Азот помогает поддерживать разнообразие растительной жизни, баланс между пасущимися животными и хищниками, а также процессы, которые контролируют производство и круговорот углерода и различных минералов почвы. Он находится в контролируемых концентрациях во многих экосистемах, как на суше, так и в море. Сжигание ископаемого топлива в результате различных промышленных процессов добавляет в атмосферу соединения азота и закиси азота, что нарушает баланс природного азота, загрязняя экосистемы и изменяя экологию целых регионов.
Повышенные концентрации закиси азота во всем мире усиливают парниковый эффект, который постоянно нагревает Землю. Выброс оксидов азота в воздух в больших количествах вызывает смог и кислотные дожди, которые загрязняют атмосферу, почву и воду и поражают растения и животных. Увеличение содержания азота и закиси азота вызвано автомобилями, электростанциями и различными отраслями промышленности.
Поскольку закиси азота проникают в почву, они теряют питательные вещества, такие как кальций и калий, которые необходимы для поддержания баланса в экосистемах растений. С потерей этих соединений плодородие почвы снижается. Кроме того, почвы становятся значительно более кислыми, так же как водосточные системы и озера, когда азот поступает в водоснабжение. Азот в больших количествах транспортируется из рек в устья рек и прибрежные акватории, где он считается загрязнителем.
Это нарушение баланса азотного цикла влияет на биологическое разнообразие. Растения, которые в течение миллионов лет адаптировались к почве с низким содержанием азота, борются за выживание. Это в свою очередь влияет на микробов и жизнь животных, которые зависят от растений в пищу. В конечном итоге люди страдают. Считается, что снижение вылова в результате рыболовства отчасти связано с избыточным содержанием азота в прибрежных экосистемах.
Трудно отследить увеличение концентрации азота, но ученые из Университета Брауна в Род-Айленде измеряют наличие различных изотопов азота, чтобы найти источник азота в различных областях. Ученые установили, что после промышленной революции соотношение азота-14 к азоту-15 на основе ледяных кернов, взятых в Гренландии, изменилось. С записью нитратов, восходящей к 1718 году, самое большое изменение в соотношении произошло между 1950 и 1980 годами, после того, как выбросы ископаемого топлива быстро увеличились.