窒素は、植物の多様性、放牧動物と捕食者のバランス、および炭素とさまざまな土壌鉱物の生産と循環を制御するプロセスの維持に役立ちます。それは、陸と海の両方の多くの生態系で制御された濃度で発見されます。さまざまな産業プロセスからの化石燃料の燃焼により、大気に窒素および亜酸化窒素化合物が追加され、自然窒素のバランスが崩れ、生態系が汚染され、地域全体の生態が変化します。
亜酸化窒素の増加した濃度は、地球に着実に温暖化されている温室効果に世界的に追加します。一酸化窒素が大量に大気中に放出されると、大気、土壌、水を汚染し、動植物に影響を与えるスモッグと酸性雨が発生します。窒素および亜酸化窒素の増加は、自動車、発電所、およびさまざまな産業によって引き起こされます。
亜酸化窒素は土壌にろ過されるため、植物の生態系のバランスを維持するために不可欠なカルシウムやカリウムなどの栄養素を失います。これらの化合物が失われると、土壌の肥沃度が低下します。また、土壌が著しく酸性になり、窒素が給水に供給されるため、河川や湖も酸性化します。窒素は、河川から河口および沿岸水域に大量に輸送され、汚染物質と見なされます。
窒素循環のバランスのこの混乱は、生物学的多様性に影響します。数百万年以上にわたって低窒素土壌に適応してきた植物は、生き残るために苦労しています。これは次に、食物を植物に依存する微生物と動物の生活に影響を与えます。最終的には、人間が影響を受けます。漁業からの生産量の減少は、沿岸生態系の過剰な窒素に一部起因すると考えられています。
窒素濃度の増加を追跡することは困難でしたが、ロードアイランド州ブラウン大学の科学者は、さまざまな窒素同位体の存在を測定して、さまざまな地域の窒素源を見つけています。科学者は、グリーンランドで採取された氷のコアに基づいた窒素-14と窒素-15の比率が産業革命以来変化していることを発見しました。硝酸塩の記録が1718年に遡ると、化石燃料の排出が急速に増加した後、1950年から1980年の間に比率の最大の変化が起こりました。