Chúng ta tới với thành phố Chicago ở Mỹ, bạn có thể search một chút để thấy thành phố đẹp đẽ và hiện đại như thế nào. Nhưng ở thế kỷ 19 thì không như thế.

Do dấu tích dòng chảy của sông băng nên địa hình ở Chicago bằng phẳng quá mức. Xây dựng thành phố trên vùng bình địa tưởng chừng là thuận lợi. Tuy nhiên việc tháo nước vô cùng khó khăn. Địa hình Chicago chịu bất lợi vì không có đường thoát nước, nên chỉ một cơn mưa mùa hè nặng hạt đã có thể biến mặt đất thành đầm lầy u ám sau vài phút. 

Nhờ mạng lưới đường sắt và giao nhận được mở rộng với tốc độ phi thường, tới thập niên 1850 diện tích Chicago đã tăng gấp ba lần.

Môi trường bẩn thỉu đã làm xuất hiện bệnh dịch tả, khiến chỉ trong một ngày có tới 60 người chết. Chính quyền Chicago đã nhìn ra mối liên hệ chặt chẽ giữa việc làm sạch thành phố và chiến đấu với bệnh tật.

Chesbrough được lựa chọn làm kỹ sư trưởng. 

Chesbrough suy nghĩ rằng, tạo độ dốc nhân tạo thông qua việc đặt các ống cống sâu trong lòng đất được cho là quá tốn kém mà sau cùng vẫn đòi hỏi việc hút chất thải trở lại mặt đất. 

Ông nghĩ, nếu không thể đào xuống tạo độ dốc để thoát nước, tại sao không sử dụng kích vít để nâng thành phố lên cao?

Chesbrough đã khởi động một dự án kỹ thuật tham vọng nhất của thế kỷ 19. Từng nhà, từng nhà, rồi cả Chicago được một đội trai tráng nâng lên bằng kích vít. 

Khi kích vít từ từ nâng tòa nhà lên, đám thợ sẽ đào hố và chèn gỗ phía dưới, trong lúc đó, thợ nề sẽ trộn để xây móng mới cho khối kết cấu. 

Đường ống cống được đặt dưới các tòa nhà với nhánh chính đổ xuống trung tâm đường phố và cuối cùng được chôn tại bãi rác được nạo ở sông Chicago. Toàn thành phố được nâng lên khoảng ba mét. Ngày nay, du khách đi qua khu trung tâm Chicago vẫn kinh ngạc trước năng lực kỹ thuật phi thường của thành phố qua các tòa cao ốc chọc trời.

Đáng ngạc nhiên là nhịp sinh hoạt thường ngày của thành phố gần như không bị gián đoạn khi đội quân của Chesbrough nâng các ngôi nhà lên. 

Kết quả là hệ thống thoát nước hoàn thiện đầu tiên ra đời, hơn hẳn bất kỳ thành phố nào ở Mỹ. 

Các dự án kỹ thuật ngầm kỳ vĩ này đã tạo ra một hình mẫu có thể dùng để định nghĩa về đô thị lớn trong thế kỷ 20: thành phố như một hệ thống được hỗ trợ bởi mạng lưới vô hình của các dịch vụ dưới lòng đất. Năm 1863, con tàu hơi nước đầu tiên đã đi qua hầm ngầm dưới lòng đất thành phố London. Tàu điện ngầm Paris mở cửa năm 1900, liền sau đó là tàu điện ngầm New York. Lối đi dành cho người đi bộ, đường cao tốc cho ô tô, dây điện và cáp quang đều giấu mình bên dưới các đường phố. Ngày nay, có cả một thế giới song song tồn tại dưới lòng đất, củng cố và hỗ trợ cho thành phố phía trên. 

Tuy nhiên!

“Chesbrough đã sáng suốt phác ra chiến lược tống khứ rác thải hằng ngày từ các đường phố, nhà xí và hầm chứa. Nhưng phần lớn ống cống lại đổ ra sông Chicago, vốn chảy thẳng vào hồ Michigan – nguồn cung cấp nước ngọt cho cả thành phố. 

Vấn đề của Chicago tái diễn trên toàn thế giới: hệ thống cống ngầm loại bỏ chất thải khỏi tầng hầm và sân sau, nhưng thường thì mọi người chỉ đơn giản đổ thẳng chúng xuống nguồn nước, hoặc trực tiếp như Chicago hoặc gián tiếp do mưa bão. Từ nguồn nước ô nhiễm các bệnh dịch dễ dàng phát sinh. Lúc đó con người chưa hề biết tới các VI SINH VẬT”

Vào thế kỷ 19, khái niệm tắm rửa khá xa lạ với hầu hết người châu Âu và châu Mỹ. Bạn hẳn cho rằng tắm rửa là một khái niệm xa lạ đơn giản vì họ không có nước máy, hệ thống ống nước và vòi hoa sen trong nhà như đa phần chúng ta trong thế giới hiện đại. Câu chuyện thực tế phức tạp hơn nhiều. Ở châu Âu, bắt đầu từ thời Trung cổ cho tới tận gần thế kỷ 20, nhận thức thịnh hành về vệ sinh vẫn cho rằng nhấn chìm cơ thể trong nước có hại cho sức khỏe, thậm chí còn nguy hiểm. Họ tin rằng việc bít lỗ chân lông bằng chất bẩn và dầu sẽ bảo vệ cơ thể khỏi bệnh tật. 

“Dần dần con người đã biết tới vệ sinh cơ thể. Để đạt được thay đổi trong nhận thức này là nhờ hai nghiên cứu sau:

Thứ nhất là công trình  khám phá dịch tễ học của John Snow tại London. Bằng cách lập bản đồ tử vong trong trận dịch tại Soho, ông là người đầu tiên chứng minh dịch tả do nguồn nước bị ô nhiễm.

Thứ hai là thuyết tổng hợp hiện đại – cho rằng dịch tả và thương hàn là do các sinh vật vô hình phát triển mạnh trong nước bẩn gây ra – lại dựa vào một phát kiến về kính. Xưởng thấu kính Zeiss Optical của Đức bắt đầu sản xuất kính hiển vi mới từ đầu thập kỷ 1870 – thiết bị lần đầu tiên được lắp đặt theo các công thức toán học mô tả hành vi của ánh sáng. Các thấu kính mới này đã mở đường cho nghiên cứu vi sinh của các nhà khoa học như Robert Koch, một trong những người đầu tiên tìm ra vi khuẩn tả.

Trên quan điểm công nghệ, bước đột phá vĩ đại về sức khỏe cộng đồng ở thế kỷ 19 – nhận thức rằng các vi khuẩn vô hình có thể gây chết người – là thành quả phối hợp của bản đồ và kính hiển vi. 

Koch không dừng lại ở việc nhìn thấy vi khuẩn, ông còn phát triển các công cụ tinh vi để đo lường mật độ của nó trong một lượng nước nhất định.

Koch đã thiết lập một tiêu chí đo lường có thể áp dụng với bất kỳ loại nước nào: nước chứa dưới 100 khuẩn lạc trên mỗi mililít có thể coi là uống được.”

Kính hiển vi và phương pháp đo lường đã mở ra một mặt trận mới trong cuộc chiến chống vi khuẩn: thay vì chiến đấu gián tiếp thông qua việc đẩy rác thải tránh xa nguồn nước, người ta sử dụng các hóa chất mới để tấn công trực tiếp vi khuẩn. Một chiến sĩ quan trọng trong mặt trận thứ hai này là John Leal, bác sĩ ở bang New Jersey. Leal là bác sĩ chữa trị trực tiếp cho bệnh nhân song có niềm đam mê lớn với vấn đề sức khỏe cộng đồng, đặc biệt là những vấn đề liên quan đến nguồn nước ô nhiễm. Đam mê ấy bắt nguồn từ bi kịch cá nhân: cha ông đã phải hứng chịu cái chết chậm rãi, đau đớn vì uống phải nước nhiễm khuẩn thời Nội chiến.

“Leal đã thử nghiệm nhiều kỹ thuật diệt vi khuẩn và tới năm 1898, Ý tưởng cho clorua vôi vào nước uống. Nó vốn là phương thuốc được lưu hành để chăm sóc sức khỏe cộng đồng: những ngôi nhà và khu vực lân cận sau đợt bùng phát thương hàn hay dịch tả sẽ được khử trùng liên tục bằng thứ hóa chất này. Trong tâm trí thị dân Âu Mỹ, mùi nồng chát của clorua vôi gắn với dịch bệnh và chẳng ai muốn nước uống có mùi đó. Đa số bác sĩ và cơ quan quản lý y tế cộng đồng đều phản đối cách tiếp cận này. Một nhà hóa học nổi tiếng đã phản bác: “Bản thân ý tưởng dùng hóa chất để khử trùng đã thật kinh tởm.” Tuy nhiên, nhờ các công cụ phát hiện và đo lường mầm bệnh gây thương hàn trong nước, Leal đã thuyết phục mọi người rằng với một liều lượng tiêu chuẩn, clorua vôi sẽ diệt vi khuẩn độc hại trong nước tốt hơn bất cứ phương pháp nào mà không gây hại cho người uống. 

Lần đầu tiên trong lịch sử, nguồn cấp nước của thành phố được khử quy mô lớn bằng clorua vôi. Khi tin tức lộ ra, ông bị xem như kẻ điên hoặc một kẻ khủng bố bởi uống một vài ly canxi hypoclorit có thể gây chết người. Tuy vậy, Leal đã làm đủ thí nghiệm để biết một lượng nhỏ hợp chất này vô hại với con người nhưng sẽ giết chết rất nhiều loại vi khuẩn. Ba tháng sau, Leal bị gọi ra trước tòa để tự biện hộ cho hành động của mình. Trong suốt cuộc chất vấn, ông kiên định bảo vệ cải tiến vì sức khỏe cộng đồng của mình. Ông đã thắng kiện nhưng không hề đòi hỏi bằng sáng chế kỹ thuật như những nhà khoa học khác. Vì thế kỹ thuật khủ trùng bằng clorua lập tức được sử dụng rộng rãi trai khắp nước mỹ và cuối cùng là khắp thế giới.”

Khoảng mười năm trước, hai giáo sư Đại học Harvard, David Cutler và Grant Miller, đã tiến hành đánh giá tác động của việc khử bằng clo (và các kỹ thuật lọc nước khác) trong những năm từ 1900 tới 1930. Họ nhận thấy trung bình việc uống nước sạch đã làm giảm tỷ lệ tử vong khoảng 43% ở mỗi thành phố tại Mỹ. Ấn tượng hơn, hệ thống lọc nước với clorua vôi giúp giảm tỷ lệ tử vong ở trẻ sơ sinh tới 74%, tương tự với tỷ lệ tử vong ở trẻ em.

Chúng ta cần dừng vài giây để phân tích tầm quan trọng của các con số trên, đưa nó ra khỏi các thống kê khô khan về sức khỏe cộng đồng, đặt vào địa hạt sinh động của cuộc sống. Trước thế kỷ 20, những người làm cha mẹ mặc nhiên phải chấp nhận đối mặt với khả năng cao rằng một trong những đứa con mình có thể sẽ chết khi còn nhỏ. Nỗi đau dường như lớn nhất mà ta phải chịu đựng ngày nay – mất con – lại là điều bình thường thời đó. Ngày nay, ít nhất là ở những nước phát triển, điều bình thường kia đã trở nên hiếm hoi. Nhiều thách thức cơ bản của sinh tồn – giúp đứa trẻ tránh xa nguy hiểm – đã giảm thiểu đáng kể, một phần nhờ các dự án kỹ thuật khổng lồ, phần khác là nhờ các cuộc chiến vô hình giữa canxi hypoclorit và đám vi khuẩn cực nhỏ. Những người làm nên cuộc cách mạng trên không trở nên giàu có và ít người trở nên nổi tiếng. Nhưng họ đã để lại dấu ấn trong đời sống nhân loại mà xét về nhiều mặt còn sâu sắc hơn cả di sản của Edison, Rockefeller hay Ford.  

“Đừng vội mừng! 

Nếu  nhìn vào Chicago và London ngày nay, câu chuyện của 150 năm qua dường như là một tiến bộ hiển nhiên: nước sạch hơn, tỷ lệ tử vong thấp hơn nhiều và dịch bệnh được ngăn chặn hiệu quả. Vậy mà ngày nay có hơn ba tỷ người trên thế giới chưa được tiếp cận với hệ thống nước sạch và vệ sinh cơ bản. Nếu xét thuần túy về số liệu, loài người đang đi lùi. (Năm 1850, dân số thế giới chỉ có một tỷ). Vì thế câu hỏi đặt ra cho chúng ta giờ đây là làm sao để cuộc cách mạng làm sạch đến được cả các khu ổ chuột?”

Năm 2011, Quỹ Bill và Melinda Gates công bố một cuộc thi nhằm thay đổi nhận thức của con người về các dịch vụ vệ sinh cơ bản. Cuộc thi được đặt cái tên đáng nhớ là “Reinvent The Toilet Challenge” (Thách thức Tái thiết Nhà vệ sinh). Nó đòi hỏi người tham gia thiết kế các nhà xí hợp vệ sinh, không cần kết nối với hệ thống thoát nước hay điện và quan trọng là chỉ tiêu tốn dưới năm xu mỗi ngày. Đề xuất thắng cuộc là hệ thống nhà vệ sinh đến từ Caltech (Học viện Công nghệ California), sử dụng pin quang điện cung cấp năng lượng cho bộ phận phản ứng điện hóa để xử lý nước thải, sản xuất phân bón cho trồng trọt và năng lượng hyđrô dự trữ được dưới dạng pin nhiên liệu. Đó là một hệ thống khép kín, không cần dây điện, đường cống hay thiết bị xử lý. Đầu vào duy nhất mà mô hình này cần, ngoài ánh sáng mặt trời và chất thải con người, chỉ là muối ăn, được ôxy hóa để tạo thành clo lọc nước.