铬作为一种重要的金属原料,被广泛应用于金属冶炼、电镀、皮革鞣制等行业中。铬的大量使用导致其被大量排入环境尤其是水体中。六价铬作为一种典型的重金属污染物,严重威胁生态环境,危害人体健康。因此,如何高效处理含铬废水是如今水环境治理中面临的一个重要问题。在含铬废水的多种处理方法中,生物处理法具有工艺简单、成本低廉等优势,但也存在处理速率低、稳定性差等问题。为了解决以上问题,本论文以典型异化金属还原菌希瓦氏菌（Shewanella oneidensis MR-1）为模式菌,通过活细胞表面原位修饰方法对希瓦氏菌进行单细胞包覆,构建了两种功能化生物纳米胶囊。合成后的希瓦氏菌生物纳米胶囊相较于未修饰的希瓦氏菌细胞表现出更高的抗逆性和更强的六价铬处理性能。进一步,从电子传递和转录组角度对生物纳米胶囊提高六价铬处理性能的机制进行了深入研究。论文主要研究结果如下:（1）基于聚多巴胺（PDA）原位聚合技术,建立了生物纳米胶囊构建方法。首先,利用多巴胺在有氧碱性条件下的自由基聚合反应,在细菌单细胞细胞表面修饰了聚多巴胺层,建立了细胞@PDA生物纳米胶囊制备方法。经过对制备条件的优化,确定了最佳合成条件:多巴胺浓度为4 mg/mL,细菌浓度OD600=4,反应时间为3 h。在此条件下,合成的细胞@PDA生物纳米胶囊的细胞存活率达到91.6%,并且相较于未修饰的细胞表现出更高的电子传递效率以及抗逆性。（2）利用PDA构建S.oneidensis MR-1@PDA生物纳米胶囊,提高了希瓦氏菌对六价铬去除性能,阐明了生物纳米胶囊提高铬去除性能的机制。基于生物纳米胶囊构建方法,制备了S.oneidensis MR-1@PDA生物纳米胶囊,比较研究了生物纳米胶囊与未修饰希瓦氏菌的六价铬去除性能。研究表明,在六价铬处理条件下,生物纳米胶囊中具备较高的电子利用率（24.0%）和铬去除动力学常数(0.075 h-1),分别是未修饰希瓦氏菌的11.7倍和6.2倍。进一步,通过基因工程菌和转录组研究发现,生物纳米胶囊的包裹强化了希瓦氏菌的胞外电子传递效率、抑制了六价铬向胞内运输、降低了六价铬对细胞的氧化损伤,从而提高了细胞对六价铬的耐受性、增强了细胞在六价铬处理过程中的代谢活性、减少了胞内电子的损失,最终提高了六价铬的去除性能。（3）构建了S.oneidensis MR-1@PDA/FeS生物纳米胶囊,进一步提升了希瓦氏菌的六价铬去除性能。利用希瓦氏菌的硫化亚铁（FeS）合成能力,在S.oneidensis MR-1@PDA生物纳米胶囊表面自组装修饰形成了FeS纳米颗粒层,构建了S.oneidensis MR-1@PDA/FeS生物纳米胶囊。比较研究了该生物纳米胶囊与未修饰希瓦氏菌的六价铬去除性能:研究表明S.oneidensis MR-1@PDA/FeS生物纳米胶囊具有更高的稳定性和更高的铬去除效率(六价铬去除动力学常数达到0.196 h-1,是未修饰希瓦氏菌的10.3倍)。