水质在线监测技术仍在发展之中，目前，经验较成熟的常规水质检测仪项目有水温、pH值、溶解氧（DO）、电导率、浑浊度、氧化还原电位（ORP）、流速和水位等；常用的水质检测仪项目有COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、总磷、总氮；其他还有氟化物、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、硫酸盐、磷酸盐、活性氯、TOD、BOD、UV、油类、酚、叶绿素a、金属离子（如六价铬）等，不同的项目水质检测仪原理也不尽相同。
常规五参数水质检测仪原理分别为：水温为温度传感器法（Platinum RTD）、pH值为玻璃或锑电极法、DO为膜电极或荧光法、电导率为电极法（交流阻抗法）、浊度为光学法（透射原理或红外散射原理）。
氨氮水质检测仪工作原理主要有3种：a.氨气敏电极电位法（pH电极法）；b.分光光度法；c.傅里叶变换光谱法。在线氨氮分析仪等需要连续和间断测量方式，在经过在线过滤装置后，水样测定值相对偏差较大。
总氮水质检测仪器的原理有两种：一种是过硫酸盐消解-光度法；另一种是密闭燃烧氧化-化学发光分析法。
水质综合毒性的监测技术是近几年才发展起来应用于水质在线监测的技术。在线生物监测技术能够对受试生物在突发水质变化以后的不同指标实施监测，实现对可能导致生态和影响的水环境突发性事故预警。
目前，应用于水质生物在线监测的技术主要有在线摄像技术、在线行为解析技术、在线发光量监测技术等。在线摄像技术可以通过摄像记录受试生物的运动行为变化，并根据生物的行为变化对水质进行评价，这种技术受水体的透明度、水流速度、光照等因素的影响较大。
在线行为解析技术通过多点监测获得的电信号方式显示受试生物的行为变化信号，并经过对电信号的分析评估，实现原位、在线和实时的在线生物监测，并且可以对水体的未知污染物进行预警，对于研究环境污染，尤其是突发性、剧烈的事故性变化具有非常重要的指示作用。
石油类在线监测技术技术原理一般为荧光光度法。
酚类在线监测技术原理一般为比色法。硝酸盐和氰化物在线监测技术原理一般为离子选择电极法和光度法。
氟化物和氯化物在线监测技术原理一般为离子选择电极法。
UV在线监测技术原理为比色法（254nm）。应用的前提条件是水质较稳定，在UV吸收信号与COD或TOC值之间有较确定的线性相关关系。
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