被随意丢弃到河中。饮水安全已经成为威胁城市居民健康的主要因素。
最后，市民的居住环境也鲜明地反映出这一时期的生活污染状况。工业城市蓬勃兴起后，大量移民涌入城市，城市住房的供给能力受到挑战。恶劣的住房条件成为工人阶级普遍面临的生活境遇。由于收入微薄，为了减少通勤费用，多数工人更愿意在工厂附近寻找居所。不久，大量条件简陋的住宅集中涌现。在城市住房紧缺的大环境下，大部分工人只能租房而居。为了获取暴利，房屋所有者瞅准商机，尽可能将原有住房分割成面积更小的房间进行出租，导致城市中心区闪现大批贫民窟。《太阳报》记者雅各布·A.里斯回忆道：“数以千计的人们生活在地下室。就连紧邻查塔姆大街的浸信会教堂也被卖掉，建筑后半部分被改造成人头攒动的廉租屋，这真称得上是这个时代的丑闻。” [48]
贫民窟中，以出租房屋牟利的房主对住房条件极少改善，而生活拮据的工人又无力对此作出改变，致使住房环境持续恶化。狭小逼仄的居住环境是城市贫民窟的最大特征。根据当时移民委员会的一份报告显示，生活在贫民窟的移民家庭，每间卧室都有4—6人居住。 [49] 整个贫民窟的人口密度更是惊人，1820—1850年，下曼哈顿地区每个街区的人口由157.5人增加到272.5人；到1900年，贫民窟密集的下东区人口密度达到每英亩727.9人。 [50] 在如此拥挤的生活环境里，卫生条件可想而知，而那些来自东欧和南欧的移民往往继续保持着当年生活在乡下的不良卫生习惯。进步时期著名的社会运动家简·亚当斯在《赫尔会所二十年》中曾这样记述生活在芝加哥贫民窟的移民：“这座城市的最大失误就是移民按照自己的民族形成了隔都，在这片廉租屋密集的地区，移民过着与世隔绝的生活，希腊人依然在地下室屠宰山羊，意大利人则对翻捡垃圾堆情有独钟，移民面包师继续在肮脏的环境里烘烤面包，似乎这里的人们对于卫生规范一无所知。” [51] 令人作呕的生活环境带给城市居民的远不仅是感官上的不畅，更为严重的是，其直接促成了这一时期城市居民健康状况的恶化。
早在殖民地时期，天花、黄热病、疟疾等传染病的间歇性暴发就对初兴的美国城市构成威胁。不过，那时分散化的农村社会尚占主导，无论是疫病传播的速度还是危害社会的程度都相对有限，城市政府保护社会大众健康的职能并不明确，普遍缺乏专门性的健康机构，民众的公共健康意识亦未形成。
18世纪末至19世纪上半叶，黄热病和霍乱开始肆虐于美国城市。此后，19世纪的美国城市一直处在各种传染性疾病的困扰中，居民健康受到前所未有的威胁。1793年，流行于费城的黄热病为美国城市带来极大损失。仅费城就有超过10%的人口死于该病，另有约1.7万人逃离城市。 [52] 1793—1805年，黄热病先后席卷波士顿、纽约、巴尔的摩和查尔斯顿等东部港口城市，并引发极度恐慌。整个19世纪上半叶，黄热病一直是威胁城市健康的主要疫病；50年代，疫情在路易斯安那州达到顶峰，南部港口新奥尔良市仅1853年死于黄热病的人数就超过1.2万。 [53] 几乎流行于同一时代的霍乱对美国城市造成的破坏有过之而无不及。与疫区集中在海港城市的黄热病不同，霍乱疫情波及范围更广，从沿海至内陆的众多城市都遭遇了这场灾难。1832年，纽约在霍乱侵袭的短短6周时间里，死亡人数超过3000人。中西部城市辛辛那提在遭遇霍乱侵袭期间，全市因恐慌而逃离的居民占17%，而剩余人口中感染率高达20%。 [54]
19世纪下半叶，肺结核是造成美国城市人口死亡的重要传染病。1870年，纽约市死于肺结核的患者大约有4000人；到1890年，这一数字已上升至5500人；而死于肺炎的人数则由1870年的1836人增至1893年的6487人。 [55] 从以上数据，可以隐约窥测19世纪下半叶传染病的集中暴发与城市化间存在密切关联。各种传染病大规模流行的七八十年代，正是东南欧移民蜂拥进入美国城市的高潮期，这与城市化进程是契合的。与传统社会人口分布和经济活动呈高度分散化的格局不同，19世纪下半叶美国社会经历了人口等生产要素向城市区域的高速聚集。过快的人口增长带来了一系列城市问题，无形中为疫病的传播和流行提供了有利条件。
从预防医学的角度看，传染病的扩散首先要具备携带病原体的宿主。快速城市化阶段，在城市经济的强劲推动下，社会成员密集流动，相互接触更加频繁。特别是19世纪美国交通运输经历了从运河、汽船时代迈向横贯大陆的铁路的重大变革，由此增加了传染源流入不同城市空间的可能性，城市居民暴露于病毒下的风险大大提升。
天花曾对美洲早期历史产生重要影响。18世纪以来，接种等防疫措施的推广曾一度让这种传染病淡出美国公众的视野。然而，19世纪下半叶城市化的快速发展，使得人口在空间上的流动规模不断扩大、速度持续加快，为天花回潮创造了便利。1871—1875年，纽约每年死于天花的人数都在百人以上，其中仅1875年死亡人数就达1280人。1863—1883年，南部港口城市新奥尔良死于天花的人数累计高达6432人。 [56] 事实上，人们凭借生活经验很早就模糊地意识到人口流动与疫病传播存在某种关联。早在殖民地时期，波士顿等东部港口城市就对来自疫区的外国船只展开检疫隔离。到19世纪初，东部各主要城市大多建立了以检疫为主要职能的公共卫生局。然而，这些机构大多临时成立于疫病流行之时，公众对防疫的热情往往随着疫情缓解而消退。一些商人出于经济利益的考虑，利用民众对政府措施的怀疑甚至公开反对检疫活动，在马萨诸塞和宾夕法尼亚等州通过的检疫法案大多没有得到有效执行。 [57] 到19世纪下半叶，城市人口急剧膨胀，天花、黄热病以及霍乱等疫病接连暴发，民众由此更加清晰地认识到，短期内人口在空间上的大规模流动增加了城市吸纳疫病传染源的概率，这也成为社会大众对当时公共卫生防疫与检疫机制心怀不满并迫切呼吁改革的重要原因。
另外，快速城市化造成的卫生环境恶化为传染病的传播提供了天然媒介。流行病学研究表明，病原体被传染源排出后，在找到新的宿主前，需要寄生在一定的外界环境里。19世纪后期，过快的城市化进程使城市环境承载能力迅速下降，其间出现的各种生产、生活污染为病原体营造了绝佳的寄存场所，从而为传染病的大规模暴发埋下隐患。当时人们普遍认为水体可以净化一切污秽，但水源自身遭到的污染并未引起警觉，城市管理部门有时甚至责令居民将粪秽等生活垃圾直接倾入河中。 [58] 面对城市人口过快增长产生的巨大用水需求，大多数城市深陷基本供水设施短缺的困境。工业重镇芝加哥直到1840年仍然没有相对完备的供水系统，全市仅有的供水公司只能满足南部和东部一小部分区域的饮水需要，近4/5的地区直接从受到污染的芝加哥河中汲取用水，这无疑进一步加剧了疫病产生的风险。 [59] 受用水紧张局势的影响，各种生活污秽很难借助下水道水流冲刷至排污口外，使得作为城市重要卫生设施的下水道难以发挥有效作用，生活用水污染成为诱发多种传染性疾病的重要原因。此后一系列科学实验证明，19世纪流行于美国的霍乱、黄热病以及伤寒等多种传染病都与街道卫生，特别是其中的水体污染存在密切关联。1890—1891年，新罕布什尔州和马萨诸塞州北部工业区部分工人罹患伤寒。然而，没有得到任何处理的生活污水径直被排放到梅里马克河，受到污染的河水很快将伤寒病毒疫情扩散到河流沿岸的洛厄尔，并造成132人死亡。同样，匹兹堡由于常年取用受到伤寒病毒污染的阿勒格尼河与莫农格希拉河的水源，1894—1906年的伤寒死亡率竟从未低于1‰，每年都有5000例以上的病例。其中，1888—1897年，年均死亡病例达到224.5例，远远超过同期人口规模更大的波士顿（年均死亡158.9例）。 [60]
快速城市化还为传染病流行带来了易感人群，满足了疫病传播所需的最后环节。19世纪城市人口增长的主要途径是外国移民和移居城市的农村人口，其中以外国移民对美国城市化的影响最大。仅1850年，以爱尔兰农民为主体的移民就有16万人到达美国。尽管外国移民构成美国城市人口迁移的主流，但保守估算城市化鼎盛的1880—1920年仍有15万本土农村人口进入城市。 [61] 在纽约，爱尔兰移民的死亡率要高出城市平均水平40%。在费城，黑人死亡率是白人的两倍多。 [62] 虽然生活在社会底层的广大移民构成了19世纪下半叶美国城市疫病传播的主要易感人群，但迅速流行的疫情让那些处于社会高位的精英阶层同样难以幸免，城市环境的急剧恶化激起了社会成员的普遍不满。