微污染有机物(Organic Micropollutants,OMPs)主要包括内分泌干扰物、农药、个人护理品及药品等,其在环境中的浓度很低(μg/L到ng/L),但很易通过食物链富集浓缩,对生态环境和人体健康造成较大危害或者具有潜在的高风险性。近年来,随着越来越多的OMPs在世界各地的地表水、饮用水中被检测出来,水体中OMPs的存在与人类健康之间的关联性也逐步被揭示,引起了人们对OMPs的广泛关注,同时,人们对水质安全评价提出了更高的要求。然而环境水体中的OMPs往往因为其浓度很低,很难利用现有分析仪器直接进样检测。因此,水体样品的前处理成为环境检测中的必要步骤。与其他前处理方法相比,固相萃取技术凭借其快速、高效、低成本、低有机溶剂消耗等众多优点而成为目前应用最为广泛的样品预处理方法。但由于该方法过柱时存在反向压力,过柱流速较慢(2-5 mL/min),造成其在处理大体积微污染水体时存在耗时长等缺陷。为了弥补这一缺陷,近年来,不少学者提出了基于磁性固相萃取材料的新方法。基于磁性固相萃取材料易于收集的优点,可实现无需填柱,利用混合搅拌萃取,再通过磁分离进行收集回收,即可实现对大体积水体的快速高效富集分离。近年来,众多新型磁性聚合物固相萃取材料得以研发,并被证实可对水体中的各类物质有着较好的固相萃取性能。然而,这些磁性材料往往是针对某一种或一类环境污染物的萃取进行研发的,难以应用于实际水体中众多种类污染物的萃取检测,进而限制了磁性材料在水体检测前处理中的推广应用。本文的研究工作正是基于上述背景展开的,以具有广泛适用性的新型磁性聚合物固相萃取材料的研发为核心,开展新型磁性固相萃取技术的建立与实际应用研究,主要内容和结论如下:(1)通过改性剂、合成单体的优化,确立了以油酸双层包裹的Fe304和二乙烯苯(80%)为主要成分的磁性材料配方,通过膜乳化、悬浮聚合和后交联反应制备了新型高比表面积磁性固相萃取微球;制备的磁性微球具有粒径均一(6-9 μm)、比表面积高(>1000 m2/g)、超顺 磁性(0剩磁)、磁响应较强(2.53 emu/g)等特点,且磁性微球的孔径、粒径和比表面积易于调控;且磁性纳米粒子在磁性微球内部均匀分布,这使得磁性微球在外加磁场作用下具有一致的磁响应性,提高了其磁分离性能。(2)系统研究了磁性微球的理化性质(孔径、粒径和比表面积等)与萃取行为的构效关系。研究发现,较大的孔道结构能够降低目标物分子的内部传质阻力,让目标物分子快速到达磁性微球内部吸附位点,进而降低萃取接触时间;降低磁性微球的粒径,有利于提高其外比表面积,大幅度提高磁性微球与溶液的接触面积,有利于降低萃取接触平衡时间;较大的比表面积能够提供充足的吸附位点,有利于降低萃取吸附过程中目标物分子的位点竞争,进而降低磁性微球用量和萃取接触时间。(3)考察了新型磁性微球对水体中多环芳烃、邻苯二甲酸酯、三嗪类农药等物质的萃取性能。分别利用正交实验和单因素实验对萃取条件进行优化,研究发现,在常规应用范围内,溶液体积(0.5-7.5 L)、溶液盐度(0-2%)和腐植酸(HA)浓度(0-40 mg/L)对萃取效果无显著影响,这得益于新型磁性微球较高的比表面积和较小的粒径。同时,鉴于新型磁性微球的疏水骨架,使得HA分子不会通过位点竞争影响对目标分子的萃取行为。磁性固相萃取剂的使用量和萃取接触时间能够显著地影响萃取行为。通过条件优化后,基于新型磁性微球的固相萃取与HPLC联用技术对多环芳烃、邻苯二甲酸酯和三嗪农药的检测限为1.76-19.55 ng/L,定量限为5.71-65.16 ng/L。新型磁性固相萃取剂对这几类微污染有机物表现出了极佳的萃取富集性能。(4)建立了基于新型磁性微球的水体中微污染有机物快速高效萃取富集方法。并利用该方法对淮河流域地表水进行检测分析,共检出多环芳烃、邻苯二甲酸酯、多氯联苯、农药、氯苯和有机酮等20多种微污染有机物。通过与美国EPA及中国国标方法中所采用的Waters Oasis HLB和C18离线固相柱的萃取分析效果进行对比发现,新开发的磁性固相萃取材料凭借其较小的粒径和较高的比表面积,其对水体微污染有机物的萃取富集效果优于Oasis HLB柱和C18柱,证明了该磁性固相萃取方法适用于环境水体中微污染物的检测分析,具有良好的推广价值。