Trong môi trường nước, cá thích hợp để phát hiện các tác động sinh lý của các chất ô nhiễm, bởi vì chúng tiếp xúc cả qua nước và qua các sinh vật làm thức ăn cho chúng. Ngoài ra, sinh lý và sinh hóa của cá khá giống với của người và các động vật có xương sống khác, khiến cho việc so sánh với các nghiên cứu về động vật có vú dễ dàng hơn so với các nghiên cứu về động vật giáp xác và động vật không xương sống khác.

Theo đó việc xác định các đáp ứng của dấu hiệu sinh học có thể được sử dụng để phát hiện độc tính của các chất ô nhiễm đã biết cũng như chưa biết, khi chúng xuất hiện đơn lẻ hoặc kết hợp. Việc đo các dấu hiệu sinh học theo tiêu chuẩn cũng là cách hiệu quả về chi phí để đánh giá sức khỏe của cá.

Căn cứ tại Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13915-1:2023 Chất lượng nước - Các phép đo sinh lý và sinh hóa trên cá - Phần 1 do Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng (nay là Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia) thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố đã đưa ra các phương pháp lấy mẫu cá để xác định các đặc tính sinh hóa và sinh lý, như thành phần và hoạt tính enzym của máu, gan, cơ và các mô khác nhằm đánh giá sức khỏe của cá tại hiện trường cũng như trong phòng thử nghiệm. Các biến sinh hóa và sinh lý được sử dụng cho mục đích này thường được gọi là dấu hiệu sinh học. 

Việc lấy mẫu cá và mô cá để xác định xác định các đặc tính sinh hóa và sinh lý cần tuân thủ quy định. Ảnh minh họa

Về nguyên tắc tiêu chuẩn này cũng nêu rõ, cá có độ tuổi (kích cỡ) và giới tính thuộc loài phù hợp được lấy mẫu tại các địa điểm được chọn vào thời điểm thích hợp trong năm để giảm sự thay đổi do ảnh hưởng sinh học, địa lý và theo mùa. Sử dụng các quy trình lấy mẫu và đo đã chuẩn hóa và do nhân viên có chuyên môn thu thập các mẫu, vận chuyển, bảo quản và phân tích. Bằng cách này, các kết quả thu được theo thời gian cho dữ liệu có thể được sử dụng để phát hiện những thay đổi trong môi trường do các hợp chất do con người gây ra.

Việc lấy mẫu cá và mô cá cần tuân thủ quy định. Điều này có thể bao gồm sự cho phép của chủ sở hữu (đất) về đánh bắt cá, cơ quan quản lý môi trường và nghề cá của khu vực đánh bắt cá và cơ quan quản lý (quyền động vật).

Sức khỏe của cá có thể được đánh giá bằng cách xác định các phương pháp sinh hóa, sinh lý, mô học và bệnh lý. Việc theo dõi sức khỏe của cá có thể đóng vai trò như một hệ thống cảnh báo sớm về ảnh hưởng đối với người. Thông qua sự kết hợp với các phép đo khác (quan trắc tích hợp), có thể tương quan (phối hợp) các đáp ứng dấu hiệu sinh học với, ví dụ dư lượng chất ô nhiễm, khoảng cách từ các nguồn điểm và các biến sinh thái nhạy với các chất ô nhiễm.

Tốt nhất là các loài cá được sử dụng tại hiện trường phải phù hợp để giữ trong phòng thử nghiệm cho các nghiên cứu độc tính nhằm điều tra và xác nhận các mối quan hệ nhân quả được phát hiện hoặc nghi ngờ xảy ra tại hiện trường. Các quy trình lấy mẫu nội tạng và mô về cơ bản giống nhau trong cả nghiên cứu thực địa và nghiên cứu trong phòng thử nghiệm. Do đó, quy trình thu thập cá để nghiên cứu thực địa và thu thập nội tạng được mô tả trong các phần riêng biệt.

Để kết quả đáng tin cậy, một số yếu tố phải được xem xét. Để sử dụng các phép đo sinh hóa và sinh lý trên cá trong đánh giá sức khỏe hệ sinh thái và giám sát môi trường, các yếu tố sau phải được giải quyết như kiểm soát hoặc hiểu biết về ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên đến kết quả; Sử dụng thiết kế lấy mẫu phân tầng giúp giảm thiểu sự thay đổi do các yếu tố tự nhiên gây ra; Cơ sở thống kê đầy đủ để diễn giải các khác biệt và xu hướng; Xác định thời gian lấy mẫu cố định và được tối ưu hóa trong năm liên quan đến các biến quan tâm; Sử dụng các phương pháp chuẩn hóa để lấy mẫu (bắt) cá và lấy mẫu mô, như được mô tả trong tiêu chuẩn này.

Tốt nhất nên có một người (trưởng nhóm) chịu trách nhiệm về tất cả các bước trong quá trình điều tra sức khỏe của cá. Người này cũng phải là người chịu trách nhiệm giải thích trong báo cáo chính.

Về báo cáo dữ liệu ban đầu từ giám sát môi trường thường được chuyển đến máy chủ lưu trữ dữ liệu được cơ quan quản lý môi trường chứng nhận. Máy chủ lưu trữ dữ liệu mô tả cách phân phối dữ liệu (trong bảng tính điện tử) và/hoặc qua thư. Dữ liệu từ quan trắc môi trường cũng thường xuyên được báo cáo tại các hội nghị, hội thảo chuyên đề và được đăng trên các tạp chí khoa học. Điều này có thể đảm bảo rằng các kết quả có đánh giá khoa học quan trọng. Dữ liệu phải được gửi đến máy chủ lưu trữ dữ liệu dưới dạng dữ liệu chính theo định dạng phù hợp cho phân tích thống kê.

Kết quả thường được báo cáo theo giá trị trung bình và độ lệch chuẩn. Việc đánh giá thống kê thường bao gồm các phép thử tham số  hoặc phép thử phi tham số nếu dữ liệu không được phân bố chuẩn. Dữ liệu thường được so sánh với dữ liệu tương ứng của các năm trước và/hoặc với các địa điểm lấy mẫu khác, để thiết lập sự khác biệt và xu hướng.

Trong các nghiên cứu về sức khỏe của cá, điều cần thiết là phải giải thích sự rối loạn chức năng, điều này có thể dẫn đến sự xáo trộn ở cấp độ quần thể thông qua ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, sinh sản và/hoặc tỷ lệ sống. Nếu phát hiện thấy dấu hiệu của sự rối loạn ở cấp độ cá thể thông qua các biến sinh hóa và sinh lý, thì cần điều tra thêm.