Sinds ik zeven jaar geleden naar Cleveland verhuisde, Malina Cano Rauschenfels is gewend geraakt aan verkleurd water dat uit haar kraan stroomt, hoewel ze de reden achter de gele of bruinachtige tint nooit helemaal heeft begrepen.

Cano Rauschenfels, 41, die schoolkinderen muziekles geeft vanuit haar huis in Cleveland Heights, ziet af en toe de stad Cleveland's Division of Water-meldingen die inwoners adviseren om het wassen van de was te vermijden omdat het bevuilde kraanwater kleding kan bevlekken, maar dat het water nog steeds veilig is om te drinken. Na het verwijderen van bruin slib uit haar waterfiltratiesysteem, Cano Rauschenfels blijft sceptisch.

"Ik zou doodsbang zijn om mijn kinderen dit water te geven, "zei ze. "Was je kleren niet en doe geen was, maar drinken is goed? Wat zijn de effecten daarvan?"

De afgelopen twee decennia heeft deze uitbraken van bedorven leidingwater hebben zich periodiek in de late zomer voorgedaan. Ze hebben gebeitst sanitair, veel wasgoed verpest, en produceerde vreemde geuren en een metaalachtige smaak.

Volgens alle rekeningen, het is vervelend geweest voor veel klanten van de waterafdeling van Cleveland, het 10e grootste watersysteem van het land dat 1,4 miljoen mensen bedient. Maar het kan representatief zijn voor een ernstiger probleem dat verband houdt met de "dode zone van Lake Erie, " een uitgestrekte laag diep water met zo weinig zuurstof dat veel vissen niet kunnen overleven.

Terwijl landbouwafval en stedelijk afvalwater in Lake Erie stromen, de voedingsstoffen en warmte van het ondiepste Grote Meer geven aanleiding tot enorme bloei van algen en bacteriën. Alleen al deze overvloed aan microben in Erie overtreft de sterren in het universum, volgens wetenschappers.

Elke zomer, wanneer legioenen algen en bacteriën sterven, ze vallen plotseling op de bodem van het meer, en hun microscopisch kleine lijken verrotten massaal. In de diepere wateren van het centrale bassin van Lake Erie, het ontbindingsproces put de zuurstof in het bodemwater uit.

Wanneer dit zuurstofarme water interageert met Erie's sedimenten en klei in het meer, zware metalen zoals mangaan en ijzer komen uit de mest in het water. Vooral, mangaan veroorzaakt niet alleen verkleuring, maar is ook in verband gebracht met permanente neurologische problemen. Zuurstofarme omstandigheden dragen ook bij aan meer bijtend water dat lood- en koperleidingen in de loop van de tijd langzaam kan aantasten en de kans op blootstelling aan die metalen vergroten.

In de tussentijd, in het meer, zodra het zuurstofgehalte onder een bepaalde drempel zakt, koudwatervissen en op de bodem levende waterorganismen stikken of worden gedwongen te migreren, waardoor een groot deel van het bodemwater van het centrale bassin een dode zone wordt.

Tussen de jaren 60 en 2000, het aantal dode zones wereldwijd is elk decennium verdubbeld als gevolg van menselijke activiteiten en een opwarmende atmosfeer.

wereldwijd, wetenschappers hebben meer dan 400 dode zones in oceaanwateren geïdentificeerd, waaronder de Golf van Mexico, Long Island Sound en Chesapeake Bay. Maar zoetwater dode zones, waarvan wetenschappers leren dat ze een risico kunnen vormen voor het drinkwater, bestaan ​​overal in de Grote Meren, inclusief Lake Michigan's Green Bay, Saginaw-baai van Lake Huron, Hamilton Harbor in Lake Ontario en het centrale bassin van Lake Erie.

Federale studies over klimaatverandering tonen aan dat het Midwesten te maken heeft met zwaardere regenval. Deze neerslag heeft meer afval naar de kustgebieden gebracht, een trend die grotere algenbloei en zuurstofgebrek heeft bevorderd. Met een opwarmend klimaat, dode zones blijven langer bestaan, het verlengen van de verstikkende ecologische omstandigheden en het vergroten van de kans dat vervuild water in de drinkwaterinnames langs de kust spoelt.

Iets meer dan een decennium geleden, niveaus van zware metalen in het ruwe water van Lake Erie klommen tot problematische niveaus. Wetenschappers en waterbehandelingsfunctionarissen hoorden toen pas over het potentiële effect van de dode zone op het drinkwater aan de kust en proberen nog steeds te begrijpen hoe ernstig het gezondheidsrisico kan zijn.

"Het is vooral vervelend, maar het kan een gezondheidsrisico zijn, " zei Ed Verhamme, een kustingenieur bij LimnoTech, een milieuadviesbureau dat Cleveland helpt de dode zone op te sporen.

Alex Margevicius, commissaris van de Cleveland's Division of Water, zei het behandelen van water is nu complexer.

"Hier, in Cleveland, en op veel plaatsen in de Grote Meren, we maakten ons zorgen over de behandeling en distributie:het water behandelen en sturen waar het heen moest, "zei hij. "Bron, we hebben er decennia en decennia niet over nagedacht. In de laatste 15, 20 jaar is dat drastisch veranderd. We hebben ons gericht op wat er in het meer gebeurt. Wat mij verbaasde, zoveel als iets, is hoe complex Lake Erie is als een ecosysteem; de biologie, scheikunde, de fysica van wat er gebeurt is ongelooflijk ingewikkeld."

De dode zone van Lake Erie, die een gebied ter grootte van Connecticut kan overspannen, ligt meestal in diepe, offshore wateren. Echter, noordoostelijke winden kunnen dit water naar de kustlijn van Ohio duwen, waar het een aantal grote gemeentelijke waterinnames van Lorain bedreigt, 30 mijl ten westen van Cleveland, naar Ashtabula, 60 mijl naar het oosten.

Wanneer dit gebeurt, waterzuiveringsambtenaren moeten snel handelen om de hoeveelheid van bepaalde chemicaliën in het zuiveringsproces aan te passen.

Eind augustus, Cano Rauschenfels ging een kan voor haar waterfiltersysteem vullen met water uit haar kraan en merkte dat het "helemaal bruin" was. Het incident rechtvaardigde alleen haar aankoop van het dure systeem dat in staat is gemeentelijk water te zuiveren en zelfs ongezuiverd water uit meren en stilstaande vijvers te filteren.

Toen een vriend de waterafdeling van Cleveland belde om te informeren naar de verkleuring, Cano Rauschenfels ontdekte dat de oorzaak een verhoogd mangaangehalte was. Nog altijd, zij en vele buren wisten niet wat ze van die informatie moesten denken.

"Mijn gevoel is, de meeste mensen hebben geen idee, " zei Cano Rauschenfels. "Mijn kinderen vragen, "Waarom haal je water uit (een filtersysteem)?" Op basis van hun reactie ik vermoed dat ze thuis geen filter gebruiken - dat niemand erover nadenkt. Ze gaan er gewoon vanuit dat het veilig is."

De eerste bekende en meest ernstige episode vond plaats in 2006. Toen begonnen waterzuiveringsambtenaren te begrijpen waar ze mee te maken hadden.

Het veelbetekenende teken was een inval van koud water.

Op 9 augustus 2006, de temperatuur bij de Crown Water Treatment Plant daalde van 77 graden naar 64, een teken dat diep offshore water de inlaatwieg had verzwolgen. Een heersende noordoostenwind blies over het meer, zuurstofarm water naar drie van de vier waterzuiveringsinstallaties te leiden. Al meer dan een week, verkleurd water geladen met zware metalen werd door een groot deel van het distributiesysteem gepompt.

Mangaan, een veel voorkomend element in de bodem van het meer, was een van de metalen die in de watervoorziening werden getrokken. In kleine hoeveelheden, mangaan is een essentieel mineraal dat het menselijk lichaam helpt bij de stofwisseling en botvorming. Als het teveel wordt geconsumeerd, mangaan kan een krachtig neurotoxine zijn dat langdurige stoornissen veroorzaakt die lijken op de ziekte van Parkinson.

De Environmental Protection Agency beveelt momenteel aan dat zuigelingen en zwangere vrouwen en vrouwen die borstvoeding geven gedurende een periode van 10 dagen geen water mogen drinken met mangaanconcentraties van meer dan 0,3 milligram per liter. Voor gezonde volwassenen niveaus mogen niet meer dan 1 milligram per liter zijn. Het bureau moedigt waterzuiveringsinstallaties ook aan om het niveau onder de 0,05 milligram per liter te houden, de drempel waarbij verkleuring kan optreden, maar het vereist geen zuiveringsinstallaties om het water op mangaan te testen of aan de norm te voldoen.

Tijdens het incident in 2006, die tot 12 dagen duurde, mangaanconcentraties in de Crown-fabriek piekten soms boven 1 milligram per liter.

Complicerende zaken, Cleveland behandelde het water met kaliumpermanganaat, een chemische stof die - in de juiste dosis - zware metalen zoals mangaan kan verwijderen. Maar als het juiste bedrag niet wordt toegevoegd, het kan het mangaangehalte verergeren.

"Als je een grondwatersysteem hebt dat constant mangaan krijgt, je weet hoe je daarvoor moet behandelen, " zei Margevicius, de watercommissaris. "Als je een evenement krijgt met een grillig op en neer stuiteren, je moet ervoor zorgen dat de behandeling overeenkomt met het niveau dat binnenkomt. Als je dat mist, de hoeveelheid chemische toevoeging daaraan kan het erger maken."

Om het probleem te verhelpen, waterbehandelingsambtenaren besloten de toevoer van chloor te verhogen, een ontsmettingsmiddel dat het mangaangehalte kan verlagen, maar ten koste gaat van andere chemische bijproducten.

Plantambtenaren hadden ook een ander probleem. De pH van het ruwe water, een maat voor de zuurgraad of het gebrek daaraan, was gekelderd, een niveau nadert waarin het zuur zou zijn. Bij de behandeling van meerwater, sommige chemicaliën kunnen de pH verder verlagen. Als het water zuur wordt, die een probleem kunnen vormen voor de loden en koperen servicelijnen die huizen en bedrijven verbinden met waterleidingen.

Cleveland Water voegt een anticorrosieve substantie toe aan het water dat residentiële leidingen bedekt, fungeren als buffer.

"Als de pH te lang slecht gaat, die beschermende coating kan gaan afbreken, en je kunt lood in het drinkwater krijgen, ' zei Margevicius.

Tijdens het incident in 2006, Ambtenaren uit Cleveland begrepen niet wat er in hun fabrieken gebeurde. Nutsvoorzieningen, een netwerk van boeisensoren fungeert als schildwachten die de windsnelheid en -richting bewaken, watertemperatuur en zuurstofgehalte.

Al meer dan drie jaar, wetenschappers van de National Oceanic and Atmospheric Administration hebben deze boeigegevens naast waterkwaliteitsmetingen van waterzuiveringsinstallaties in Cleveland beoordeeld om een ​​experimenteel voorspellingssysteem voor dode zones te bouwen. Dit jaar onthuld voor het publiek, het modelleringssysteem is bedoeld om een ​​geavanceerde waarschuwing te geven voor binnenkomend zuurstofarm water, waardoor Cleveland Water-functionarissen hun behandelingsaanpak konden aanpassen.

Maar zelfs als computermodellen kunnen anticiperen op zuurstofarm water, problemen duiken nog steeds op.

Drie maanden geleden, fabrieksfunctionarissen werden gewaarschuwd door het nieuwe systeem. Op de ochtend van 26 augustus, ze merkten dat het mangaangehalte in het onbehandelde water steeg en de pH daalde. Maar ambtenaren hadden een strategie.

De fabriek voerde haar infusie van natriumhydroxide op, een corrosiebestrijdingsmiddel dat de pH van het water verhoogt.

Toen stopten ze met hun toevoer van kaliumpermanganaat, een actie die ze meestal ondernemen wanneer het mangaanniveau het waterverkleuringsniveau bereikt.

Medewerkers van Cleveland Water waaierden uit over de noordoostkant omdat het wordt bediend door een faciliteit met de diepste inlaatwieg en degene die doorgaans het hardst wordt getroffen door water uit de dode zone. Ze openden brandkranen om het water weg te spoelen voordat te veel hun klanten konden bereiken.

Maar maar liefst 21 van de 80 gemeenschappen van Cleveland Water kregen nog steeds adviezen over verkleurd water en waarschuwingen om de was niet te wassen.

Testen bij de laatste brandkraan in een wijk in het oosten van Cleveland onthulden maar liefst 1,3 milligram mangaan per liter, een lezingsambtenaren zeiden dat het "abnormaal" leek te zijn vanwege verontreinigingen die zich aan het einde van een waterleiding hadden opgehoopt. Een andere meting op een andere locatie was net 0,3 milligram.

Dit was een van de acht gevallen dit jaar waarin NOAA's experimentele systeem gemeenschappen aan het meer waarschuwde voor gevaarlijke watercondities.

Ambtenaren zeggen dat de waarschuwing van eind augustus een milde gebeurtenis was, zij het een die hen scherp hield.

"In de beginperiode van dit evenement, het is bijna als de mist van oorlog, " zei Margevicius, verwijzend naar de delicate dans van het uitvoeren van de juiste metingen in realtime.

Zodra de dode zone zich vormt, de proliferatie van mangaan in de bodemwateren duurt maanden totdat het herfstweer aanbreekt. Wanneer het oppervlaktewater van Lake Erie koud wordt, kouder en dichter worden dan het bodemwater, het hele meer vermengt zich, het verjongen van het zuurstofgehalte in het diepe water en het verdrijven van de dode zone.

Door deze vermenging kan een grote bel schadelijk gas uit de dode zone vrijkomen. Op 29 september 2005, bewoners van Cleveland tot Buffalo, NY, meldde een penetrante geur die wordt beschreven als "rotte eieren" of "rioolgas". De mysterieuze geur veroorzaakte een "milde paniek, " volgens het Amerikaanse Environmental Protection Agency, terwijl geruchten de ronde deden over een aardgaslek of een mogelijke explosie in een chemische fabriek, en hulpdiensten haastten zich om te onderzoeken in Pennsylvania.

Het blijkt dat de "grote boer" van 2005 een opeenhoping van waterstofsulfidegas was, geproduceerd door bacteriën die de hoop dode algen op de bodem van Lake Erie afbreken.

Met klimaatverandering, warmer weer is eerder in de lente verschenen en hield later in de herfst aan, wat betekent dat de dode zone en de ophoping van mangaan en dode algen kunnen worden verlengd.

Met sedimentmonsters uit de bodem van Lake Erie, scientists are simulating low-oxygen conditions in an attempt to gauge how fast manganese leaches from the soil into the water.

While the research is still pending review, Craig Stow, a NOAA scientist, said the preliminary data indicates that manganese pulled from the lake bottom "seems to come out pretty fast."

Scientists realize they still have much to learn.

Twee jaar geleden, researchers confirmed the existence of a dead zone closer to shore.

A water quality buoy positioned near one of Cleveland's intake cribs picked up on low-oxygen conditions in June 2017, much earlier in the year than when Lake Erie's dead zone typically forms. Verhamme, the coastal engineer, went to investigate, finding oxygen-depleted conditions near the mouth of the Cuyahoga River.

Each year since, this dead zone has returned.

"It appears the dead zone had always been that close, but there was never any monitoring there, " Verhamme said. "No one had been looking for it."

The experimental forecast system assumed oxygen depletion started in Lake Erie's deep, offshore waters and spread outward. Nutsvoorzieningen, it appears rotting algae can more easily expend oxygen levels in warm, shallow waters, forming another dead zone when the waters are still.

This can later merge with the larger, offshore dead zone that forms later in the summer.

Experts say the newly discovered dead zone may not be as much of a manganese threat, due to differences in the lakebed sediment near shore. But low pH is still a problem.

While that knowledge will lead to further investigation into the dead zone and hopefully a more accurate forecasting system, that doesn't assuage the worries of Cleveland residents like Cano Rauschenfels who have come to expect tainted water every summer.

"Does it take a generation of brain damage to let us know?" she wondered.

©2019 Chicago Tribune
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.