9.13 : خطط أخذ العينات

يعد أخذ العينات خطوة بالغة الأهمية في الكيمياء التحليلية، حيث يسمح للباحثين بجمع بيانات تمثيلية من عدد كبير من الكمية الاجمالية. تشمل طرق أخذ العينات الشائعة أخذ العينات العشوائية والتقديرية والمنهجية والطبقية والعنقودية.

العينة العشوائية هي طريقة حيث يتمتع كل جزء من الكمية الاجمالية بفرصة متساوية للاختيار للعينة. وهي تنطوي على الاختيار العشوائي لاجزاء العينة، وغالبًا ما يتم ذلك باستخدام ترقيم عشوائي لكامل اجزاء العينة واختيار عشوائي للعينة. على سبيل المثال، عند تحليل خصائص رقاقة بوليمر، يمكن استخدام أخذ العينات العشوائية عن طريق تقسيم الرقاقة إلى أقسام متساوية 1 سم × 1 سم ثم استخدام جدول أرقام عشوائي لاختيار 10 أقسام عشوائيًا للتحليل. وهذا يضمن اختيار عينات غير محددة عبر الرقاقة. يقلل أخذ العينات العشوائية من التحيز ويساعد في إنتاج عينة تمثل الاجزاء بالكامل بدقة.

إن أخذ العينات التقديرية، والمعروفة أيضًا باسم أخذ العينات المقصودة أو الانتقائية، هي طريقة غير عشوائية تعتمد على حكم الباحث أو خبرته لاختيار الاجزاء أو العينات التي يعتبرها الأكثر ملاءمة للدراسة. على سبيل المثال، لنفترض أن الباحث يدرس التراكم الحيوي لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs) في الأسماك. في هذه الحالة، قد يأخذ عينات انتقائية فقط من الأسماك التي تلبي معايير محددة، مثل كونها أصغر حجمًا أو غير سليمة صحيا. غالبًا ما تُستخدم هذه الطريقة عندما تتطلب الهيئات التنظيمية معايير محددة لتحديد العينة التي يتم جمعها.

إن أخذ العينات المنهجي ينطوي على اختيار كل عينة بعد اختيار نقطة بداية عشوائيًا. على سبيل المثال، في الدراسات البيئية، يمكن استخدام أخذ العينات المنهجي لجمع عينات من بحيرة عن طريق تقسيمها إلى شبكة وأخذ عينات على فترات منتظمة من كل قسم، مما يضمن التغطية المكانية عبر البحيرة. يساعد هذا النهج في الدراسات التي تنطوي على اتجاهات مكانية، مثل توزيع الأكسجين في الماء.

تتضمن عملية أخذ العينات الطبقية تقسيم المجموعة ككل إلى مجموعات فرعية أو طبقات مميزة بناءً على خصائص محددة ذات صلة بالبحث. ثم يتم اختيار العينات عشوائيًا من كل طبقة بما يتناسب مع تمثيلها في المجموعة ككل. على سبيل المثال، عند دراسة الجسيمات في هواء المدن، يمكن استخدام أخذ العينات الطبقية من خلال تقسيم الجسيمات إلى فئات حجم الجسيمات (على سبيل المثال، الدقيقة ثم الاكبر). ثم يتم أخذ عينات من كل مجموعة حجمية للجسيمات لتقييم مساهمتها في مستويات التلوث الإجمالية. توفر هذه الطريقة تحليلًا أكثر دقة داخل كل مجموعة فرعية وتقلل من خطأ أخذ العينات.

تتضمن عملية أخذ العينات العنقودية تقسيم المجموعة الكلية إلى مجموعات أو عناقيد، ويفضل أن تكون تمثيلات مصغرة للمجموعة ككل. يتم اختيار عدد قليل من المجموعات بشكل عشوائي، ويتم أخذ عينات من كل عنصر داخل المجموعات المختارة. تُستخدم هذه الطريقة عادةً في الدراسات واسعة النطاق حيث تحد القيود اللوجستية من عدد مواقع أخذ العينات. على سبيل المثال، قد تقوم دراسة حول تلوث المياه الجوفية بتقسيم منطقة إلى مجموعات على أساس الحدود الجغرافية، ثم اختيار عدد قليل من المجموعات (المناطق) بشكل عشوائي لاخذ عينات من جميع الآبار المتاحة.