水污染问题日益严重，与此同时也开发出许多灵敏、有效的环境监测方法，这些方法可以划分为两类：分析技术和生物监测。其中分析技术常常用于废水常规指标的测试，但不能反应水质综合毒性的大小。传统的生物监测以水蚤、藻类或鱼类为受试对象，虽然能反映毒物对生物的直接影响，但是这些方法的最大缺点是实验周期长，实验过程比较繁琐。
电化学原理
是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现(如氧通过无声放电管转变为臭氧)，二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。由于放电化学有了专门的名称，因而，电化学往往专门指“电池的科学”。
电化学如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。当前世界上十分关注的研究课题, 如能源、材料、环境保护、生命科学等等都与电化学以各种各样的方式关联在一起。
发光细菌法
针对传统生物毒性检测方法的不足，研究和开发新型生物毒性监测技术——发光细菌法。该方法以简便的操作方式、测量结果一目了然。
一般发光细菌长约1.5-3um(微米)，宽度0.5-0.8um，因此肉眼根本看不到，要用显微镜放大至1千倍时方可以分辨它们的体形。而它们的发光，也要在特定的条件中才能看得见。青海弧菌是唯一的非致病型淡水发光菌，所以专利产品青海弧菌冻干粉在运输、使用过程中安全可靠，对废弃的菌液也不用进行特殊处理，不会引起二次污染。
目前，水体中有毒物质生物毒性的测定,一般用鱼、水生物、细菌或其他生物作指示生物，以其形态、运动性、生理代谢的变化或死亡率作指标来评价水体的毒性。这些方法大都操作繁琐,需要较多的仪器设备，结果不稳定，重复性差，需时长，因而难以推广应用。发光细菌法是一种简便快速测定环境水样中有毒物质生物毒性的新方法。该方法利用一种海洋发光细菌作指示生物，以其发光强度的变化作指标来测定毒物生物毒性。
进行生物发光的细菌。多数为海生，与发光浮游生物同能引起海面发光。目前国内常用的3种发光细菌为：明亮发光杆菌、费氏弧菌、青海弧菌。
发光细菌所含的发光基因表达的直接结果是产生生物发光，非常直观而且易于检测，因而被广泛应用于基因操作，作为标记基因和报告基因来研究基因的转导、表达和调控。另外，通过基因工程而产生的很多基因工程发光细菌的研究和应用也很有价值。
完整的发光基因系统已经被成功地转入其他细胞中，如原核细胞、真核细胞和哺乳动物细胞。lux基因可以作为一个很好的标记基因重组在质粒载体或其他载体上。若将发光基因系统中的结构基因放在一个被试的启动子的下游，一并插入载体DNA中进行转导实验，可通过宿主细胞是否发光确定转导是否成功，并通过宿主细胞的发光强度的高低来确定发光基因的转录表达水平和结构基因上游的启动子的活性大小。
另外，还可以用发光基因来研究终止子的活性大小，以及研究其他细胞内的某些基因的表达与调控的规律。利用含有lux系统的具有感染力的载体(噬菌体)在感染宿主细胞时能产生生物发光的现象，可以研究其感染的过程和机理。
延伸阅读
水质毒性生物监测仪
是一种基于生物传感技术的毒性检测仪器，它利用国际公认的最佳模式生物——斑马鱼为生物传感器，通过测定鱼的行为来判断水中污染物的毒性大小。敏感性测试，有选择、有重点地进行指示生物对有毒有害污染物的专一性、敏感性监测，通过水生生物毒性测试试验，确定污染物对指示生物的急性毒性级别以及作为水质预警生物的响应的污染物类型及响应时间。
图像处理，实现对鱼的标识，记录鱼在不同时刻的位置坐标，并对所有鱼或某一条、某几条鱼进行跟踪及目标监测，对实时采集的图像采用了多种方法进行处理，已达到理想的处理效果，如平滑、去噪、阈值分割、灰度以及Kalman滤波跟踪处理。
专家系统，由专家系统进行知识的收集与汇总(经验、数据、参数、规则、条件等)，利用专家系统中知识库、推理机和数据库对数据进行决策分析和判断，得到水质的综合毒性指数，由此将鱼的运动行为参数转换成水质毒性指数，为管理员的判断提供了可靠的参考依据。
数据传输，为保证图像数据的实时传输到上层系统及远程控制系统中，采用软件编程和硬件相结合的方式，保证数据传输的效率，使得远程观测效果如在现场观测一致，也避免了数据的延迟。另外，预警信号的及时发布也运用了多种数据传输和通讯形式，保证管理员随时收到预警信息。
