9.13 : Plany pobierania próbek

Pobieranie próbek jest kluczowym etapem w chemii analitycznej, umożliwiającym badaczom zbieranie reprezentatywnych danych z dużej populacji. Typowe metody pobierania próbek obejmują losowe, celowe, systematyczne, warstwowe i klastrowe pobieranie próbek.

Pobieranie próbek losowych to metoda, w której każdy członek populacji ma równe szanse na wybór do próby. Polega ona na losowym wybieraniu osób, często przy użyciu generatorów liczb losowych lub metod typu loterii. Na przykład, analizując właściwości arkusza polimerowego, można zastosować pobieranie próbek losowych, dzieląc arkusz na równe sekcje 1 cm x 1 cm, a następnie używając tabeli liczb losowych do wybrania 10 sekcji losowo do analizy. Zapewnia to wybór bezstronnych próbek na całym arkuszu. Losowe pobieranie próbek minimalizuje stronniczość i pomaga uzyskać próbkę, która dokładnie reprezentuje całą populację.

Pobieranie próbek celowych, znane również jako pobieranie próbek selektywnych, to metoda nieprawdopodobna, która polega na osądzie lub wiedzy badacza w celu wybrania osób lub próbek uznanych za najbardziej odpowiednie do badania. Na przykład załóżmy, że badacz bada bioakumulację polichlorowanych bifenyli (PCB) w rybach. W takim przypadku może selektywnie pobierać próbki tylko ryb spełniających określone kryteria, takie jak mniejsze rozmiary lub wygląd niezdrowy. Ta metoda jest często stosowana, gdy agencje regulacyjne wymagają określonych kryteriów, aby zdefiniować pobraną próbkę.

Systematyczne pobieranie próbek polega na wybraniu co n-tego osobnika z populacji po losowym wybraniu punktu początkowego. Na przykład w badaniach środowiskowych systematyczne pobieranie próbek można wykorzystać do pobrania próbek z jeziora poprzez podzielenie go na siatkę i pobieranie próbek w regularnych odstępach czasu z każdej sekcji, zapewniając pokrycie przestrzenne w całym jeziorze. To podejście pomaga w badaniach obejmujących trendy przestrzenne, takie jak rozkład tlenu w wodzie.

Pobieranie próbek warstwowych polega na podziale populacji na odrębne podgrupy lub warstwy w oparciu o określone cechy istotne dla badania. Próbki są następnie losowo wybierane z każdej warstwy proporcjonalnie do ich reprezentacji w populacji. Na przykład podczas badania cząstek stałych w powietrzu miejskim można zastosować pobieranie próbek warstwowych, dzieląc populację na kategorie wielkości cząstek (np. drobne, grube). Następnie pobiera się próbki z każdej grupy wielkości cząstek, aby ocenić ich udział w ogólnym poziomie zanieczyszczenia. Ta metoda zapewnia dokładniejszą analizę w obrębie każdej podgrupy i zmniejsza błąd pobierania próbek.

Próbkowanie klastrowe polega na podziale populacji na klastry lub grupy, w idealnym przypadku mini-reprezentacje populacji. Kilka klastrów jest losowo wybieranych, a następnie próbki pobierane są od wszystkich osób w wybranych klastrach. Ta metoda jest powszechnie stosowana w badaniach na dużą skalę, w których ograniczenia logistyczne ograniczają liczbę miejsc pobierania próbek. Na przykład badanie skażenia wód gruntowych może podzielić region na klastry na podstawie granic geograficznych, a następnie losowo wybrać kilka klastrów (regionów) do pobierania próbek ze wszystkich dostępnych studni.