Plynná forma dusíku tvoří 78 % troposféry. Jeho zabudování do pozemských dusíkatých sloučenin probíhá různými cestami, včetně mikroorganismů, rostlin a lidských průmyslových a zemědělských činností. Dusík odebraný ze vzduchu je bakteriemi vázajícími dusík přeměňován na amoniak. Ve většině půd je amoniak rychle oxidován na dusitany a následně na dusičnany v procesu nitrifikace působením aerobních bakterií, jako jsou Nitrosomonas a Nitrobacter. Dusičnanový ion je stabilní formou dusíku pro okysličené systémy. Dusičnany jsou velmi dobře rozpustné, a pokud nejsou zachyceny nebo pohlceny kořeny rostlin, vyplavují se do půdy spolu se závlahovou nebo dešťovou vodou nebo jsou odnášeny splachy. Dusičnany a dusitany se v pitné vodě vyskytují především v důsledku intenzivní zemědělské činnosti. Sloučeniny obsahující dusičnany přítomné v půdě jsou obecně rozpustné a snadno migrují do podzemních vod. Kontaminace půdy hnojivy obsahujícími dusík, včetně bezvodého amoniaku, a také živočišnými nebo lidskými přírodními organickými odpady může zvýšit koncentraci dusičnanů ve vodě. Vzhledem k tomu, že dusitany se snadno oxidují na dusičnany, je obsah dusitanů ve vodě obvykle nízký a dusičnany jsou sloučeninou, která se převážně vyskytuje v podzemních a povrchových vodách. Vzhledem k tomu, že dusík je nezbytným prvkem pro růst rostlin, přijímají ho rostliny ve formě amoniaku nebo dusičnanů z půdní vody. Dusičnany nahromaděné v rostlinách tvoří zásobu dusíku, která je potřebná pro syntézu aminokyselin a bílkovin. Všechny dusičnany absorbované kořeny rostlin jsou po vstupu do rostliny redukovány na amoniak, který slouží jako prekurzor pro syntézu bílkovin. Každý redukční krok je katalyzován určitým enzymem-reduktázou.