A nitrogén fenntartja a növények sokféleségét, a legelésző állatok és a ragadozók közötti egyensúlyt, valamint a szén és a különféle talaj ásványi anyagok előállítását és ciklusát szabályozó folyamatokat. Sok ökoszisztémában található kontrollált koncentrációban, mind a szárazföldön, mind a tengeren. A különféle ipari folyamatokból származó fosszilis tüzelőanyagok égetése nitrogén- és dinitrogén-oxid-vegyületeket ad a légkörbe, amely felborítja a természetes nitrogén egyensúlyát, szennyezi az ökoszisztémákat és megváltoztatja az egész régió ökológiáját.
A megnövekedett salétrom-oxid-koncentráció globálisan növeli az üvegházhatást, amely folyamatosan felmelegíti a Földet. A salétrom-oxidok nagy mennyiségben a levegőbe történő kibocsátása szmogot és savas esőket okoz, amelyek szennyezik a légkört, a talajt és a vizet, és a növényeket és az állatokat érintik. A nitrogén és a dinitrogén-oxid növekedését az autók, erőművek és számos ipar okozza.
Ahogy a dinitrogén-oxidok a talajba szűrnek, elveszítik a tápanyagokat, például a kalciumot és a káliumot, amelyek nélkülözhetetlenek a növényi ökoszisztémák egyensúlyának fenntartásához. Ezen vegyületek veszteségével a talaj termékenysége csökken. A talaj emellett jelentősen savassá válik, csakúgy, mint az áramlási rendszerek és a tavak, amikor a nitrogén táplálkozik a vízellátásba. A nitrogént nagy mennyiségben szállítják a folyók a torkolatokba és a part menti vízterületekre, ahol azt szennyező anyagnak tekintik.
A nitrogénciklus egyensúlyának ez a felborulása befolyásolja a biológiai sokféleséget. Azok a növények, amelyek több millió év alatt alkalmazkodtak az alacsony nitrogéntartalmú talajhoz, küzdenek a túlélésért. Ez viszont befolyásolja a mikrobákat és az állatok életét, amelyek a növényektől táplálékot igényelnek. Végül az embereket érinti. A halásztermelés csökkenését úgy gondolják, hogy részben annak oka, hogy a parti ökoszisztémákban túlzott nitrogén van.
A nitrogénkoncentráció növekedését nehezen lehet nyomon követni, ám a rhode-szigeti Brown Egyetem kutatói különböző nitrogén-izotópok jelenlétét mérik, hogy megtalálják a nitrogénforrást a különböző területeken. A tudósok úgy találták, hogy a grönlandi jégmagakon alapuló nitrogén-14 és nitrogén-15 arány megváltozott az ipari forradalom óta. Mivel a nitrátok rekordja 1718-ra megy vissza, az arány legnagyobb változása 1950 és 1980 között történt, miután a fosszilis tüzelőanyagok kibocsátása gyorsan növekedett.