在污水采集过程中，所采集的水样如果不能及时进行检测必须放在避光阴凉的地方，防止灰尘与小虫、小动物的进入，有条件的可放在冰箱内，以保持水样的原状。
储存水样的容器可能吸附待测组分，或者沾污水样，因此要选择性能稳定、杂质含量低的材料制作的容器。常用的容器材质有硼硅玻璃、石英、聚乙烯和聚四氟乙烯。其中石英和聚四氟乙烯杂质含量少，但价格昂贵，一般常规监测中广泛使用聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器。
不能及时完成分析的水样，则应根据不同监测项目的要求，采取适宜的保存方法。水样最长储存时间一般为：清洁水样为72h;轻污染水样为48h;严重污染水样为12h。保存水样的方法有以下几种。
(1)冷藏或冷冻法 冷藏或冷冻的作用是抑制微生物活动，减缓物理挥发和化学反应速度。
(2)加入化学试剂保存法
加入生物抑制剂
如在测定氨氮、硝酸盐氮、化学需氧量的水样中加入HgCl2，可抑制生物的氧化还原作用;对测定苯酚的水样，用H3PO4调节pH为4时，加入适量Cu-SO4，即可抑制苯酚菌的分解活动。
调节pH值
测定金属离子的水样常用HNO3酸化至pH为1～2，既可防止重金属离子水解沉淀，又可避免金属被器壁吸附;测定氰化物或挥发性酚的水样加入NaOH调节pH至12时，使之生成稳定的酚盐等。
加入氧化剂或还原剂
如测定汞的水样需加入HNO3(至pH<1)和K2CrO7(0.05%)，使汞保持高价态;测定硫化物的水样，加入抗坏血酸，可以防止被氧化;测定溶解氧的水样则需要加入少量硫酸锰和碘化钾固定溶解氧(还原)等。
应当注意，加入的保存剂不应干扰以后的测定;保存剂的纯度最好是优级的，还应做相应的空白实验，对测定结果进行校正。水样的储存期限与多种因素有关，如组分的稳定性、浓度、水样的污染程度等。表7-1列出我国《水质采样》标准中建议的水样保存方法。
