Sedan jag flyttade till Cleveland -området för sju år sedan, Malina Cano Rauschenfels har vant sig vid att missfärgat vatten rinner från hennes kran, även om hon aldrig helt har förstått orsaken bakom den gula eller brunaktiga nyansen.

Cano Rauschenfels, 41, som undervisar skolelever i musik från sitt hem i Cleveland Heights, ser ibland aviseringar från staden Clevelands avdelning om vatten som råder invånarna att undvika att tvätta tvätt eftersom kranvattnet kan fläcka kläder - men att vattnet fortfarande är säkert att dricka. Efter att ha rengjort brunt slam från hennes vattenfiltreringssystem, Cano Rauschenfels är fortfarande skeptisk.

"Jag skulle vara livrädd för att ge mina barn detta vatten, "sa hon." Tvätta inte dina kläder eller tvätta dig, men det är bra att dricka det? Vad är effekterna av det? "

Under de senaste två decennierna har dessa utbrott av förorenat kranvatten har inträffat regelbundet under sensommaren. De har färgat VVS -armaturer, förstört massor av tvätt, och producerade udda dofter och en metallisk smak.

Av alla konton, det har varit till besvär för många kunder på Clevelands vattenavdelning, landets tionde största vattensystem som betjänar 1,4 miljoner människor. Men det kan vara representativt för en mer allvarlig fråga som är knuten till Lake Eries "dödzon, "ett stort lager djupt vatten med så lite syre att många fiskar inte kan överleva.

När jordbruksavrinning och stadsavlopp rinner ut i Erie -sjön, näringsämnena och värmen i den grundaste Great Lake ger upphov till massiva alger och bakterier. Denna uppsjö av mikrober i Erie ensam överstiger stjärnorna i universum, enligt forskare.

Varje sommar, när legioner av alger och bakterier dör, de faller snabbt till sjöbotten, och deras mikroskopiska lik ruttnar i massor. I de djupare vattnen i Lake Eries centrala bassäng, nedbrytningsprocessen tömmer syret i bottenvattnet.

När detta syrebristande vatten interagerar med Eries sjö sediment och lera, tungmetaller som mangan och järn släpps ut ur muckan i vattnet. Särskilt, mangan orsakar inte bara missfärgning utan har också kopplats till permanenta neurologiska problem. Lågt syreförhållanden bidrar också till mer kaustiskt vatten som långsamt kan korrodera lednings- och koppartjänstledningar över tid och öka risken för exponering för dessa metaller.

Under tiden, i sjön, när syrenivåerna sjunker under en viss tröskel, kallvattenfisk och bottenlevande vattenorganismer kvävs eller tvingas migrera, att göra mycket av det centrala bassängens bottenvatten till en dödzon.

Mellan 1960- och 2000 -talet Antalet döda zoner världen över har fördubblats varje decennium till följd av mänskliga aktiviteter och en uppvärmande atmosfär.

Globalt sett forskare har identifierat mer än 400 döda zoner i havsvatten inklusive Mexikanska golfen, Long Island Sound och Chesapeake Bay. Men sötvattens döda zoner, som forskare lär sig kan utgöra en risk för dricksvatten, finns över hela de stora sjöarna, inklusive Lake Michigan's Green Bay, Lake Hurons Saginaw Bay, Lake Ontarios Hamilton Harbor och Lake Eries centrala bassäng.

Federala studier om klimatförändringar visar att Mellanvästern upplever kraftigare nederbörd. Denna nederbörd har svept mer avfall till kustområden, en trend som har främjat större algblomningar och syrebrist. Med ett värmande klimat, döda zoner kvarstår längre, att förlänga kvävande ekologiska förhållanden och öka sannolikheten för nedsmutsat vatten att sköljas i kustintag.

För drygt ett decennium sedan, halterna av tungmetaller i råa sjön Erie -vattnet steg till problematiska nivåer. Forskare och vattenbehandlingsansvariga fick först då reda på om dödzonens potentiella effekt på dricksvatten vid kusten och försöker fortfarande förstå hur allvarlig hälsorisk det kan vara.

"Det är mest en olägenhet, men det kan vara ett hälsoproblem, "sa Ed Verhamme, en kustingenjör på LimnoTech, ett miljökonsultföretag som hjälper Cleveland att spåra dödzonen.

Alex Margevicius, kommissionär för Clevelands division för vatten, sade behandlingsvatten är nu mer komplext.

"Här, i Cleveland, och på många ställen i de stora sjöarna, vi oroade oss för behandling och distribution:att behandla vattnet och skicka det dit det behövde gå, "sa han." Källa, vi tänkte inte på det i decennier och decennier. Under de senaste 15, 20 år som har förändrats dramatiskt. Vi har fokuserat på vad som händer i sjön. Vad förvånade mig, hur mycket som helst, är hur komplex Lake Erie är som ett ekosystem; biologin, kemi, fysiken för det som händer är otroligt komplicerad. "

Lake Eries döda zon, som kan sträcka sig över ett område i storleken på Connecticut, ligger mestadels djupt, hav till havs. Dock, nordöstra vindar kan skjuta detta vatten mot Ohio strandlinje, där det hotar ett antal stora kommunala vattenintag från Lorain, 49 km väster om Cleveland, till Ashtabula, 60 mil österut.

När detta händer, vattenbehandlingsansvariga måste agera snabbt för att justera mängden av vissa kemikalier i behandlingsprocessen.

I slutet av augusti, Cano Rauschenfels gick för att fylla en kanna för hennes vattenfiltreringssystem med vatten från hennes kran och märkte att det var "helt brunt". Händelsen motiverade bara hennes köp av det dyra systemet som kan rena kommunalt vatten och till och med filtrera råvatten från sjöar och stillastående dammar.

När en vän ringde vattenavdelningen i Cleveland för att fråga om missfärgningen, Cano Rauschenfels fick veta att orsaken var förhöjda halter av mangan. Fortfarande, hon och många grannar visste inte vad de skulle göra av den informationen.

"Min mening är, de flesta människor har ingen aning, "Cano Rauschenfels sa." Mina barn frågar, "Varför får du vatten från (ett filtreringssystem)?" Baserat på deras reaktion, min gissning är att de inte använder ett filter hemma - att ingen tänker på det. De antar bara att det är säkert. "

Den första kända och allvarligaste episoden inträffade 2006. Det var då som vattenreningstjänstemän började förstå vad de hade att göra med.

Tecknet var ett intrång av kallt vatten.

Den 9 augusti, 2006, temperaturen nära Crown Water Treatment Plant sjönk från 77 grader till 64, ett tecken på att djupt hav till havs hade slukat intagssängen. En rådande nordostlig vind blåste över sjön, styra syrefattigt vatten till tre av de fyra vattenreningsanläggningarna. I mer än en vecka, missfärgat vatten laddat med tungmetaller pumpades genom stora delar av distributionssystemet.

Mangan, ett vanligt förekommande element som finns i sjöstranden, var en av metaller som dras in i vattenförsörjningen. I låga mängder, mangan är ett viktigt mineral som hjälper människokroppen med metabolism och benbildning. Om det konsumeras i överskott, mangan kan vara ett starkt neurotoxin som orsakar långvariga funktionsnedsättningar som liknar Parkinsons sjukdom.

Naturvårdsverket rekommenderar för närvarande att spädbarn och gravida och ammande kvinnor inte ska dricka vatten med mangankoncentrationer över 0,3 milligram per liter under en 10-dagarsperiod. För friska vuxna, halterna bör inte vara mer än 1 milligram per liter. Byrån uppmuntrar också vattenreningsanläggningar att hålla nivåerna under 0,05 milligram per liter, tröskeln vid vilken missfärgning kan uppstå, men det kräver inte reningsverk för att testa vattnet för mangan eller uppfylla standarden.

Under incidenten 2006, som varade upp till 12 dagar, mangankoncentrationerna vid Crown -anläggningen ökade ibland över 1 milligram per liter.

Komplicerar frågor, Cleveland behandlade vattnet med kaliumpermanganat, en kemikalie som - vid rätt dos - kan ta bort tungmetaller som mangan. Men om rätt mängd inte läggs till, det kan förvärra manganhalterna.

"Om du har ett grundvattensystem som får mangan på en konstant nivå hela tiden, du vet hur du ska behandla det, "sa Margevicius, vattenkommissionären. "När du får en händelse där det är en oregelbunden studsa upp och ner, du måste få behandlingen att matcha nivån som kommer in. Om du saknar det, mängden kemiskt tillägg till det kan göra det värre. "

För att åtgärda problemet, vattenbehandlingsansvariga beslutade att öka fodret av klor, ett desinfektionsmedel som kan minska manganhalterna men på bekostnad av att öka andra kemiska biprodukter.

Anläggningstjänstemän hade också ett annat problem. Råvattnets pH, ett mått på surhet eller avsaknad därav, hade rasat, närmar sig en nivå där det skulle vara surt. Vid behandling av sjövatten, vissa kemikalier kan sänka pH ytterligare. Om vattnet blir surt, som kan utgöra ett problem för lednings- och kopparservicelinjerna som kopplar hem och företag till vattenledningar.

Cleveland Water lägger till en korrosionsskyddande substans i vattnet som täcker bostadsrör, fungerar som en buffert.

"Om pH -värdet blir dåligt för länge, att den skyddande beläggningen kan börja gå sönder, och du kan börja få bly i dricksvattnet, "Sa Margevicius.

Under incidenten 2006, Cleveland -tjänstemän förstod inte vad som hände på deras fabriker. Nu, ett nätverk av bojsensorer fungerar som vaktposter som övervakar vindens hastighet och riktning, vattentemperatur och syrehalter.

I mer än tre år har forskare vid National Oceanic and Atmospheric Administration har granskat denna bojdata tillsammans med vattenkvalitetsmätningar från Cleveland vattenreningsverk för att bygga ett experimentellt dödzonprognossystem. Avslöjades för allmänheten i år, modellsystemet är avsett att ge en avancerad varning för inkommande syrefattigt vatten, tillåter tjänstemän i Cleveland Water att justera sin behandlingsmetod.

Men även när datormodeller kan förutse vatten med lågt syreinnehåll, problem dyker fortfarande upp.

Tre månader sedan, anläggningstjänstemän larmades av det nya systemet. På morgonen den 26 augusti, de märkte att manganhalterna i råvattnet steg och pH tog en nedgång. Men tjänstemän hade en strategi.

Anläggningen intensifierade sin infusion av natriumhydroxid, ett korrosionsbekämpande medel som höjer vattnets pH.

Sedan stoppade de sitt foder av kaliumpermanganat, en åtgärd som de vanligtvis vidtar när manganhalterna träffar vattenfärgningsnivån.

Cleveland Water -anställda fläktade ut över nordöstra sidan eftersom det servas av en anläggning med den djupaste insugningssängen och den som vanligtvis drabbas hårdast av dödzonvatten. De öppnade hydranter för att spola ut vattnet innan för mycket kunde nå sina kunder.

Men hela 21 av Cleveland Waters 80 samhällen fick fortfarande råd om missfärgat vatten och varningar om att inte tvätta tvätt.

Testning vid den sista hydranten i ett grannskap i östra Cleveland avslöjade så mycket som 1,3 milligram mangan per liter, en läsningstjänstemän sa att det verkade vara "avvikande" på grund av föroreningar som byggts upp i slutet av en vattenledning. En annan mätning som gjordes på en annan plats var bara blyg för 0,3 milligram.

Detta var en av åtta fall i år när NOAA:s experimentella system varnade sjösamhällen för farliga vattenförhållanden.

Tjänstemän säger att varningen i slutet av augusti var en mild händelse, om än en som höll dem på tårna.

"I den tidiga perioden av denna händelse, det är nästan som krigets dimma, "sa Margevicius, med hänvisning till den känsliga dansen att genomföra rätt mätningar i realtid.

När dödzonen bildas, spridningen av mangan i bottenvattnet varar i månader tills höstvädret kommer. När sjön Eries ytvatten kyler, blir kallare och tätare än bottenvatten, hela sjön blandas, föryngra syrehalten i djupt vatten och sprida dödzonen.

Denna blandning kan släppa ut en stor bubbla av skadlig gas från dödzonen. Den 29 september 2005, invånare från Cleveland till Buffalo, N.Y., rapporterade en skarp lukt som beskrivs som "ruttna ägg" eller "avloppsgas". Mysteriedoftet väckte en "mild panik, "enligt U.S. Environmental Protection Agency, som rykten sprids om en naturgasläcka eller en möjlig kemisk anläggningsexplosion, och räddningspersonal rusade för att undersöka i Pennsylvania.

Det visar sig att den "stora burpen" 2005 var en ansamling av vätesulfidgas som produceras av bakterier som sönderdelar högen av döda alger vid botten av sjön Erie.

Med klimatförändringarna, varmare väder har dykt upp tidigare på våren och kvarstått senare på hösten, vilket innebär att dödzonen och dess ackumulering av mangan och döda alger kan förlängas.

Med sedimentprover från sjön Eries sjö, 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.

Two years ago, 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. Nu, 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
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.