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这次防疫借了120节火车车厢，用做隔离营。在后来的国际鼠疫大会上，伍连德的报告中还将此作为最重要的经验：“这是一种最有效的隔离方式，在铁路附近的任何地方，都能很快建立起来。”
“在抗生素发明之前，对待鼠疫最有效的方法就是隔离，切断人与人之间传染的链条，鼠疫蔓延的速度和规模自然就会被控制住。”马学博研究员介绍。从17世纪开始，人们就开始采取隔离措施。100年前西班牙曾经用过铁路车厢做临时病房，但是“用120节车厢这么大规模，防疫历史上从没有过”。
当时的哈尔滨，是世界上最大的大豆集散地和交易市场。这里聚集了大批从山东和直隶两省进入东北的劳工。除了普通劳动力外，数以千计的小商贩也随季节变化，向北移动。虽然对这部分流动人口并没有一个精确的统计数据，但10万人并不是一个被高估的数字。当时正值年关，按照中国人传统观念，他们必须要千方百计回乡过年，这些庞大的人群中，必然包含为数不少的鼠疫感染者。一旦大规模的春节返乡潮开始，瘟疫势必会传播到关内。
鼠疫爆发之初，人口流动没有受到任何限制。当时每天约有1000多名劳工乘火车从北部疫区而来，再转乘中国人管理的铁路继续南下，所以奉天一度成了鼠疫重灾区。当时也有人强烈要求关闭长春到奉天的铁路交通，但未被采纳。
经过交涉，日本控制的南满铁路于共和二年1月14日停驶，俄国控制的东清铁路，其二、三等车于1月19日停票，头等车采取检疫办法。东北境内的交通基本停顿下来。山海关是从东北进入关内的必经之路，1月13日北洋北京政府还在山海关设立检验所，凡是经此南下的旅客都要在此停留5天予以观察。这些措施是如此严厉、如此彻底，以至于熊秉三和汤化龙两人从东北安排救灾返回时，也毫无例外地在山海关停留5日后才得以返京。
1月15日，陆军部更派军队驻扎山海关，阻止入关客货；1月21日，又下命令“将京津火车一律停止，免致蔓延”。至此，关内外的铁路交通完全断绝。“当时天津卫生局专门制定了查验火车的章程，甚至要求连外国人的物品也必须检查，不过洋大人们自认为对鼠疫也没有抵抗力，这大概是清末共和初年为数不多的洋大人服从中国*政府管理的案例。
鼠疫发生之初，政府为死者提供棺材安葬他们；在街上发现的尸体也由政府出面收集，放在棺木运到坟场。到了后期，当死亡人数越来越多时，尸体也便被直接放在坟场。随着天气渐冷，土地被冻得坚硬，不要说深挖洞，就是想挖一个浅坑，都非常困难。所以这些尸体也都被随意弃之于坟场地面上，已经至少6周有余。伍连德注意到，这些尸体各种姿势都有，有的甚至还保持着坐姿，这大概是因为在垂死之即就被家人扔出来，而他们在极度寒冷的天气里做了最后取暖的努力。当时的防化营的张天德营长忧心这个坟场会变成一个巨大的鼠疫杆菌的大冰柜。如果有老鼠或其他动物接触到这些尸体，再由动物传染给城里的人，那么一切防疫措施都将化为乌有。
“张天德凭借直觉，感觉鼠病菌在地面下也是可以存活的，但是他当时并没有时间去做实验证明这一点。后来俄罗斯专家果然证明了这一点——在哈尔滨严冬的极低的温度下，肺鼠疫的病菌至少能存活3个月。”后世的研究也证实了这一点。
当务之急是必须尽快处理掉这些尸体，唯一的办法是集中火葬。可是张天德也知道，这对当时的中国人来说将是一个多么巨大的挑战。
即便是作为军人的他，也不敢贸然挑战国人的伦理观念。他思来想去，最好的办法，唯有上书政府，请乔大总统下一道命令才能平复民间的反对。不过，他也知道，他首先要赢得当地官员和乡绅的支持。这一点也进展得异常顺利——他让那些人跟着他一道坐车去坟场看那可怖的场景，他们便一致同意。于是，当张天德和主管医生伍连德联名给当时的南京政府上书，请求颁布准许火葬的同时，哈尔滨的官商绅士们也联名向奉天督军府张作霖大帅陈情，希望批准火葬。
1月30日，他们终于收到中华共和国外务部发来的电报批准(奇怪的是本来属于内政的问题,居然是外务部发文,实在搞不懂革命党的神逻辑)。第二天一大早，张天德他们立即行动起来——伍连德医生后来在万国鼠疫大会上详细介绍了当时的处理方法：军队雇用了200名工人加上100名武翼新军防化营的士兵，把棺木和尸体以100为单位，分成22堆。先是用炸药爆破冻土，挖了一个20英尺见方、10英尺深、每次能够装500具尸体的大坑。然后，按照每百个尸体10加仑的标准，用消防车在尸体上面浇上煤油。火点起来，尸体迅速猛烈地燃烧起来，2200多具尸体就这样灰飞烟灭了。伍连德后来写道，目睹亲人遗体化为灰烬，两万名傅家甸市民面无表情，“呆呆出神”。对于张天德、伍连德如何以专业精神以及敬业之心，指挥这场鼠疫，《远东报》的一则评论也许能最充分地体现：“武翼新军防化营的营官张天德和哈尔滨防疫局总医官伍连德自到哈以来，办理防疫事宜，不辞劳苦，闻日前，在东四家焚烧疫尸，防疫局委员等皆不欲往前监视，两位官员自赴该处点查尸数，亲视焚烧，俟焚化净始行回局。”
当时，俄国防疫部门的相关人士也在旁观看了具有历史性的焚尸过程。后来他们也效仿中方的做法，把俄国人辖区内染疫尸体，无论是新近死去的还是已经腐烂的，全部火葬。2月间，俄方共焚化了1416具尸体，其中1002具尸体是从坟墓中掘出来的。
1月31日这一天是中国传统的大年初一，此时，傅家甸已经有1/4的人染鼠疫死亡。适逢春节，防疫指挥部下发传单，号召大家燃放爆竹。伍连德认为，从科学的角度来说，爆竹里的硫磺同样有消毒的功效。大年初一这一天，傅家甸的死亡人数从183名下降为165名，“此后日渐消减”，而且再也没有回升过。
直到3月1日午夜，当鼠疫死亡人数为零的报告传来时，坐落在哈尔滨傅家甸的防化兵总部内一片沸腾。几日后，鉴于鼠疫死亡连续多日为零，防疫委员会宣布解除对傅家甸的隔离。
哈尔滨鼠疫之后，张天德和防化营又转战长春、沈阳等地，经过努力，到4月底，东北三省各地的鼠疫被全部消灭。这是人类历史上第一次依靠科学手段，在人口密集的大城市成功控制传染病的行动。张天德营的大无畏精神和治病救人的仁义让本来对武翼新军并不了解的东北百姓都有了非常直观的印象,这也为后来的东北易帜发挥了重要的作用。
吴宸轩曾经这样评价张天德营长的贡献，“这是武翼新军第一次以救人的规模而非杀敌的数量来衡量战功大小，希望这不会是最后一次，因为这样的成才是我们这些军人更愿意讲给儿孙听的宝贵财富。”