Nitrógeno ayuda a mantener la diversidad de vida vegetal, el equilibrio entre el pastoreo de animales y predadores y los procesos que controlan la producción y ciclo de carbono y varios minerales del suelo. Se encuentra en concentraciones controladas en muchos ecosistemas, tanto en tierra como en el mar. La quema de combustibles fósiles de diversos procesos industriales agrega compuestos de nitrógeno y óxido nitroso a la atmósfera, que trastorna el equilibrio de nitrógeno natural, contaminando los ecosistemas y alterando la ecología de regiones enteras.
Aumento de las concentraciones de óxido nitroso a nivel global añade al efecto invernadero, que constantemente se está calentando la tierra. La liberación de óxidos nítrico en el aire en grandes cantidades causa niebla con humo y lluvia ácida que contamina la atmósfera, el suelo y el agua y afecta a plantas y animales. El aumento en el nitrógeno y el óxido nitroso es causado por automóviles, plantas de energía y una amplia variedad de industrias.
Como óxidos nitrosos filtrar en el suelo, pierde nutrientes como calcio y potasio, que son esenciales para mantener un equilibrio en los ecosistemas de la planta. Con la pérdida de estos compuestos, la fertilidad del suelo declina. Además, suelos vuelvan significativamente más ácidos, como flujo de sistemas y lagos como el nitrógeno alimenta el suministro de agua. Nitrógeno es transportado en grandes cantidades de ríos en estuarios y aguas costeras, donde se considera un contaminante.
Este trastorno en el equilibrio del ciclo del nitrógeno afecta la diversidad biológica. Plantas que se han adaptado durante millones de años de lucha de suelo bajo nitrógeno para sobrevivir. Esto a su vez afecta a los microbios y animales que dependen de las plantas para el alimento. En última instancia, los seres humanos se ven afectados. Salida de pesca en declive se cree que debido en parte al excesivo nitrógeno en ecosistemas costeros.
Aumentos en las concentraciones de nitrógeno han sido difíciles de rastrear, pero científicos de la Universidad Brown en Rhode Island miden la presencia de isótopos de nitrógeno diferentes para encontrar la fuente de nitrógeno en diferentes áreas. Los científicos han encontrado que 14 nitrógeno a nitrógeno-15 razones, basadas en núcleos de hielo en Groenlandia, han cambiado desde la Revolución Industrial. Con un récord de nitratos que data de 1718, el mayor cambio en la relación ocurrió entre 1950 y 1980, después de las emisiones de combustibles fósiles aumentaron rápidamente.