b. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến việc xác định mẫu đại diện
3.2.4. Lấy mẫu hệ thống (systematic sampling)
Lấy mẫu hệ thống cho phép các mẫu đươc lấy theo những hướng và khoảng nhất định theo thời gian hoặc không gian ví dụ lấy mẫu theo những khoảng không gian bằng nhau theo mạng ô vuông. Trong lấy mẫu hệ thống, trước hết khu vực lấy mẫu được chia ra thành những khoảng không gian bằng nhau theo dạng mạng ô vuông hoặc mạng tam giác. Mẫu được lấy ở các điểm nút hoặc chính giữa của mỗi ô.
Hình 3.2. Các hướng không gian lấy mẫu căn cứ phân tán các chất trong môi trường
Trong lấy mẫu hệ thống có thể chia ra thành lấy mẫu hệ thống chuẩn (hệ thống chính tắc) và lấy mẫu ngẫu nhiên hệ thống. Đối với mẫu hệ thống chuẩn, mẫu đầu tiên được lấy hoàn toàn ngẫu nhiên, tất cả các mẫu sau đó được lấy sao cho cách đều mẫu đầu tiên một
khoảng cách không gian hoặc thời gian nhất định. Đối với mẫu ngẫu nhiên hệ thống, sau khi chia ra các ô lấy mẫu theo hệ thống, các mẫu được lấy ngẫu nhiên trong mỗi ô.
Như vậy, trong lấy mẫu hệ thống để xác định vị trí lấy mẫu có hai căn cứ chính: hướng và khoảng cách. Hướng trong lấy mẫu hệ thống đơn giản nhất là ba chiều theo tọa độ đecac (chiều dài, chiều rộng và chiều sâu) được xác định dựa vào biến động và phân bố các chất theo không gian. Một số dạng hướng lấy mẫu trong lấy mẫu hệ thống được trình bày trong hình 3.2. Trong các dạng hệ thống hướng không gian, phương pháp lấy mẫu bề mặt theo mạng ô vuông trong thực tế dễ thực hiện và thuận tiện hơn cho người lấy mẫu so với lấy mẫu ngẫu nhiên. Một lý do quan trọng để áp dụng phương pháp lấy mẫu này là vị trí lấy mẫu luôn được xác định cho tất cả các lần lấy mẫu (vị trí lấy mẫu cố định theo thời gian).
Những ưu điểm của phương pháp này là:
− Ngoại suy được cho những không gian tương tự theo quy luật hoặc những khoảng thời gian trong tương lai
− Tuần hoàn theo mùa có thể được xác định và tính toán khi phân tích số liệu
− Dễ quản lý lấy mẫu hệ thống do cố định chương trình lấy mẫu
− Kết quả mẫu hệ thống minh bạch và có giá trị pháp lý cao (US EPA, 2002)
− Mẫu hệ thống đồng đều theo không gian và thời gian có thể giúp xác định được phạm vi chất ô nhiễm và sự chênh lệch gradient nồng độ. Do đó phương pháp này được áp dụng cho xác định mức độ ô nhiễm trong đất, nước ngầm
Tuy nhiên, nếu khu vực môi trường có sự biến động theo chu kỳ việc làm này có thể dẫn tới các mẫu bị cùng xu hướng. Người lấy mẫu nên chú ý tới mật độ và khoảng cách giữa các mẫu. Một trong những yếu tố giới hạn trong thiết kế chương trình lấy mẫu hệ thống là xác định mạng ô vuông đúng. Kích thước mạng ô vuông phải đủ nhỏ theo không gian và đủ ngắn theo thời gian để không bỏ qua các điểm nóng. Ví dụ, nếu toàn bộ các mẫu nước đều được lấy vào buổi chiều ngày nắng, kết quả xác định được sẽ quá cao đối với nhiệt độ và quá thấp đối với giá trị oxy hòa tan, vấn đề này phải được khắc phục bằng cách rút ngắn thời gian lấy mẫu (tăng tần suất lấy mẫu) có nghĩa là giảm kích thước mạng.
Do vị trí lấy mẫu được xác định dựa trên mối quan hệ về sự biến động nồng độ/mật độ các yếu tố môi trường, do đó kết quả của lấy mẫu hệ thống là dạng kết quả quan trắc duy nhất có thể biểu diễn dưới dạng đồ thị biến động liên tục theo cả thời gian và không gian.
