Ammnoia là một chất khí kiềm tính, không màu, tan tốt trong nước, có mùi khai, kích thích mạnh. NH3 là sản phẩm phân giải của các hợp chất hữu cơ và vô cơ có chứa nitơ do tiêu hóa không hoàn toàn hoặc hấp thu không hiệu quả các chất dinh dưỡng trong thức ăn. Để tăng năng suất, người chăn nuôi thường sử dụng thức ăn có hàm lượng protein cao. Do đó chất thải từ chăn nuôi thường có chứa hàm lượng lớn nitơ không được hấp thu. Nitơ không được chuyển hóa thành protein động vật sẽ được bài tiết trong nước tiểu và phân của gia súc, gia cầm, nơi mà vi sinh vật hoạt động làm phát thải thêm NH3 vào không khí. Chăn nuôi gia súc, gia cầm quy mô lớn có thể làm gia tăng lượng NH3 trong nước mặt (Marshall và cs, 2003). Nghiên cứu của Aneja và ctv (2008) và Bajwa và ctv (2008) cho thấy nồng độ NH3 tăng cao trong nước thải của các trang trại chăn nuôi lợn.
Theo Battye và ctv (1994) thì các nguồn phát thải khí NH3 bao gồm chăn nuôi gia súc nhai lại chiếm 44,1%; chăn nuôi gia cầm chiếm 26,7%; chăn nuôi lợn chiếm
10,1%; từ phân bón là 9,5%; từ công nghệ làm lạnh là 5,1%; do con người thải ra chiếm tỷ lệ 1,2%; còn lại 3,3% là từ các nguồn khác. Sự bay hơi của khí NH3 từ phân gia cầm đã trở thành một vấn đề lớn, nó gây ảnh hường đối với sức khỏe của đàn gia cầm và người chăn nuôi. Từ lâu khí NH3 đã được biết đến như một yếu tố làm giảm năng suất chăn nuôi gia cầm (Anderson và ctv, 1964). Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng trong chuồng nuôi có nồng độ khí NH3 cao sẽ làm giảm sản lượng trứng, giẩm hiệu quả chuyển hóa thức ăn và tăng trưởng (Charles và Payne, 1966; Reece và ctv, 1980; Deaton và ctv, 1984). Do đó, cần phải có giải pháp làm giảm giải phóng khí NH3 từ phân gia cầm để giảm tác hại của khí NH3 trên động vật, sức khỏe con người và môi trường. Một số chất acid phosphoric (Malone, 1987), acid proprionic (Parkhurst và ctv, 1974) và sắt sulfate (Huff và ctv, 1984) đã được sử dụng để giảm bay hơi của NH3 từ phân gia cầm. Những chất này có tác dụng làm giảm pH trong chất thải do đó làm giảm hoạt động của enzyme và vi sinh vật và làm tăng độ hòa tan của khí NH3. Nhiều nghiên cứu gần đây đã sử dụng một số chất khoáng làm giảm hoạt động uricase của vi sinh vật trong phân gia cầm để giảm NH3 bay hơi (Kim và Patterson, 2003). Trong một nghiên cứu của Patterson và ctv (2006) đánh giá ảnh hưởng của bisulfate natri đến giải phóng khí NH3 từ phân gà mái đẻ. Sử dụng bisulfate natri trộn vào phân gà với liều 0,97kg/m2, 3 lần/tuần đã có tác dụng giảm bay hơi của khí NH3 tăng lượng đạm và giảm ấu trùng của ruồi trong phân.
Khi xem xét về chất lượng không khí trong chuồng nuôi thì NH3 được xem là chất khí quan trọng do khí này có thể tích tụ bên trong chuồng nuôi kém thông thoáng. Nồng độ khí NH3 cao có tác động tiêu cực đến sức khỏe động vật, như làm giảm trọng lượng cơ thể, đã được quan sát thấy ở gia cầm với mức NH3 là 25 (ppm) hoặc cao hơn trong thời gian ấp (Reece và ctv, 1980).
NH3 cũng có thể có tác động tiêu cực đến sức khỏe con người. Tiếp xúc ở các mức thấp của khí NH3 có thể gây sưng phổi và mắt. Cục quản lý an toàn lao động bộ y tế đã thiết lập một giới hạn cho phép nhân viên tiếp xúc với NH3 ở nồng độ 50 ppm/phút trong thời gian tám giờ. Hội nghị của chính phủ Mỹ về vệ sinh Công nghiệp đã khuyến cáo giới hạn tiếp xúc ngắn với khí NH3(15 phút) là 35 ppm.
Một chiến lược để giảm hàm lượng khí NH3 trong các cơ sở chăn nuôi là gia tăng tốc độ thông gió. Điều này làm loãng nồng độ khí NH3 bằng cách tăng cường loại bỏ nó từ cơ sở chăn nuôi. Tăng thông gió cũng làm tăng tốc độ khô của chất thải, do đó giúp làm giảm nồng độ khí NH3 trong các cơ sở chăn nuôi. Một nghiên cứu gần đây của NRC (2002) xác định khí thải NH3 như là một mối quan tâm lớn của chất lượng không khí ở cấp độ khu vực, quốc gia và toàn cầu. Lắng đọng của NH3 trong nước có thể gây ra hiện tượng phú dưỡng của vùng nước mặt, tạo điều kiện cho tảo gây hại phát triển. Hiện tượng này còn gây suy giảm các loài thủy sản, bao gồm cả những loài có giá trị thương mại. Cây trồng nhạy cảm như cà chua, dưa chuột, cây lá kim và các loại cây ăn quả có thể bị hư hỏng do được trồng gần nguồn phát xạ khí NH3 (Eerdena và ctv, 1998). Sự lắng đọng của NH3 trên các loại đất với một khả năng đệm thấp có thể dẫn đến hiện tượng acid hóa đất, suy thoái các cation cơ bản.
Khí NH3 có tác dụng kích thích mạnh niêm mạc đường hô hấp, niêm mạc mắt. NH3 hoà tan vào niêm mạc đường hô hấp, đường tiêu hoá và niêm mạc mắt gây kích thích trực tiếp lên các niêm mạc, gây co thắt khí quản, viêm phổi, viêm phế nang. NH3 vào máu làm hàm lượng kiềm dự trữ trong máu tăng lên làm pH máu thay đổi, cơ thể trúng độc kiềm, kích thích thần kinh trung ương gây tê liệt hô hấp, co giật toàn thân. NH3 + Hb tạo ra methaemoglobin làm mất khả năng vận chuyển O2 của Hb, gây thiếu O2 nghiêm trọng cho cơ thể (Miller, 2003). Chăn nuôi lợn thải ra các chất thải phân và nước tiểu, thức ăn rơi vãi, rau thừa,... Mùi hôi do bản thân con vật và các chất thải lên men làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh khu vực chuồng nuôi, ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm, nguồn nước thiên nhiên (sông, suối), ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng và người dân sống xung quanh. Các chất khí độc do quá trình bị phân huỷ các hợp chất hữu cơ có trong chất thải của lợn gồm sulfur hdrogen, mercaptan, metan và NH3,… Các khí độc này khi con người hít phải sẽ bị oxy hoá nhanh chóng thành các muối sulfate làm ức chế enzym cytochromeoxydase. Chỉ một lượng nhỏ khí này hấp thụ được thải qua hơi thở, số còn lại một phần được thải qua nước tiểu, nếu nồng độ cao có thể gây tác hại không tốt cho cơ thể con người.
Khí NH3 là một hợp chất dạng khí có thể phát xạ từ chuồng lợn, nó có khả năng làm giảm tăng trọng và giảm lượng ăn vào của gia súc (Kalich, 1980). NH3 là một chất ưa nước và có tính chất kích thích mạnh, có thể làm tổn thương đường hô hấp (Urbain,
1994), mắt của động vật và con người (Gerber, 1991). Trong chuồng lợn khí NH3 là một tác nhân thứ yếu quan trọng gây viêm teo mũi (Hamilton, 1996) và viêm phế quản phổi (Bollwahn, 1992). Hít vào lượng lớn khí NH3 phát xạ từ phân lợn có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe của động vật và con người. Trong một nghiên cứu trên 28 trang trại lợn ở Thụy Điển, tỷ lệ mắc viêm khớp, stress và áp-xe tương quan chặt chẽ với nồng độ khí NH3 trong chuồng nuôi (Donham, 1991).
Silvana và ctv (2010) khi định lượng nồng độ NH3 trong không khí của chuồng nuôi lợn và so sánh nó với giá trị ngưỡng giới hạn được khuyến cáo ở Romani. Nồng độ NH3 có giá trị cao nhất được ghi nhận trong chuồng nuôi lợn vỗ béo (104,56 ppm) và thấp nhất (38,33 ppm) trong chuồng nuôi lợn cai sữa. Nồng độ NH3 trong không khí vượt quá giá trị ngưỡng cho phép từ 1,46-4,02 lần. Ngoài ra tác giả cũng khẳng định các yếu tố nhiệt độ và độ ẩm không khí ảnh hưởng đến nồng độ khí NH3 trong chuồng lợn.
Chính vì vậy để bảo đảm sức khỏe con người nói riêng và môi trường sống nói chung thì việc kiểm soát sự phát thải khí trong chăn nuôi là rất cần thiết, và dự án Nâng cao năng lức cạnh tranh và an toàn thực phẩm ngành Chăn nuôi (2009) đã đưa ra một số biện pháp cụ thể để kiểm soát khí NH3 như sau.
Điều kiện vệ sinh chuồng trại tốt sẽ giúp giảm hàm lượng khí NH3 phát thải ra do diện tích bề mặt có dính phân giảm đi. Khi trên da lợn có dính phân, nhiệt ấm của gia súc là điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn phát triển nhanh và NH3 sẽ nhanh chóng bị giải phóng bay vào không khi. Do vậy gia súc nên được giữ khô và sạch.
Tránh giữ phân trong chuồng quá lâu làm mức phát thải khí NH3 từ phân chuồng sẽ tăng lên sau một ngày. Tuy nhiên, với khoảng thời gian dưới một ngày thì lượng NH3 phát thải sẽ nhỏ hơn không đáng kể do sự phát thải từ các bề mặt bẩn (nền chuồng, gia súc,…). Lượng phát thải khí NH3 đạt mức lớn nhất ở ngày thứ 3 và hồi phục ở ngày thứ 21. Nếu dọn phân thường xuyên sẽ giúp duy trì mức phát thải khí NH3 thấp. Nếu thường xuyên dọn phân ở chuồng gia cầm thì sẽ giảm được NH3 hiệu quả hơn ở chuồng lợn do trong nước tiểu của lợn có nhiều NH3. Trong khi đó để giảm thiểu phát thải khí NH3 một cách hiệu quả ở chuồng lợn thì phải dọn chuồng nửa tiếng một
lần. Muốn làm như vậy thì phải có hệ thống xịt nước do nước tiểu luôn có một lớp màng mỏng trên mặt và từ đó NH3 được phát thải ra.
Sử dụng chất độn chuồng hợp lý, nếu sử dụng đủ và hợp lý rơm để độn chuồng thì sẽ làm giảm đáng kể lượng khí NH3 thoát ra từ khu chuồng trại. Tuy nhiên, tổng lượng khí phát thải ra không khí thì không thay đổi do lượng khí thất thoát trong quá trình trữ và rải độn chuồng. Hơn nữa chất độn chuồng cũng sẽ làm chuồng nhiều bụi hơn và nấm mốc có thể tiêu diệt một số vi khuẩn đối kháng.
Cách để giảm lượng khí NH3 từ chăn nuôi lợn là hạ thấp mức protein thô trong khẩu phần. Một lợi thế của phương pháp này là đầu vào của chu trình sẽ thấp hơn, kết quả là lượng khí NH3 và N2O thải từ quá trình chăn nuôi là thấp. Việc giảm hàm lượng protein thô trong thức ăn từ 14,5% đến 12,5% sẽ làm giảm 20% lượng khí NH3 phát thải từ các trang trại chăn nuôi lợn. Việc tăng hàm lượng chất xơ trong khẩu phần ăn, dẫn đến một sự thay đổi hàm lượng nitơ trong nước tiểu và nitơ trong phân. Kết hợp với dọn phân hàng ngày từ các trang trại chăn nuôi lợn, có thể giảm phát thải khí NH3 đến 50%. Tuy nhiên, sử dụng hàm lượng xơ cao dẫn đến gia tăng phát thải khí CH4 từ gia súc và chuồng nuôi; do đó nên được kết hợp với sản xuất khí sinh học. Bổ sung thêm các acid hữu cơ để nuôi lợn không chỉ làm giảm phát thải NH3 đến 40%, mà còn giúp cải thiện hiệu suất chuyển hóa thức ăn. Ngoài ra kỹ thuật chăn nuôi hợp lý cũng có thể giúp làm giảm phát thải khí NH3 từ 5-15% bằng cách cho lợn ăn nhiều bữa, nuôi riêng lợn đực và lợn cái, khống chế tiểu khí hậu chuồng nuôi. Sử dụng các biện pháp này sẽ giúp làm giảm lượng thức ăn bị rơi vãi ra nền chuồng (Botermans, 2010). Hayes và ctv (2004) báo cáo lượng khí NH3 phát thải là 3,11, 3,89, 5,89 và 8,27 g/ngày/con khi cho lợn ăn khẩu phần có hàm lượng protein thô tương ứng: 13,0, 16,0, 19,0 và 22,0%. Ngoài ra, mùi trong chuồng nuôi cũng giảm dần theo tỷ lệ protein thô trong khẩu phần. Bên cạnh tác dụng tích cực của việc giảm lượng khí NH3 thải ra môi trường, việc sử dụng acid amin tổng hợp cùng với giảm hàm lượng protein trong khẩu phần đã làm giảm đáng kể mùi trong chuồng nuôi (Sutton và ctv, 1999).