W latach sześćdziesiątych XX wieku jeziora i rzeki wokół Cleveland były tak zanieczyszczone produktami petrochemicznymi i innymi substancjami, że często ulegały pożarom.
Chociaż jakość wody w jeziorze Erie poprawiła się obecnie od czasu, gdy jezioro służyło jako wielkoskalowe wysypisko przemysłowe dla hut stali i zakładów chemicznych, jezioro nadal boryka się z niską jakością wody.
Opublikowany w zeszłym miesiącu raport o stanie Wielkich Jezior za rok 2025 wykazał, że jezioro Erie w dalszym ciągu wypada słabo pod względem zanieczyszczeń spowodowanych spływem chemicznym i jest zdecydowanie największym zbiornikiem wodnym, który konsekwentnie plasuje się w pierwszej piątce najbardziej zanieczyszczonych jezior w Ameryce.
Przez cały ten czas każdego dnia z jeziora pobiera się ponad 5,5 miliarda galonów słodkiej wody – co wystarczy do napełnienia 8333 basenów o wymiarach olimpijskich – aby zaspokoić potrzeby przemysłu i konsumentów.
W czasach, gdy małe przedsiębiorstwa użyteczności publicznej borykają się z rosnącym zapotrzebowaniem na wodę, a miasta takie jak Detroit, Cleveland i Buffalo odnotowują wzrost po raz pierwszy od ponad 50 lat i rośnie liczba budowy centrów danych, zapotrzebowanie na czystą wodę w tej części Stanów Zjednoczonych w nadchodzących latach będzie gwałtownie rosnąć.
Wywołało to ruch wśród organizacji w Cleveland, które codziennie pobierają dla mieszkańców 300 milionów galonów wody z jeziora, oraz sąsiednich społeczności, aby stworzyć platformę do testowania technologii mierzących i monitorujących jakość wody.
W nadchodzących tygodniach badacze z Cleveland wyruszą nad wodę, aby we współpracy z firmami i badaczami z całego świata rozmieścić setki boi czujnikowych w celu obserwacji i wykrywania bakterii E. coli, zakwitów glonów, poziomu zmętnienia i kilkunastu innych czynników związanych z wodą.
„Kilka lat temu nasi przywódcy społeczni pytali: «Dlaczego nie zrobimy więcej z wodą? To nasz największy naturalny dobro.» Doszliśmy do wniosku, że naszym największym problemem związanym z wodą jest (brak) technologii wodnych” – mówi Bryan Stubbs z Cleveland Water Alliance, organizacji non-profit, która współpracuje z około 300 firmami, instytucjami badawczymi i agencjami rządowymi w celu opracowania rozwiązań w zakresie czystej wody na jeziorze Erie i wokół niego, które można wdrożyć na całym świecie.
„Pomysł pościeli testowej stał się w pewnym sensie sekretnym składnikiem tego, co tutaj zrobiliśmy”.
Wysiłki te, jak twierdzi Cleveland Water Alliance, przekształciły jezioro Erie, zbiornik wodny prawie wielkości Belgii, w największy połączony cyfrowo zbiornik słodkowodny na świecie z setkami boi czujnikowych rozmieszczonych w zachodniej części jeziora. Boje te dostarczają naukowcom informacji w czasie rzeczywistym o wysokości fal oraz poziomach substancji zanieczyszczających na obszarze 7750 mil kwadratowych, zarówno na morzu, jak i na lądzie.
Miejski Uniwersytet Case Western zainicjował badania nad technologią programu pilotażowego, która może wychwytywać 90% mikroplastików o wielkości do 50 mikronów w pralkach, zapobiegając przedostawaniu się tych materiałów z powrotem do jeziora Erie, które jest szczególnie podatne na zanieczyszczenia ze względu na małą głębokość i skłonność do szybkiego nagrzewania się wiosną i latem. Inne projekty obejmują rejestrację promieniowania słonecznego, poziomu rozpuszczonego tlenu oraz temperatury wody i powietrza. Koreańskie firmy przybyły w ten obszar, aby przetestować metody elektrochemicznego uzdatniania wody w jeziorze Erie.
„Jezioro Erie stanowi 2% wody Wielkich Jezior, ale stanowi 50% jego różnorodności… ponieważ jest najpłytsze” – mówi Stubbs. „I z roku na rok ociepla się szybciej.”
Ocieplenie to pogłębia ponad 12 milionów mieszkańców i przedsiębiorstw – rolniczych, produkcyjnych i mieszkaniowych – w zlewni, których odpady regularnie trafiają do jeziora. Zachodnia część jeziora o szerokości 330 km jest szczególnie ucierpiała na skutek spływów rolniczych w postaci fosforanów dopływających z rzeki Maumee.
Zdaniem ekologów wyzwania związane z oczyszczeniem jeziora są ogromne.
„Naukowcy i inne osoby twierdzą, że potrzebujemy 40% redukcji fosforu, aby zminimalizować zakwity. Około 90% fosforu docierającego do zachodniego dorzecza jeziora Erie pochodzi ze spływów rolniczych” – powiedziała Sandy Bihn z Lake Erie Waterkeeper z siedzibą w Toledo w stanie Ohio.
Chociaż wysiłki mające na celu zmniejszenie ilości dostępnych na rynku nawozów doprowadziły do zmniejszenia o 50% ilości fosforu trafiającego do jeziora Erie, ilość obornika wzrosła w dużej mierze z powodu rosnącej liczby hodowli zwierząt na tym obszarze.
„Do niczego nie dojdziemy. Problem z odchodami jest problemem podstawowym, problemem narastającym” – stwierdził Bihn.
Rolnictwo nie jest jedyną branżą odpowiedzialną za problemy związane z zanieczyszczeniem jeziora Erie. W zeszłym roku firma Campbell’s, produkująca zupy, przyznała się do ponad 5400-krotnego zanieczyszczania rzeki Maumee przez lokalną fabrykę w latach 2019–2024. Władze miasta w pobliskim Toledo musiały wydać około 500 mln dolarów na modernizację uzdatniania wody po tym, jak w 2014 r. silne zakwity glonów spowodowały, że woda w jeziorze w regionie stała się trująca, co zmusiło setki tysięcy mieszkańców do obejścia się bez wody przez trzy dni. Wiatr wiejący z zachodu powoduje, że szkodliwe zakwity glonów mogą zostać przeniesione na wschód, do innych gęsto zaludnionych obszarów, takich jak metro w Cleveland.
To po części napędza wysiłki Cleveland Water Alliance mające na celu umiejscowienie jeziora Erie jako ośrodka badawczego na świeżym powietrzu.
W Avon Lake, nadmorskim miasteczku liczącym około 27 000 mieszkańców, położonym 30 km na zachód od Cleveland, administratorzy i Cleveland Water Alliance nawiązali współpracę z firmą z Korei, aby opracować na miejscu system wytwarzania komercyjnego podchlorynu sodu, aktywnego składnika wybielacza chlorowego.
Projekt pilotażowy jest pierwszym tego rodzaju w Ameryce Północnej i eliminuje potrzebę transportu niebezpiecznego chloru gazowego ciężarówkami i pociągami z całego regionu.
„Chcieliśmy odejść od chloru gazowego na potrzeby dezynfekcji i skupiliśmy się na wytwarzaniu go na miejscu” – mówi Rob Munro z Avon Lake Regional Water, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej obsługującego około ćwierć miliona klientów w północnym Ohio.
„Najważniejszą rzeczą jest dla nas punkt widzenia dotyczący bezpieczeństwa i istnieją problemy z łańcuchem dostaw (które zostały wyeliminowane).”
Kolejnym wyzwaniem dla Stubbsa i innych członków Sojuszu jest promowanie technologii zimowego monitorowania aktywności organizmów wodnych i zmian w zachowaniu, a także poziomu zmętnienia wody. Wyższy poziom zmętnienia wody w jeziorze może sprzyjać gromadzeniu się śryżu, który z kolei może blokować rury poboru wody w jeziorze w najzimniejszych porach roku.
„Im więcej mamy boi”, mówi Stubbs, „tym więcej danych możemy udostępnić operatorom, aby wiedzieli, co się dzieje, biorąc pod uwagę warunki (i) prądy wiatru”.
