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当今社会的环境污染问题已经对人类的生存与发展造成了严重的危害,重金属离子和多环芳烃是两个主要的环境污染物,也是人们提到环境问题时重点关注的对象。尽管一些重金属离子对人体来说属于必需元素,但由于这些离子的非降解性,体内累积过多后一样会严重的影响我们的健康。硝基多环芳烃(Nitro-PAHs)是一类潜在的诱变和致癌环境污染物,容易吸附在环境颗粒物上逐渐累积,能够随着环境PM25颗粒一起进入人体肺部和血液中,对人体造成相当大的危害。因此,建立对于重金属离子和硝基多环芳烃的快速检测方法具有非常重要的意义。本论文利用罗丹明B、荧光素和咔唑为发色团,设计合成了多个识别重金属离子Cu2+和Cr3+的离子探针,并对其光谱特性和识别性能进行了相应的研究,取得了一些有意义的结果。另外,建立了一种简便快速、灵敏度高、仪器简单的检测硝基多环芳烃的新方法,并且成功地用于PM2.5颗粒中硝基多环芳烃的检测。具体工作内容如下：1、对于重金属离子和硝基多环芳烃的污染来源及对人体的危害进行了阐述,概述了至目前为止对于重金属离子及硝基多环芳烃检测方法的研究进展,尤其是对于本论文涉及的Cu2+和Cr3+在荧光探针方面的研究进展进行了详细介绍。2、以荧光素为发色基团,以糠醛为接受体,设计合成了一种对Cu2+具有识别功能的离子比色探针糠醛荧光素酰腙(FFH),Cu2+的存在将会引起FFH的紫外可见吸收光谱发生变化,光谱在502nm波长处出现新的吸收峰,同时溶液的颜色也发生由无色到黄色的变化。机理分析表明FFH和Cu2+之间形成了1：1的配位化合物导致荧光素母体环的开环,FFH和Cu2+之间的配位常数是6.1×104L·mol-1。FFH对Cu2+具有良好的选择性,在Cu2+浓度6.6-330μmol·L-1的范围内,502nm波长处吸光光度值的变化与Cu2+浓度成良好的线性关系,同时该探针可以实现对Cu2+的比色检测。3、设计合成了对Cu2+具有设别功能的比色探针3溴-5-甲基-水杨醛罗丹明酰腙(BMSRH),该探针以罗丹明B为发色基团,以3溴-5甲基-水杨醛为接受体,通过与Cu2+结合后探针溶液的光谱及溶液颜色的变化来实现对Cu2+的快速识别。结果表明,在乙腈和水的体系中,探针BMSRH与Cu2+形成了1：1的络合物,络合常数为3.2×104L·mol-1,在Cu2+浓度为0.667-240μmol·L-1的范围内,探针在552nm波长处吸光光度值的变化与Cu2+浓度成良好的线性关系。常见的碱金属、碱土金属和过渡金属对其识别性能没有任何影响。4、用3-氨基-9-乙基咔唑和乙二醛相结合,设计合成了一种包含乙二胺配位基团以及咔唑发色基团的荧光分子探针N,N二-9-乙基咔唑-3-基乙二胺(BECED)。该探针在pH值7.4的乙醇和水溶剂中对Cr3+表现出良好的选择性。Cr3+的存在使得BECED在波长438nm处的荧光发射逐渐减弱。实验结果表明BECED和Cr3+之间形成了1：1的络合物,络合常数为1.4×104L·mol-1,最低检测限为0.1 μmol·L-1。5、利用两步简便方法合成了新型磁性氧化石墨烯复合材料(MAOG), MAOG既可以作为富集材料对环境中的硝基多环芳烃(Nitro-PAHs)进行富集处理,同时又可以作为MALDI-TOFMS质谱分析的新基质。MAOG材料在完成对样品富集后借助于外部磁场能很方便地从样品中分离出来,很大程度上简化了样品的分离过程。而且以富集样品的MAOG材料为基质直接进行MALDI-TOFMS分析,MAOG材料对质谱结果基本不会产生干扰影响,在负离子模式下,Nitro-PAHs可以被成功地检测出来。我们建立了一种用MALDI-TOFMS快速检测Nitro-PAHs的新方法,并成功地应用于环境PM2.5颗粒中的Nitro-PAHs检测,得到很好的结果。