自然界中以氮氣形態存在的氮稱為惰性氮，對生態環境沒有負面影響，在生產工業化以前，氮循環系統中，氮的收支是平衡的，即固氮作用和脫氨作用基本持平。當氮通過化學工業合成或燃燒后，就會被活化，形成氮氧化物和氮氫化物等物質，即加強了固氮作用。氮活化的途徑有三：一是人工固氮，將空氣中的氮氣轉化為氨；二是工業生產中燃燒煤、石油、天然氣等；三是固氮植物的作用。在循環系統中，氮收支是否平衡會關系到活性氮對人類健康和生存環境積極或消極的影響。氮的過量“活化”，便使自然界原有的固氮和脫氨失去平衡，氮循環被嚴重擾亂，越來越多的活化氮開始向大氣和水體過量遷移，循環開始出現病態，導致全球環境問題。20世紀70年代以來，人類對生態系統中的氮素循環進行了廣泛而深入的研究。SCOPE（國際科委環境委員會）將全球氮超載作為一個潛在的環境問題和化學定時炸彈提出。