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水质分析是市政工程的重要组成部分。环境水体中的痕量污染物因其具有广泛性和效应隐蔽性而对生态环境乃至人类健康存在较大潜在危害。在如今人口聚居的模式下,一旦出现突发环境事件,相应的危害将会被扩大。因此,针对该类事件,在实验室进行的高精度分析模式(往往牺牲时效性)越来越让位于现场快速分析模式。荧光(仪器可便携化)和裸眼法具有设备简单且操作简便的优点,非常适用于现场快速检测痕量污染物,这对于污水的控制和处理具有重要意义。本文的主要内容如下:(1)作为持久性有机污染物,2,4,6-三硝基甲苯(TNT)和六硝基菧(HNS)会危害环境;其也能被用于恐怖活动而危害公共安全。因此,建立针对TNT和HNS的快速分析方法具有重要意义。基于兼具采样和检测的多功能胺基(-NH2)修饰的棉签,本文建立了可分别用于快速检测环境水体中和固体表面上痕量TNT和HNS的裸眼法。利用三种光谱技术探讨了基于改性棉签的裸眼法检测TNT和HNS的机理。结果表明,识别机理为-NH2和TNT及HNS反应形成了不同的橘色系梅森海默复合物:前者的反应机理为加成反应;后者的反应机理很可能是加成反应和氢键的形成。然后,探究了裸眼法对TNT和HNS的灵敏度和选择性。该选择性好的裸眼法对水中TNT和HNS(最优孵育时间为8 min)的最低可检测浓度分别为40和100μmol/L。基于改性棉签的裸眼法对固体表面上TNT和HNS的最低可检测量分别约为45和89 ng(最优孵育时间为≤1 min,污染面积约为1.76 mm~2)。此外,讨论了胺-TNT和胺-HNS复合物颜色的区别并分析了原因。结果表明,主要原因为后者较前者多一个紫外吸收峰,进而导致二者吸收日光中相应波长的光后反射入人眼的光的颜色不同。上述方法也分别被成功用于两个环境水样中和行李箱及旅行包表面上TNT和HNS的检测。(2)基于多功能掺杂-NH2的彩泥,本文建立了可分别用于快速检测环境水体中和固体表面上痕量TNT和HNS的荧光光谱、可视化荧光和裸眼法。为制备彩泥传感器,提出了压“饼”策略。利用三种光谱技术探讨了基于改性彩泥的荧光(包括可视化荧光)和裸眼法检测TNT和HNS的机理。结果表明,裸眼法的检测机理为-NH2和TNT及HNS会反应生成了不同的橘色系梅森海默复合物;荧光法的检测机理为复合物在彩泥的荧光发射峰附近有最大的紫外吸收,导致复合物可以通过荧光共振能量转移和内滤效应猝灭彩泥的荧光发射。然后,探究了荧光光谱、可视化荧光和裸眼法对TNT和HNS的灵敏度和选择性。该选择性好的三种分析方法(最优孵育时间为30 min)对水中TNT和HNS的最低可检出量(或浓度)分别约为0.07 ng(100 nmol/L)和135.00 ng(100μmol/L)、6.81 ng(10μmol/L)和337.50 ng(250μmol/L)以及34.07 ng(50μmol/L)和337.50 ng(250μmol/L)。同时,发现了水滴会使传感器表面形成一个凹陷的现象,继而探究了凹陷的成因并从理论和实验上讨论了凹陷对其荧光强度的影响。结果表明,水滴会通过“坑蚀扩散”效应使传感器表面形成凹陷,并且在凹陷的作用下传感器的荧光强度会增加。基于改性彩泥的可视化荧光和裸眼法(最优孵育时间为≤1 min)对固体表面上的硝基爆炸物也表现出良好的分析性能:对TNT的最低可检出量分别约为113.57和454.26 ng(污染面积约为28 mm~2);对HNS的最低可检出量均为1125.00 ng。上述方法也分别被成功用于两个水样中和指纹及行李箱表面上TNT和HNS的检测。(3)三唑磷(Triaz)能以食物为媒介危害人类健康,也能危害环境。因此,建立针对Triaz的快速分析方法具有重要意义。通过优化激发波长、溶剂和孵育时间等检测条件,本文建立了可用于快速检测蔬菜表面上(重点)和环境水体中痕量Triaz的荧光光谱法。结果表明,最优激发波长为255 nm、溶剂为乙腈(表面分析而言,系喷洒乙腈雾状液)且孵育时间为0.25 min。然后,探究了该方法对Triaz的灵敏度和选择性。该选择性好的荧光法对豆腐菜和莴笋叶表面上Triaz的最低可检测量均为0.2μg(污染面积约为0.785 cm~2)。该方法对水中Triaz的检出限和线性区间分别为14μg/L和0-4.5mg/L。上述方法也分别被成功用于市售蔬菜表面上和两个水样中Triaz的检测。(4)灌溉水中过量的钴离子(Co2+)能危害农作物的生长及人类健康,也会造成环境污染。因此,建立针对Co2+的快速分析方法具有重要意义。基于β-环糊精(β-CDs)修饰的掺锰硫化锌量子点/Mn-Zn S QDs(β-CDs@QDs),本文建立了可用于快速检测水中痕量Co2+的荧光光谱法。为得到对Co2+有响应且荧光性能优良的β-CDs@QDs:将决策表引为一种化学计量学方法并将其用于优化Mn-Zn S QDs的合成策略;引入了一步加热法直接在酸性水溶液中用β-CDs修饰Mn-Zn S QDs。然后,探究了荧光法对Co2+的灵敏度和选择性。该选择性好的荧光法(最优孵育时间为4 min)对Co2+的检出限和线性范围分别为0.26μmol/L和1-10μmol/L。此外,结合文献讨论了β-CDs@QDs对Co2+的识别机理。结果表明,识别机理为络合作用、封装作用、化学键合作用和内滤效应的综合作用。该方法也被成功用于检测当地工厂附近灌溉水中的Co2+。