我国重金属污染已经严重威胁生态系统安全和人类健康。其中铅和镉离子具有高毒性、持久性和蓄积性,能通过食物链富集,对动植物及人体造成损害。因此,迫切需要建立一种高灵敏、快速、便捷、准确的分析技术,实时动态监测环境样本中痕量铅和镉离子的污染现况及其迁移规律,深入评估环境重金属污染对人群健康的危害。环境样本基质干扰严重,常用的金属离子螯合萃取方法需要消耗大量的溶剂,操作过程复杂、分析时间较长。此外,重金属离子的检测过程主要依赖于大型、昂贵的分析仪器,无法实现快速、便捷、灵敏、准确的现场分析。离子印迹聚合物是通过模板离子与功能单体相互作用,通过交联聚合形成的具有特异性识别孔穴的高分子材料,能够实现复杂样品中目标离子的特异性识别和去除。然而,由于模板离子缺乏特异性的功能基团,因此常规离子印迹聚合物的选择性识别性能较低,无法满足环境中痕量重金属分析的需求。基于此,本研究旨在分别制备两种高选择性识别铅和镉离子的印迹聚合物,并和快速、便捷的光谱分析技术相结合,建立可用于现场分析的快速检测技术,开展环境样本中痕量铅和镉离子的分析研究。本研究分为两个部分:第一部分:三维离子印迹聚合物制备及其在铅离子分析中的应用研究目的:利用绿色环保的功能化明胶和壳聚糖作为功能单体,通过成膜-溶胀/折叠-交联聚合过程,合成一种高选择性识别铅离子的三维印迹聚合物,建立一种环境水样中铅离子的快速检测新方法。方法:通过曼尼希反应合成8-羟基喹啉接枝明胶;再以醋酸铅为模板,8-羟基喹啉接枝明胶和壳聚糖为功能单体,首先形成一种水凝胶膜;其次,以绿色环保的京尼平为交联剂,通过膜的溶胀/折叠-交联聚合过程,形成一种三维离子印迹聚合物。通过红外光谱、扫描电镜、热重-差热分析等方法对该聚合物进行结构表征和形貌研究。通过三维离子印迹聚合物的吸附容量、吸附动力学及相应的理论模型拟合,评价其对铅离子的选择识别性能。最后,借助离子印迹聚合物和铅催化罗丹明B氧化引起的光谱学改变,建立一种痕量铅离子的快速分析技术。结果:本研究制备出的三维离子印迹聚合物形成了由8-羟基喹啉接枝明胶和壳聚糖组成的印迹孔穴。该聚合物在45 min内即可达到吸附平衡,最大吸附容量为235.7 mg g^-1,印迹因子为2.9。最佳萃取条件下（pH=6,吸附剂质量20 mg,淋洗体积2 mL,洗脱体积1 mL）,方法的线性范围为1 ng mL^-1-100 ng mL^-1,检测限为0.2 ng mL^-1;加标回收率为96.6%-104.3%,相对标准偏差不超过7.6%;检测结果与ICP-MS所测结果一致,相关系数为0.990。结论:本研究制备了一种绿色环保的三维离子印迹聚合物,对铅离子表现出高选择性识别能力,并建立一种快速检测技术,可实现环境水样中铅离子的快速和超灵敏检测。第二部分:纸基离子印迹复合物的制备及其在镉离子分析中的应用研究目的:集成纸基分析快速、便捷、低廉的优势和离子印迹聚合物的高选择性识别能力,合成一种特异性识别镉离子的纸基离子印迹复合物,建立一种环境水样中镉离子的快速分析方法。方法:首先对纸片进行硅烷化处理并在其表面修饰引发剂;然后以醋酸镉为模板、聚乙烯亚胺和甲基丙烯酸为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,利用可逆加成-断裂链转移自由基聚合技术合成纸基离子印迹聚合物。通过红外光谱、扫描电镜和X射线光电子能谱等方法对纸基印迹复合物进行结构表征和形貌研究。通过纸基离子印迹复合物的吸附容量、吸附动力学及相应的理论模型拟合,论证其对镉离子的选择性吸附性能。最后,利用纸基离子印迹复合物的选择性吸附能力,并结合双硫腙显色反应,建立一种检测水中痕量镉离子的快速分析技术。结果:纸基表面形成了由聚乙烯亚胺和甲基丙烯酸组成的印迹孔穴,且依然维系了纸基材料的三维结构。该复合物在45 min内即可达到吸附平衡,最大吸附容量为155.2 mg g^-1,印迹因子为3.1。最优萃取条件下（pH=7,上样体积10 mL,萃取时间6 min,淋洗时间3 min）,方法的线性范围为1 ng mL^-1-100 ng mL^-1,检测限为0.4 ng mL^-1;加标回收率为97.5%-109.3%,相对标准偏差不超过12.7%。检测结果与ICP-MS所测结果一致,相关系数为0.9986。结论:本研究制备了一种纸基离子印迹复合物,对镉离子表现出高选择性识别能力,并构建了一种快速、便捷、灵敏、准确的纸分析方法,可以实现环境水样中痕量镉离子的现场分析。