水环境监测分析主要有化学方法、物理方法和生物方法等三种手段。前两种方法在环境监测部门应用较普遍。化学方法有化学分析法和仪器分析法两种，化学分析法以物质的化学特性为基础，适用于常量分析，设备简单，准确度高，但操作比较费时；仪器分析法以物质的物理或物理化学特性为基础，使用特定仪器分析，常用的有比色分析、分光光度分析、原子吸收光谱分析、色谱分析、电位分析、极谱分析和质谱分析等。这些方法适用于快速分析和微量分析，但设备昂贵、样品前处理较复杂、不能进行野外分析。物理方法（如遥感技术）一般只能作定性描述，必须与化学方法相配合，才能快速、大范围地描述水体的状况。
生物方法是根据生物与环境相适应的原理，通过测定水生生物的变化，间接判断水质。比较常用的方法有：1、指示生物法。指示生物指在一定的水环境中生活、当水环境质量发生变化时便敏感地呈现出受害症状甚至消亡的生物。观察和测定指示生物个体和种群的变化，可以比较准确地判断出环境质量状况。2、群落结构法。群落结构指存在于自然界一定范围(或地域)内互相依存的一定种类的动物、植物和微生物的组成。监测水生生物的这种群落结构的变化可判断水质状况。3、生物测试法。即利用水生生物受到污染物的毒害后，产生生理机能变化的症状来判断水体污染状况。4、残毒测定法。生物从环境中吸收各种污染物质，经过体内迁移、转化和再分配，以残毒形式蓄积在生物体内。生物体内的残毒含量往往比周围环境中的相应含量高好多倍。测定生物体内的残毒含量，可判断水受污染的状况。
近20年来，我们结合部分常规水质监测和环境影响评价的现状监测，在珠江三角洲出海口门、山区水库、三角洲河网、伶仃洋等水域实施与水质监测同步的生物监测、鱼类调查和蚝业生产调查。利用生物群落结构、生物多样性指数和水质指示生物的特性，总结出适合珠江三角洲的生物监测的方法，评价水质污染程度。我们还合理地运用各种新型分析仪器和技术，形成了与水环境相关的水生动物、水生植物、底栖动物、着生生物、生物体残毒的监测分析能力，积累了大量的经验和宝贵资料。
同时，我们也关注到国内已有许多学者在利用生物方法监测水环境方面做了大量的尝试。如黄河兰州段：底栖动物的种群分布和变化规律及与其相关的化学指标和水文特点的关系，总结出水生生物消长规律，对黄河兰州段水质进行生物学评价；苏州河：着生生物群落结构的生态学变化与水质的关系；黄浦江：着生藻类群落在水质监测中的应用，利用着生生物群落动态变化监测水质的研究等等。我们乐意与各地同行交流切磋，使生态学理论与环境监测技术方法密切结合，筛选出适合本地水域的指示生物和群落生物学指标，建立生态监测指标体系，使水质监测手段更加完善。
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