Vid första ögonkastet, det verkar som en osannolik sammankoppling:Hur kunde ekonomer tänkas hjälpa till att tyda vad som orsakade folkhälsokrisen i Flint, Michigan, 2014-15?

Statistisk analys, det är hur.

Sammy Zahran, en docent vid Colorado State University's Department of Economics, kallar det "ekonometri". I en intervju nyligen, han återgav de steg han och hans medförfattare tog för att fastställa att utbrottet av legionärssjukan i Flint orsakades av en förändring i stadens vattenkälla.

Zahran var huvudförfattare till en artikel om den slutsatsen som publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences i februari. CSU Economics Professor David Mushinski var medförfattare.

Om legionärssjukan

legionärssjuka, en allvarlig typ av lunginflammation, är en relativt sällsynt sjukdom som är vanligare i utvecklingsländer än i Flint, som vanligtvis kan se en handfull fall under ett givet år, säger Zahran. I detta fall, det gjorde många människor sjuka och kopplades till 12 dödsfall.

Flinta, som hade köpt Lake Huron vatten från staden Detroit, bytte sin vattenförsörjning till sin reservkälla, Flintfloden, i april 2014 för att spara pengar. Följande augusti, Flinttjänstemän utfärdade en rådgivande vattenkokning som svar på test som visade att det fanns koliforma bakterier i vattnet.

Men stadens vattenkälla byttes inte tillbaka till Detroits förrän i oktober 2015, efter att förhöjda nivåer av bly upptäcktes i vattnet – och lokala barn. I sin analys, Zahran undersökte hur förekomsten av legionärssjuka fluktuerade över dessa ögonblick.

Han och Mushinski tittade på alla 833 fall av sjukdomen som inträffade i ett område med tre län i och runt Flint från 2010 till 2016. De fick patienters adresser och datumet då de rapporterade symtom.

Att fastställa orsaken

Zahran och Mushinski kartlade dessa siffror och upptäckte att förekomsten av legionärer ökade efter att Flint bytte vattenförsörjning till floden Flint, innan vattenkokningsrådgivningen utfärdades. De fann att oddsen för att få sjukdomen tiodubblades efter flytten.

Förekomsten av sjukdomen sjönk sedan något, till endast cirka 5,8 gånger den genomsnittliga nivån, efter stadens rådgivande. Försäljningen av vatten på flaska ökade, och vattenmätardata visar att förbrukningen minskade, förmodligen för att folk var ovilliga att använda vattnet även om det var kokt. Men förekomsten av legionärer återgick inte till historiskt normala nivåer förrän efter att staden återvänt till Detroit-försörjt vatten, mer än ett år senare.

"Det här är vad ekonomer kan göra med data, " säger Zahran. "Man kan sätta ihop historien med kraften i statistik och ekonometri. Om du är noga med att hitta de rätta analytiska ögonblicken, du kan detaljera en obduktion av vad som hände och varför."

En grundlig process

Zahran och Mushinski var noggranna i sin analys, krönika förekomsten av sjukdomen för tusentals stadsdelar, vecka för vecka, och jämföra det med en kontrollgrupp utanför det drabbade området. Zahran skapade en PowerPoint som beskriver hans tillvägagångssätt, inklusive långa, täta statistiska formler. Han kontrollerade för variabler som kunde påverka sannolikheten för att legionärer skulle dyka upp i ett grannskap under en given vecka, såsom temperatur, luftfuktighet och invånarnas ålder och inkomstnivå.

Zahran kartlade också klorhalterna i vattnet, eftersom den lokala vattenreningsanläggningen tillsatte extra klor till Flint River -vattnet för att bekämpa dess höga nivåer av bakterier, han säger. Zahran fann att klornivåerna var över hela kartan när staden använde den alternativa vattenkällan, och han misstänker att klorid äter bort på insidan av vattenledningar – i vissa fall släpper bly.

Han fastställde en korrelation mellan förekomsten av legionärer och klornivåer:Ju lägre klorhalt, ju högre chans att få sjukdomen, och vice versa.

Han testade till och med en konkurrerande teori om att legionärernas utbrott kunde ha orsakats av ett förorenat vattentorn på ett lokalt sjukhus. I en övning, Zahran tog bort alla fall av sjukdomen som kunde ha orsakats av vatten på sjukhuset. Även utan dessa fall, hans beräkningar gav fortfarande en betydligt högre sannolikhet att få legionärssjuka under den period som Flintflodens vatten användes av staden.

Sjukdom bland pendlare

Zahran och Mushinski undersökte också områden runt Flint för att se om pendlare som drack flintvatten under dagen på jobbet också hade en förhöjd risk att drabbas av legionärer under den perioden. (Sjukdomen är inte smittsam och kan inte överföras från en person till en annan.) Ja, platser med högre antal pendlare visade också en högre förekomst av legionärer.

Zahran säger att en del av hans teams studie var att offentliga tjänstemän borde ta invånarnas klagomål på allvar.

"I sista hand, det här är en berättelse om människor, " säger Zahran. "Inom några veckor efter vattenbytet, folk klagade över färgen och lukten av vattnet, och de ignorerades till stor del. Om vi ​​hade agerat på medborgarnas reaktioner, vi kan ha avvärjt den här situationen."

Det är också en berättelse om hur en oväntad avdelning vid College of Liberal Arts — Economics — kan låna sin expertis till en folkhälsokris och andra samhällsfrågor.

"Ekonomi kan användas för att lösa verkliga problem, " säger Zahran. "Det är genom dessa verktyg som vi kan se händelseförloppet som ledde till denna katastrof."

"Detta arbete illustrerar relevansen och kraften hos ekonomi och ekonometri för att tillhandahålla en verktygsuppsättning för att modellera individers levda erfarenheter, alltså sträcker sig bortom klassrumsrelationerna mellan priser och kvantiteter av ekonomiska varor, sa Anita Pena, ordförande för ekonomiavdelningen. "Dessa kollegor har anammat synergier över disciplinära gränser för att informera folkhälsa och policy, och för att bättre förstå miljöns inverkan på välbefinnandet."