اعتبر تلوث الماء بالنترات مشكلة خطيرة ناجمة عن الزراعة في شتى أنحاء العالم. ونظراً إلى كون النترات مغذِّياً رئيسياً يُنتج بتكاليف اقتصادية وبيئية كبيرة، فإن انتقالها من بيئة اليابسة إلى البيئة المائية يعني ضياعاً لها وانخفاضاً في توفرها للغرض الرئيسي منها المتمثل في تحسين نمو المحاصيل. إن الصيغتين الشائعين للنتروجين في الماء وعلى اليابسة هما الأمونيوم والنترات اللتين يمكن للنبات أن يتناولهما. والأمونيوم هو غالباً صيغة النتروجين اللاعضوية الابتدائية التي تذهب إلى منظومات الماء والتربة، لأنه يتكون بمعدنة النتروجين العضوي في البقايا النباتية والحيوانية، ولأنه يُضاف إلى التربة بصيغة ملح أمونيوم أو أمونيا سائلة أو بولة. وفي المناطق المعتدلة، ثمة حالات تُنشر فيها الأسمدة الحيوانية في الحقول في فصل الشتاء البارد. وحينئذ تكون التفاعلات الكيميائية وأنشطة المتعضيات المكروية بطيئة، ولذا لا تُستهلك مركبات الأمونيوم أو تُحوَّل إلى صيغ أخرى بأي طريقة. وحين ذوبان الثلوج في الربيع، يمكن لكميات كبيرة من الأمونيوم أن تسيل وتتغلغل في التربة. وفي بلدان مثل هولندا ودول أوربا وشمال أمريكا، حيث توضع قطعان الحيوانات بأعداد كبيرة ضمن حيز محدود، يمثل التخلُّص من روثها في الأرض مشكلة كبيرة ، وخاصة في فصل الشتاء.

وفي موسم النمو الدافئ، وفي كل البيئات باستثناء تلك ذات قيمة الـ pE المنخفضة، تحصل النترتة بسرعة، وتكون النترات في تلك الأوقات أكثر أجناس النتروجين وفرة. وحيثما كان ثمة من النترات أكثر مما هو ضروري للمحاصيل النامية، يمكن للفائض أن يسيل بعيداً عن التربة أو يتسرب عبرها لذا من المفيد أن نتحرى السمات التي تؤدي إلى وجود كميات كبيرة من النترات في الأنهار والمياه السطحية الأخرى. وتُعتبر حالة بريطانيا مثالاً جيداً لذلك. تُري الخريطة المبينة في الشكل 7.18، الخاصة بالمستويات الوسطى للمياه السطحية في أنكلترا، تدرجاً ملحوظاً لتركيز النترات الذي يتزايد متجهاً من الشمال الغربي إلى الجنوب الشرقي. وتوجد أعلى القيم، التي تقع المجالmNL^-1  9-5 عادة، في مناطق ضمن أنغليا الشرقية وحولها. أما القيم المنخفضة فتوجد في الأنهار الموجودة في مناطق مرتفعة، حيث يؤدي فيها الجريان السريع والأمطار الغزيرة إلى مفعول مخفّف للتركيز، وحيث تكون الأنشطة الزراعية محدودة. من ناحية أخرى، توجد المستويات العالية في الأراضي المنخفضة الجافة الكثيرة الحراثة.

ويزيد الأمونيوم من إمكان اختناق الأسماك، ويتفاعل ضمن مصادر المياه العمومية مع الكلور مكوناً مركبات الكلورامين، ومقلّصاً كفاءة الكلور في التطهير. أما أعلى مستوى مقبول للأمونيوم فيساوي 0.5 ^-1mgL . من ناحية أخرى، يمكن للنترات، وهي جنس النتروجين الرئيسي في البيئة المائية الغنية بالأكسجين، أن تكون سامة للبشر.

وفي حين أنها تُطرح سريعاً بواسطة كليتي البالغ، فإنها تتراكم في الرضع الذين تقل أعمارهم عن ست سنوات، وتُرجع إلى نتريت فتتحد مع الهيموغلوبين في الدم لتكوين متهيموغلوبين (methaemoglobin)، وهو نوع من البروتين غير القادر على حمل الأكسجين. والنتيجة هي ما يُسمى ازرقاق الجسم، وهو نقص في الأكسجين مميت أحياناً. لذا يُعتبر حد النترات الأعلى المسموح به في الماء L^-1 50mg.