本发明公开了一种高灵敏度、可检测水相中汞离子的水溶性超分子组装体及其应用。超分子组装体是以水溶性羧酸盐柱[5]芳烃为主体,水溶性阳离子吡咯并吡咯二酮为客体,通过非共价键超分子作用力形成。该超分子组装体可在100%水体系中检测水相中汞离子。荧光超分子组装体水溶液中与汞离子水溶液混合静置即可检测,汞离子的检测上限为0.07μmol/L,具有绿色、环保、操作简便、反应迅速、选择性好、荧光检测的特点,可用于环境监测、水体监测、土壤监测、食品安全检测等。