Depuis qu'il a déménagé dans la région de Cleveland il y a sept ans, Malina Cano Rauschenfels s'est habituée à l'eau décolorée qui coule de son robinet, bien qu'elle n'ait jamais pleinement compris la raison de la teinte jaune ou brunâtre.

Cano Rauschenfels, 41, qui enseigne la musique à des écoliers depuis sa maison de Cleveland Heights, voit occasionnellement des notifications de la Division of Water de la ville de Cleveland conseillant aux résidents d'éviter de laver le linge parce que l'eau du robinet souillée peut tacher les vêtements, mais que l'eau est toujours potable. Après avoir nettoyé les boues brunes de son système de filtration d'eau, Cano Rauschenfels reste sceptique.

"Je serais terrifié de donner cette eau à mes enfants, " dit-elle. " Ne lavez pas vos vêtements et ne faites pas de lessive, mais le boire c'est bien ? Quels en sont les effets ?"

Au cours des deux dernières décennies, ces épidémies d'eau du robinet contaminée se sont produites périodiquement à la fin de l'été. Ils ont des appareils de plomberie tachés, des charges de linge en ruine, et produit des odeurs étranges et un goût métallique.

Par tous les comptes, cela a été une nuisance pour de nombreux clients du service des eaux de Cleveland, le 10e plus grand système d'approvisionnement en eau du pays qui dessert 1,4 million de personnes. Mais cela peut être représentatif d'un problème plus grave lié à la « zone morte, " une vaste couche d'eau profonde avec si peu d'oxygène que de nombreux poissons ne peuvent pas survivre.

Alors que le ruissellement agricole et les eaux usées urbaines se déversent dans le lac Érié, les nutriments et la chaleur du Grand Lac le moins profond donnent lieu à des proliférations massives d'algues et de bactéries. Cette pléthore de microbes en Érié est à elle seule plus nombreuse que les étoiles de l'univers, selon les scientifiques.

Chaque été, quand des légions d'algues et de bactéries meurent, ils tombent précipitamment au fond du lac, et leurs cadavres microscopiques pourrissent en masse. Dans les eaux plus profondes du bassin central du lac Érié, le processus de décomposition épuise l'oxygène dans les eaux du fond.

Lorsque cette eau pauvre en oxygène interagit avec les sédiments et l'argile du fond du lac Érié, des métaux lourds tels que le manganèse et le fer sont libérés de la boue dans l'eau. En particulier, le manganèse provoque non seulement une décoloration, mais a également été lié à des problèmes neurologiques permanents. Des conditions de faible teneur en oxygène contribuent également à une eau plus caustique qui peut lentement corroder les conduites de plomb et de cuivre au fil du temps et augmenter le potentiel d'exposition à ces métaux.

Pendant ce temps, dans le lac, une fois que les niveaux d'oxygène tombent en dessous d'un certain seuil, les poissons d'eau froide et les organismes aquatiques benthiques étouffent ou sont contraints de migrer, transformer une grande partie des eaux du fond du bassin central en une zone morte.

Entre les années 1960 et les années 2000, le nombre de zones mortes dans le monde a doublé chaque décennie en raison des activités humaines et du réchauffement de l'atmosphère.

Globalement, les scientifiques ont identifié plus de 400 zones mortes dans les eaux océaniques, y compris le golfe du Mexique, Le détroit de Long Island et la baie de Chesapeake. Mais les zones mortes d'eau douce, que les scientifiques apprennent peut présenter un risque pour l'eau potable, existent dans tous les Grands Lacs, y compris la baie Green du lac Michigan, la baie Saginaw du lac Huron, Le port Hamilton du lac Ontario et le bassin central du lac Érié.

Des études fédérales sur le changement climatique montrent que le Midwest connaît des précipitations plus abondantes. Ces précipitations ont entraîné davantage de déchets dans les zones côtières, une tendance qui a favorisé des proliférations d'algues plus importantes et une privation d'oxygène. Avec un climat qui se réchauffe, les zones mortes persistent plus longtemps, prolongeant les conditions écologiques étouffantes et augmentant la probabilité que l'eau polluée s'infiltre dans les prises d'eau potable côtières.

Il y a un peu plus d'une décennie, les niveaux de métaux lourds dans l'eau brute du lac Érié ont atteint des niveaux problématiques. Les scientifiques et les responsables du traitement de l'eau n'ont appris que l'effet potentiel de la zone morte sur l'eau potable côtière et essaient toujours de comprendre à quel point cela pourrait être un risque pour la santé.

"C'est surtout une nuisance, mais cela peut être un problème de santé, " a déclaré Ed Verhamme, un ingénieur côtier chez LimnoTech, une société de conseil en environnement qui aide Cleveland à suivre la zone morte.

Alex Margevicius, commissaire de la Division de l'eau de Cleveland, ladite eau de traitement est maintenant plus complexe.

"Ici, à Cleveland, et dans de nombreux endroits des Grands Lacs, nous nous soucions du traitement et de la distribution :traiter l'eau et l'envoyer là où elle doit aller, " dit-il. " Source, nous n'y avons pas pensé pendant des décennies et des décennies. Dans les 15 derniers, 20 ans qui a radicalement changé. Nous nous sommes concentrés sur ce qui se passe dans le lac. Ce qui m'a surpris, autant que n'importe quoi, est la complexité du lac Érié en tant qu'écosystème; la biologie, chimie, la physique de ce qui se passe est incroyablement compliquée."

La zone morte du lac Érié, qui peut couvrir une zone de la taille du Connecticut, réside principalement dans les profondeurs, eaux du large. Cependant, les vents du nord-est peuvent pousser cette eau vers le littoral de l'Ohio, où il menace un certain nombre de prises d'eau municipales importantes de Lorain, 30 miles à l'ouest de Cleveland, à Ashtabula, 60 milles à l'est.

Quand cela arrive, les responsables du traitement de l'eau doivent agir rapidement pour ajuster la quantité de certains produits chimiques dans le processus de traitement.

Fin août, Cano Rauschenfels est allée remplir une cruche pour son système de filtration d'eau avec de l'eau de son robinet et a remarqué qu'elle était "complètement brune". L'incident a seulement justifié son achat du système coûteux capable de purifier l'eau municipale et même de filtrer l'eau brute des lacs et des étangs stagnants.

Lorsqu'un ami a appelé le service des eaux de Cleveland pour se renseigner sur la décoloration, Cano Rauschenfels a appris que la cause était des niveaux élevés de manganèse. Toujours, elle et de nombreux voisins ne savaient pas quoi penser de cette information.

"Mon sens est, la plupart des gens sont désemparés, " a déclaré Cano Rauschenfels. " Mes enfants demandent, « Pourquoi obtenez-vous de l'eau à partir d'un système de filtration ? » Sur la base de leur réaction, je suppose qu'ils n'utilisent pas de filtre à la maison, que personne n'y pense. Ils supposent juste que c'est sans danger."

Le premier épisode connu et le plus grave s'est produit en 2006. C'est alors que les responsables du traitement de l'eau ont commencé à comprendre à quoi ils avaient affaire.

Le signe révélateur était une incursion d'eau froide.

Le 9 août 2006, la température près de l'usine de traitement des eaux de la Couronne est passée de 77 degrés à 64, un signe que l'eau profonde du large avait englouti le caisson d'admission. Un vent dominant du nord-est a soufflé sur le lac, guidant l'eau à faible teneur en oxygène dans trois des quatre usines de traitement de l'eau. Depuis plus d'une semaine, de l'eau décolorée chargée de métaux lourds a été pompée dans une grande partie du réseau de distribution.

Manganèse, un élément répandu dans le lit du lac, était l'un des métaux aspirés dans l'approvisionnement en eau. En petites quantités, Le manganèse est un minéral essentiel qui aide le corps humain avec le métabolisme et la formation osseuse. En cas de consommation excessive, le manganèse peut être une neurotoxine puissante qui provoque des déficiences à long terme qui ressemblent à la maladie de Parkinson.

L'Environmental Protection Agency recommande actuellement que les nourrissons et les femmes enceintes et allaitantes ne devraient pas boire de l'eau avec des concentrations de manganèse supérieures à 0,3 milligramme par litre sur une période de 10 jours. Pour les adultes en bonne santé, les niveaux ne doivent pas dépasser 1 milligramme par litre. L'agence encourage également les installations de traitement de l'eau à maintenir des niveaux inférieurs à 0,05 milligramme par litre, le seuil auquel la décoloration peut se produire, mais il n'exige pas que les usines de traitement testent l'eau pour le manganèse ou se conforment à la norme.

Lors de l'incident de 2006, qui a duré jusqu'à 12 jours, les concentrations de manganèse à l'usine de Crown dépassaient parfois 1 milligramme par litre.

compliquer les choses, Cleveland traitait l'eau avec du permanganate de potassium, un produit chimique qui, à la bonne dose, peut éliminer les métaux lourds comme le manganèse. Mais si le montant correct n'est pas ajouté, il peut exacerber les niveaux de manganèse.

« Si vous avez un système d'eau souterraine qui obtient du manganèse à un niveau constant tout le temps, vous savez comment traiter pour cela, " dit Margevicius, le commissaire à l'eau. "Quand vous obtenez un événement où il y a un rebond erratique de haut en bas, vous devez avoir le traitement correspondant au niveau entrant. Si vous manquez cela, la quantité d'ajout de produits chimiques à cela peut aggraver la situation. "

Pour remédier au problème, les responsables du traitement de l'eau ont décidé d'augmenter l'alimentation en chlore, un désinfectant qui peut réduire les niveaux de manganèse mais au détriment de l'augmentation d'autres sous-produits chimiques.

Les responsables de l'usine ont également eu un autre problème. Le pH de l'eau brute, une mesure de l'acidité ou de son absence, avait chuté, proche d'un niveau où il serait acide. Lors du traitement de l'eau du lac, certains produits chimiques peuvent encore abaisser le pH. Si l'eau devient acide, qui pourrait poser un problème aux conduites de service en plomb et en cuivre qui relient les maisons et les entreprises aux conduites d'eau.

Cleveland Water ajoute une substance anticorrosive à l'eau qui recouvre les canalisations résidentielles, jouant le rôle de tampon.

"Si le pH se dégrade trop longtemps, que le revêtement protecteur peut commencer à se décomposer, et vous pouvez commencer à avoir du plomb dans l'eau potable, " dit Margevicius.

Lors de l'incident de 2006, Les responsables de Cleveland ne comprenaient pas ce qui se passait dans leurs usines. Maintenant, un réseau de bouées capteurs agit comme des sentinelles surveillant la vitesse et la direction du vent, la température de l'eau et les niveaux d'oxygène.

Depuis plus de trois ans, des scientifiques de la National Oceanic and Atmospheric Administration ont examiné ces données de bouée ainsi que les mesures de la qualité de l'eau des usines de traitement de l'eau de Cleveland pour construire un système expérimental de prévision de zone morte. Dévoilé au public cette année, le système de modélisation est destiné à fournir un avertissement avancé de l'arrivée d'eau à faible teneur en oxygène, permettant aux responsables de Cleveland Water d'ajuster leur approche de traitement.

Mais même lorsque les modèles informatiques peuvent anticiper une eau pauvre en oxygène, des problèmes surgissent encore.

Il ya trois mois, les responsables de l'usine ont été alertés par le nouveau système. Le matin du 26 août, ils ont remarqué que les niveaux de manganèse dans l'eau brute augmentaient et que le pH diminuait. Mais les fonctionnaires avaient une stratégie.

La plante a intensifié son infusion de soude, un agent anticorrosion qui augmente le pH de l'eau.

Puis ils ont arrêté leur alimentation en permanganate de potassium, une action qu'ils prennent généralement lorsque les niveaux de manganèse atteignent le niveau de décoloration de l'eau.

Les employés de Cleveland Water se sont déployés du côté nord-est, car il est desservi par une installation avec le berceau d'admission le plus profond et celui qui est généralement le plus touché par l'eau de la zone morte. Ils ont ouvert des bornes-fontaines pour évacuer l'eau avant que trop d'eau n'atteigne leurs clients.

Mais jusqu'à 21 des 80 communautés de Cleveland Water ont encore reçu des avis sur l'eau décolorée et des avertissements de ne pas laver le linge.

Les tests effectués à la dernière borne-fontaine dans un quartier de l'est de Cleveland ont révélé jusqu'à 1,3 milligramme de manganèse par litre, une lecture selon les responsables semblait être "anormale" en raison des contaminants accumulés à la fin d'une conduite d'eau. Une autre mesure prise sur un autre site était légèrement inférieure à 0,3 milligramme.

C'était l'un des huit cas cette année où le système expérimental de la NOAA a mis en garde les communautés riveraines du lac des conditions dangereuses de l'eau.

Les responsables disent que l'alerte de fin août était un événement bénin, quoique celui qui les a gardés sur leurs gardes.

« Au début de cet événement, c'est presque comme le brouillard de la guerre, " dit Margevicius, se référant à la danse délicate de mettre en œuvre les mesures appropriées en temps réel.

Une fois la zone morte formée, la prolifération du manganèse dans les eaux du fond dure des mois jusqu'à l'arrivée du temps automnal. Lorsque les eaux de surface du lac Érié se refroidissent, devenant plus froides et plus denses que les eaux de fond, tout le lac se mélange, rajeunir les niveaux d'oxygène dans les eaux profondes et dissiper la zone morte.

Ce mélange peut libérer une grosse bulle de gaz nocif de la zone morte. Le 29 septembre, 2005, résidents de Cleveland à Buffalo, NEW YORK., a signalé une odeur âcre décrite comme « œufs pourris » ou « gaz d'égout ». Le parfum mystérieux a suscité une "légère panique, " selon l'Agence américaine de protection de l'environnement, alors que des rumeurs se répandent sur une fuite de gaz naturel ou une possible explosion d'une usine chimique, et les intervenants d'urgence se sont précipités pour enquêter en Pennsylvanie.

Il s'avère que le "gros rot" de 2005 était une accumulation de sulfure d'hydrogène gazeux produit par des bactéries décomposant le tas d'algues mortes au fond du lac Érié.

Avec le changement climatique, un temps plus chaud est apparu plus tôt au printemps et a persisté plus tard à l'automne, ce qui signifie que la zone morte et son accumulation de manganèse et d'algues mortes peuvent être prolongées.

Avec des échantillons de sédiments du fond du lac Érié, 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.

Il y a deux ans, 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. Maintenant, 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.

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