Chất lượng nước
Lấy mẫu và đo lường

Sự phức tạp của chất lượng nước được phản ánh trong nhiều loại phép đo các chỉ số chất lượng nước. Các phép đo chính xác nhất về chất lượng nước được thực hiện tại chỗ, vì nước tồn tại ở trạng thái cân bằng với môi trường xung quanh. Các phép đo thường được thực hiện tại chỗ và tiếp xúc trực tiếp với nguồn nước được đề cập bao gồm nhiệt độ, pH, oxy hòa tan, độ dẫn điện, thế khử oxy (ORP), độ đục và độ sâu đĩa Secchi.
Các phép đo phức tạp hơn thường được thực hiện trong phòng thí nghiệm yêu cầu mẫu nước phải được thu thập, bảo quản, vận chuyển và phân tích tại một địa điểm khác. Quá trình lấy mẫu nước đưa ra hai vấn đề quan trọng:
Vấn đề đầu tiên là mức độ mà mẫu có thể đại diện cho nguồn nước đang được nghiên cứu. Nhiều nguồn nước thay đổi theo thời gian và vị trí. Việc đo có thể thay đổi theo mùa hoặc từ ngày này sang đêm hoặc để đáp ứng với một số hoạt động của con người hoặc quần thể tự nhiên của thủy thực vật và động vật. Phép đo này có thể thay đổi theo khoảng cách từ ranh giới nước với khí quyển bên trên và đất nằm bên dưới hoặc cố định. Người lấy mẫu phải xác định xem một thời gian và địa điểm duy nhất có đáp ứng được nhu cầu của cuộc điều tra hay không, hoặc liệu việc sử dụng mẫu nước này có thể được đánh giá thỏa đáng bằng các giá trị trung bình theo thời gian và vị trí hay không, hoặc nếu cực đại và cực tiểu tới hạn yêu cầu các phép đo riêng lẻ trong một khoảng thời gian., địa điểm hoặc sự kiện. Quy trình thu thập mẫu phải đảm bảo trọng số chính xác của thời gian và vị trí lấy mẫu riêng lẻ khi lấy trung bình là thích hợp.  Khi tồn tại các giá trị tối đa hoặc tối thiểu tới hạn, các phương pháp thống kê phải được áp dụng cho sự biến đổi quan sát được để xác định đủ số lượng mẫu để đánh giá xác suất vượt quá các giá trị tới hạn đó.
Vấn đề thứ hai xảy ra khi mẫu được lấy ra khỏi nguồn nước và bắt đầu thiết lập trạng thái cân bằng hóa học với môi trường xung quanh mới - thùng chứa mẫu. Dụng cụ chứa mẫu phải được làm bằng vật liệu có khả năng phản ứng tối thiểu với chất cần đo; và việc làm sạch trước các vật chứa mẫu là quan trọng. Các mẫu nước có thể hòa tan một phần của dụng cụ đựng mẫu và bất kỳ dư lượng trên dụng cụ này, hoặc các hóa chất hòa tan trong mẫu nước có thể hấp thụ vào bình chứa mẫu và vẫn ở đó khi nước được đổ ra để phân tích.   Các tương tác vật lý và hóa học tương tự có thể xảy ra với bất kỳ máy bơm, đường ống hoặc thiết bị trung gian nào được sử dụng để chuyển mẫu nước vào bình chứa mẫu. Nước thu được từ độ sâu bên dưới bề mặt thường sẽ được giữ ở áp suất giảm của khí quyển; do đó khí hòa tan trong nước có thể thoát ra không gian chưa được lấp đầy ở trên cùng của bình chứa. Khí trong không khí có trong không khí đó cũng có thể hòa tan vào mẫu nước. Các cân bằng phản ứng hóa học khác có thể thay đổi nếu mẫu nước thay đổi nhiệt độ. Các hạt rắn đã phân tan trước đây lơ lửng do nhiễu loạn nước có thể lắng xuống đáy của vật chứa mẫu hoặc pha rắn có thể hình thành từ sự phát triển sinh học hoặc kết tủa hóa học. Các vi sinh vật trong mẫu nước có thể làm thay đổi sinh hóa nồng độ oxy, carbon dioxide và các hợp chất hữu cơ. Thay đổi nồng độ carbon dioxide có thể làm thay đổi độ pH và thay đổi độ hòa tan của hóa chất quan tâm. Những vấn đề này được đặc biệt quan tâm trong quá trình đo các hóa chất được cho là có ý nghĩa ở nồng độ rất thấp.
Việc bảo quản mẫu có thể giải quyết một phần vấn đề thứ hai. Một quy trình phổ biến là giữ lạnh mẫu để làm chậm tốc độ phản ứng hóa học và sự thay đổi pha, và phân tích mẫu càng sớm càng tốt; nhưng điều này chỉ đơn thuần giảm thiểu những thay đổi hơn là ngăn chặn chúng.  Quy trình hữu ích để xác định ảnh hưởng của vật chứa mẫu trong thời gian trì hoãn giữa việc thu thập và phân tích mẫu là chuẩn bị cho hai mẫu nhân tạo trước sự kiện lấy mẫu. Một bình chứa mẫu chứa đầy nước được biết từ lần phân tích trước là không chứa lượng hóa chất quan tâm có thể phát hiện được. Mẫu này, được gọi là "mẫu trắng", được mở ra để tiếp xúc với khí quyển khi mẫu quan tâm được thu thập, sau đó được đóng lại và vận chuyển đến phòng thí nghiệm cùng với mẫu để phân tích nhằm xác định xem quy trình giữ mẫu có đưa vào bất kỳ lượng hóa chất đo được nào của quan tâm. Mẫu nhân tạo thứ hai được thu thập cùng với mẫu đang được nghiên cứu, nhưng sau đó được "tăng vọt" với một lượng bổ sung đo được của hóa chất quan tâm tại thời điểm thu thập. Các mẫu trắng và mẫu có gai được mang theo cùng với mẫu quan tâm và được phân tích bằng các phương pháp giống nhau tại cùng một thời điểm để xác định bất kỳ thay đổi nào trong thời gian trôi qua giữa thu thập và phân tích.