其次，水質(zhì)科學(xué)的發(fā)展，提出了“替代參數(shù)”的概念，為在線水質(zhì)分析儀器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用開(kāi)拓了新的空間。水質(zhì)替代參數(shù)是指一類(lèi)特定的水質(zhì)參數(shù)，可以綜合反映水體的某一類(lèi)別的水污染情況或水處理過(guò)程中某些不能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)而且實(shí)驗(yàn)室分析也非常繁瑣水質(zhì)參數(shù)的變化。目前，對(duì)飲用水水質(zhì)安全來(lái)講，反應(yīng)有機(jī)物總量及某些特定成分變化的綜合性指標(biāo)UV254是目前非常重要的水質(zhì)替代參數(shù)，可以通過(guò)UV254的實(shí)時(shí)測(cè)量，獲得和水中有機(jī)物污染相關(guān)的其他參數(shù)(如，COD、BOD、TOC等)的信息。由于能實(shí)時(shí)反映水質(zhì)的變化，測(cè)量“替代參數(shù)”的在線水質(zhì)分析儀器在水處理工藝過(guò)程控制中有著非常重要的價(jià)值。目前其他重要的在線水質(zhì)替代參數(shù)分析儀器還有：濁度、顆粒物、SDI(污染指數(shù))等。
作為一種專(zhuān)用于水質(zhì)分析的特定儀器分析技術(shù)，和其他儀器分析技術(shù)一樣，水質(zhì)在線分析儀器檢測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)也是根據(jù)水中待測(cè)物質(zhì)的物理化學(xué)或者生物化學(xué)性質(zhì)來(lái)測(cè)定物質(zhì)的組成及相對(duì)含量。根據(jù)測(cè)定的方法原理不同，主要可以分為電化學(xué)分析、光學(xué)分析、色譜分析、其他分析方法等4大類(lèi)。電化學(xué)分析法(electroanalytical chemistry，也稱(chēng)電分析化學(xué)法)，是建立在物質(zhì)在溶液中電化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)上的一類(lèi)分析方法，它是儀器分析方法中的一個(gè)重要分支。電化學(xué)分析測(cè)量系統(tǒng)是一個(gè)由電解質(zhì)溶液和電極構(gòu)成的化學(xué)電池，通過(guò)測(cè)量電池的電位、電流、電導(dǎo)等物理量，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物質(zhì)的分析。根據(jù)測(cè)定電化學(xué)參數(shù)的不同，電化學(xué)分析法又分為電位分析法、庫(kù)侖分析法、伏安分析法(包括極譜分析法)、電導(dǎo)分析法等。
光學(xué)分析法(optical analysis)，是以物質(zhì)發(fā)射或吸收電磁輻射以及物質(zhì)與電磁輻射相互作用(發(fā)光、吸收、散射、光電子發(fā)射等)來(lái)對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行分析的方法。可以分為光譜法和非光譜法兩大類(lèi)。非光譜分析法，是基于物質(zhì)引起輻射的方向或物理性質(zhì)的改變，檢測(cè)被測(cè)物質(zhì)的某種物理光學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行定量、定性分析的方法，非光譜分析法不考慮物質(zhì)內(nèi)部能量的變化，包括了折射法、散射光法等。光譜分析法，是以光輻射能與物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系或者以光譜或波譜的測(cè)量為基礎(chǔ)，利用物質(zhì)的光譜特征，進(jìn)行定性、定量及結(jié)構(gòu)分析的方法。按物質(zhì)能級(jí)躍遷的方式，光譜分析法又分為三種基本類(lèi)型：發(fā)光光譜法(包括分子熒光分析法、X射線熒光分析法等)、吸收光譜法(包括紫外可見(jiàn)分光光度法、紅外分光光度法等)以及散射光譜法(如最近比較熱門(mén)的拉曼散射光譜法)。