生活污水和化肥、食品等工業的廢水以及農田排水都含有大量的氮。天然水體接納這些廢水后，會發生水體富營養化。水體富營養化是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。在自然條件下，湖泊也會從貧營養狀態過渡到富營養狀態，不過這種自然過程非常緩慢。而人為排放含營養物質的工業廢水和生活污水所引起的水體富營養化則可以在短時間內出現。水體出現富營養化現象時，浮游藻類大量繁殖，形成水華。因占優勢的浮游藻類的顏色不同，水面往往呈現藍色、紅色、棕色、乳白色等。這種現象在海洋中則叫做赤潮或紅潮。

水中硝酸鹽是含氮有機物經無機化作用最終階段的分解產物。人體攝入硝酸鹽后，經腸道中微生物的作用轉變成亞硝酸鹽而出現毒性作用。亞硝酸鹽可使人體正常的血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，發生高鐵血紅蛋白癥，失去其輸氧的能力，導致組織缺氧。

污水進行生物處理時，氨氮不僅為微生物提供營養，而且對污水的pH值起緩沖作用。但氨氦過高時，特別是游離氨濃度較高時，對微生物的生活活動產生抑制作用。