C mơ àng áo
y [ g/g], sai số thí nghiệ m2ll
3.5 SO SÁNH MƠ HÌNH BAF VÀ MƠ HÌNH THỐNG KÊ
Các mẫu nghêu đƣợc phân tích nồng độ kim loại trong q trình xây dựng mơ hình thống kê đều có xác định khối lƣợng mơ khơ, nhƣ vậy có thể tính đƣợc hệ số tích luỹ qua mơ hình BAF đã xây dựng, từ đó tìm đƣợc giá trị nồng độ kim loại trong mô theo mơ hình này.
Kết hợp các cơng thức (1.1) và (1.28) rút ra nồng độ kim loại tích lũy trong mơ theo mơ hình BAF nhƣ sau:
d b
f aW C
C ( . ). (3.10)
Đây là giá trị tổng nồng độ tích lũy đƣợc, trừ đi phần nồng độ đã có trong mơ vào thời điểm đầu khi bắt đầu đƣa nghêu vào nuôi thu đƣợc giá trị nồng độ tích lũy sau khoảng thời gian nuôi trong ma trận thực nghiệm xây dựng mơ hình thống kê.
Nếu lấy giá trị thực nghiệm trong ma trận thực nghiệm xây dựng mơ hình thống kê làm giá trị thực, kết quả tính đƣợc thơng qua hai mơ hình BAF và mơ hình thống kê đều có sai số so với giá trị thực. Đây đƣợc xem là thông tin so sánh độ chính xác của hai mơ hình.
Bảng (3.6) so sánh độ chính xác của hai mơ hình khi so giá trị nồng độ kim loại tìm đƣợc từ mơ hình với giá trị thực nghiệm.
Bảng 3.6 So sánh sai số giữa mơ hình BAF và mơ hình thống kê dựa theo giá trị thực nghiệm trong kế hoạch thực nghiệm xây dựng mơ hình thống kê
Thí nghiệm trong kế hoạch 1 2 3 4 5 6 7 8 Khối lƣợng mô khô [g] 0,237 0,566 0,431 0,726 0,221 0,517 0,428 0,707 Nồng độ thực nghiệm [ g/g] Cd 1,203 0,931 1,440 1,071 12,527 11,669 13,704 12,268 As 0,591 0,523 1,191 0,975 8,631 8,042 10,21 8,944 Cu 6,092 5,933 9,561 7,492 34,20 30,66 42,65 34,58 Nồng độ tính theo mơ hình BAF [ g/g] Cd 1,443 1,052 1,238 0,973 13,870 12,329 12,735 11,832 As 1,440 0,760 0,370 0,374 10,97 8,807 8,595 7,825 Cu 9,264 7,289 6,585 6,224 43,78 34,71 35,30 31,67 Nồng độ tính theo mơ hình thống kê [ g/g] Cd 1,228 0,908 1,416 1,096 12,672 11,524 13,560 12,412 As 0,449 0,307 1,333 1,191 8,981 8,051 9,865 8,935 Cu 5,766 6,260 9,890 7,164 34,53 30,33 42,32 34,91
Sai số giữa kết quả tính theo mơ hình và kết quả thực nghiệm (%)
Cd Theo BAF 19,95 13,00 14,03 9,15 10,72 5,65 7,07 3,55 Theo thống kê 2,08 2,47 1,67 2,33 1,16 1,24 1,05 1,17 As Theo BAF 143,6 45,31 68,93 61,64 27,10 9,51 15,82 12,51 Theo thống kê 24,03 41,30 11,92 22,15 4,05 0,11 3,38 0,10 Cu Theo BAF 57,97 22,85 31,13 16,92 28,01 13,21 17,23 8,41 Theo thống kê 5,35 5,51 3,44 4,38 0,96 1,08 0,77 0,95
Khi so sánh độ chính xác ngay trong các mơ hình thống kê đều rút ra một kết luận là ở dải nồng độ kim loại hòa tan thấp (thí nghiệm 1, 2, 3, 4 trong kế hoạch) mơ hình có sai số lớn hơn so với ở dải nồng độ kim loại hòa tan cao (thí nghiệm 5, 6, 7, 8 trong kế hoạch). Đặc biệt là kim loại As, chênh lệch sai số ở hai mức nồng độ thấp và cao là rất lớn, mơ hình mắc sai số lớn ở nồng độ As hòa tan trong nƣớc thấp, sự chênh lệch này bé hơn ở kim loại Cu và đồng đều hơn cả là ở kim loại Cd.
Khi so sánh sai số giữa các cặp thí nghiệm có cùng mức khối lƣợng khối lƣợng mô Z1 và mức nồng độ kim loại hòa tan trong nƣớc Z3, chỉ khác nhau thời gian ni Z2 (bốn cặp thí nghiệm 1 và 3; 2 và 4; 5 và 7; 6 và 8) hoặc so sánh sai số giữa các cặp thí nghiệm có cùng mức khối lƣợng mơ, cùng mức thời gian
nuôi nhƣng khác nhau về nồng độ kim loại hòa tan trong nƣớc (bốn cặp thí nghiệm 1 và 5; 2 và 6; 3 và 7; 4 và 8) cho thấy: sai số mơ hình thống kê ứng với mơi trƣờng có nồng độ kim loại hịa tan cao hơn hoặc ứng với thời gian sinh
trƣởng kéo dài hơn đều nhỏ hơn so với sai số ứng với mơi trƣờng có nồng độ kim loại hịa tan thấp hơn hoặc thời gian sinh trƣởng ngắn hơn. Ví dụ với nguyên tố Cd, cặp thí nghiệm 1 và 3 có cùng yếu tố Z1 = 0,2 g; Z3 = 4 g/l, sai số mơ hình thống kêứng với thời gian sinh trƣởng 28 ngày là 1,67% nhỏ hơn sai số mơ hình ứng với thời gian sinh trƣởng 4 ngày là 2,08%. Cặp thí nghiệm 2 và 7 có cùng yếu tố Z1 = 0,2 g; Z2 = 28 ngày, sai số mơ hình thống kê ứng với môi
trƣờng có nồng độ kim loại hịa tan 20 g/l là 1,05% nhỏ hơn sai số mơ hình ứng với mơi trƣờng có nồng độ kim loại hịa tan 4 g/l là 2,33%.
Mơ hình BAF cũng thể hiện quy luật sai số tƣơng tự nhƣ mơ hình thống kê, kết quả tính theo mơ hình tƣơng ứng với nồng độ kim loại hịa tan trong nƣớc thấp (4 thí nghiệm đầu trong ma trận thực nghiệm) có sai số cao hơn so với sai số của kết quả tính theo mơ hình tƣơng ứng với nồng độ kim loại hòa tan trong nƣớc cao (4 thí nghiệm sau trong ma trận thực nghiệm). So sánh sai số mơ hình BAF theo các cặp thí nghiệm trong ma trận thực nghiệm xây dựng mơ hình thống kê có kết luận tƣơng tự nhƣ đối với mơ hình thống kê. Từ kết quả so sánh trong bảng (3.6) cho thấy mơ hình thống kê có độ chính xác cao hơn mơ hình BAF ở cả ba kim loại. Ngun nhân đƣợc lý giải nhƣ sau:
Hàm hồi quy bậc một là nồng độ kim loại nặng tích lũy gia tăng và đƣợc xây dựng bằng các số liệu thực nghiệm cũng là nồng độ tích lũy gia tăng, đƣợc đánh giá tƣơng hợp bức tranh thực nghiệm bằng chuẩn thống kê cho nên có độ chính xác cao. Hàm hồi quy thể hiện đƣợc sự tác động từ nhiều yếu tố và tƣơng tác giữa các yếu tố (khối lƣợng mô ban đầu, thời gian sinh trƣởng, nồng độ kim loại hòa tan) cho nên phản ánh đúng hơn quy luật tích lũy trong điều kiện quy hoạch. Trong khi đó, nồng độ trong mơ tính đƣợc bằng mơ hình BAF là tổng nồng độ tích lũy có sẵn trong cá thể vào thời điểm bắt đầu nuôi và nồng độ tích lũy gia tăng, phần nồng độ tích lũy có sẵn ban đầu trong nghêu là từ môi trƣờng sống tự nhiên với nhiều yếu tố tác động khác nhau, có thể có quy luật tích lũy khác với phần tích lũy gia tăng trong phịng thí
nghiệm chỉ chịu tác động từ 3 yếu tố quy hoạch đã nêu. Đồng thời tổng nồng
độ tính đƣợc bằng mơ hình BAF chỉ dựa trên duy nhất thông số khối lƣợng mơ, trong khi phần nồng độ tích lũy gia tăng thể hiện phụ thuộc đồng thời vào cả 3 yếu tố quy hoạch. Vì vậy nồng độ tích lũy gia tăng tính bằng mơ hình BAF sẽ khơng phản ánh đúng quy luật nhƣ mơ hình thống kê và mắc sai số lớn. Thực tế kết quả cho thấy ở cả 3 kim loại nghiên cứu, sai số mơ hình BAF đều lớn hơn sai số mơ hình thống kê trong tất cả các thí nghiệm (bảng 3.6)
Mơ hình thống kê xây dựng từ số liệu nuôi nghêu trong phịng thí
nghiệm với nhiều yếu tố tác động đã đƣợc khống chế. Trong khi đó mơ hình BAF đã xây dựng đƣợc dựa trên việc xử lý các số liệu đầu vào thu thập từ môi trƣờng thực tế, nồng độ kim loại tích lũy trong mô phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố nhƣ:
- Sự thay đổi tốc độ trộn, nồng độ oxy hòa tan, tốc độ cấp dinh dƣỡng
trong q trình tích lũy. Các yếu tố này trong thực nghiệm xây dựng mơ hình thống kê đƣợc ổn định.
- Ngay bản thân nồng độ kim loại Cd trong cơng thức (3.10) cũng có thể
thay đổi trong quá trình phơi nhiễm. Nếu cho rằng giá trị Cd tại các vị trí lấy mẫu xác định số liệu xây dựng mơ hình BAF ổn định theo thời gian, thì trong mức nồng độ kim loại đo đƣợc trong nƣớc tại môi trƣờng thực tế (Cd 2,193
g/l, As 21,15 g/l, Cu 12,75 g/l), kim loại có thể tồn tại dƣới dạng ion hịa tan, ion liên kết trong phân tử hữu cơ, ion liên kết với các hạt rắn lơ lửng,…., mỗi dạng tồn tại có hoạt tính tích lũy khác nhau, bản thân các dạng cũng có thể thay đổi nồng độ theo thời gian. Các yếu tố này đều tác động đến nồng độ tổng số tích lũy đƣợc trong mơ. Trong khi đó nồng độ kim loại hịa tan ở các thí nghiệm ni nghêu trong phịng thí nghiệm sử dụng xây dựng mơ hình thống kê đƣợc ổn định theo thời gian, dạng tồn tại chủ yếu là dạng ion hòa tan từ chất chuẩn pha thêm vào (phần nồng độ kim loại tự nhiên đều thấp hơn nhiều so với nồng độ tổng cộng trong nƣớc nuôi, cụ thể nồng độ tự nhiên của các kim loại là Cd 0,095 g/l; As 0,148 g/l và Cu 3,092 g/l), theo đó hoạt
tính tích lũy trong các thí nghiệm ni nghêu cũng đƣợc ổn định trong quá trình phơi nhiễm.
- Trong điều kiện tự nhiên có thể có nhiều con đƣờng tích lũy khác nhau cùng xảy ra. Với thực nghiệm ni trong phịng thí nghiệm chỉ có một con đƣờng tích lũy duy nhất là từ kim loại hịa tan trong nƣớc qua mang.
Tất cả các nguyên nhân trên cho thấy việc biểu diễn nồng độ tích lũy trong mơ nghêu chỉ phụ thuộc vào khối lƣợng mơ (mơ hình BAF) từ số liệu thực tế sẽ kém chính xác. Đồng thời nếu lấy yếu tố đầu ra của mơ hình thống kê làm mốc so sánh hai mơ hình, kết quả từ mơ hình BAF sẽ mắc sai số lớn.