中国作为全球最大的猪肉生产与消费国，其2021年的猪肉产量占全球近一半（粮农组织，2024）。随着智能化环境控制技术的普及，封闭式猪舍已成为规模化养殖的主流模式。然而，该模式在保障高效生产的同时，也带来了严峻的环境挑战，其中氨气（NH3）的排放与扩散因其对养殖生产、区域环境及公共健康的显著影响，已成为行业绿色发展的关键瓶颈。因此，系统阐明氨气的时空分布规律，并构建“源头-过程-末端”全过程综合管控体系，对保障畜牧业可持续发展具有紧迫的现实意义。
1 有害气体的主要来源与危害
封闭式猪舍内，因养殖密度高、通风不足及粪污管理粗放，氨气浓度常远超安全阈值（表1）。其主要来源是猪只粪尿中含氮有机物的微生物分解。
氨气的危害具有双重性：一方面直接损害猪只健康与生产性能；另一方面，作为PM2.5的前体物，其对大气污染的贡献不容忽视。高分辨率评估显示，2021年中国养猪业NH3排放所致的人类健康成本高达57.1亿美元，且此前的低分辨率分析可能将其低估了5%～13%。
2 氨气的分布规律
2.1 舍内分布特征
NH3在封闭式猪舍内呈显著的非均匀分布，具体表现为：
（1）水平方向：浓度自粪沟向进风口方向递减。多项研究证实，舍内后部NH3浓度显著高于前部，这主要得益于前部进风口处新风的稀释作用[Huang等，2023；唐倩等，2022；吴胜等，2018]。
（2）垂直方向：在静风或自然通风条件下，因猪只热羽流作用，密度小于空气的NH3会向舍上部聚集。然而，在机械通风主导的现代化猪舍中，气流组织会极大扰乱这种分层，形成更复杂的动态平衡。此外，建筑结构（如屋高、地板类型）也通过影响气流模式间接调控垂直分布。
（3）时间变化：呈现明显的“日内波动”与“季节差异”。夜间通风减少，致使NH3浓度较日间平均值可升高34%～52%，普遍呈现“早晚高、中午低”的趋势[单春花等，2018]。冬季为保温而限制通风，浓度通常最高；过渡季节则因通风增强而显著降低。
2.2 场区外扩散规律
NH3在场区外扩散遵循距离衰减规律，即越靠近猪舍浓度越高。值得注意的是，高分辨率评估揭示，传统方法可能低估了人口密集区5%～26%的健康风险。其扩散受气象条件（风向、风速等）强烈影响：静风天气易导致局部积聚，而大风天气虽利于扩散，却也扩大了影响范围。更值得关注的是，NH3可经大气化学反应生成二次颗粒物，对下风向乃至远距离地区的空气质量和人体健康造成持续性影响。
3 综合防控措施与技术
3.1 源头减量：治本之策
源头控制是解决猪场有害气体问题的根本途径。其核心在于通过遗传育种选择饲料转化效率高的猪种，并保障猪群健康，以从本质上降低单位产肉量的污染物产生基数。在此基础上，主要通过优化饲料配方和改进饲养方式来实现精准减量。
饲料营养调控：推行低蛋白质氨基酸平衡饲粮，从根源上减少氮的排泄。添加酶制剂、益生菌和酸化剂等，可优化肠道健康与养分利用率，进而抑制NH3的生成。
饲喂工艺优化：相较于易产生粉尘的干粉料和颗粒料，液态饲喂能有效降低粉尘及附着其上的NH3浓度。分段饲喂与精准供料则能最大限度地减少养分过剩与浪费。
3.2 过程控制：精细化管理
环境调控：通风系统是调控舍内NH3浓度的核心。智能通风系统能基于实时监测数据自动调节通风速率，实现空气质量与节能的平衡。同时，需合理控制舍内湿度，以抑制微生物的产气活动。
清粪策略：清粪管理需权衡“瞬时峰值”与“日均浓度”。研究发现，减少清粪次数（如从日清3次改为2次）可降低猪呼吸高度处氨气浓度降低[阮荣丹等，2019]；但单次清粪操作，尤其是机械搅动，会瞬间释放粪沟内储存的高浓度NH3，导致瞬时浓度激增63%[Mautone等，2022]。因此，在实际生产中，需权衡瞬时峰值与长期暴露风险，优化清粪时间（如选择在白天通风良好时进行）而非单纯减少次数。
辅助措施：合理降低饲养密度可直接减少单位面积的NH3产生量。喷洒物理、化学或微生物型除臭剂，也能有效抑制粪便发酵过程中的NH3释放。
3.3 末端治理：达标排放
对于集中排放的气体，可采用生物过滤（利用特定微生物降解）、湿式洗涤（利用酸液吸收）或其组合技术进行净化。同时，优化粪污处理系统（如固液分离、厌氧消化），不仅能减少有害气体排放，还可实现能源与养分的资源化回收。未来，基于物联网的智能监测系统将为精准管控与预警提供坚实的数据支撑。
4 结论与展望
4.1 结论
本综述系统剖析了规模化猪场氨气的污染问题，主要结论为：1） 氨气在舍内呈现复杂的非均匀时空分布，受多重因素调控；2）其有效防控必须遵循“源头减量-过程控制-末端治理”的系统性原则；3）猪场氨排放对区域环境与公共健康构成实质性风险，需提升至环境安全管理层面予以重视。
4.2 展望
未来研究与实践应聚焦于三大方向：监测精准化（构建物联网与AI驱动的立体感知网络）、控制智能化（发展数据驱动的智能决策系统）与技术资源化（探索NH3的回收与增值利用路径）。通过多学科融合，推动养殖环境管理从被动处理走向主动预警与资源循环，为行业绿色转型提供支撑。
文章来源：猪业科学
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